CN117448118A - 一种核酸提取转化一体机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核酸提取转化一体机及其方法，包括：整机框架、样本管架、TIP枪头架、离心管架、双离心模块、多样开盖模块、双机械臂模块、分步式核酸提取模块、颠倒混匀装置和显示控制模块，可以根据不同的样本，编辑对应的核酸提取流程，适用于大部分的样本检测，节省了占地空间；能够按照编号精准拾取离心试管，零位触发件触发光电开关后，保证离心机的吊篮到达指定位置后停止，机械臂就可以准确的对吊篮中的离心管进行抓取或放入；离心作业时，吊篮处于近似固定角转子的倾斜状态，保证离心效果的情况下，减少了平面上的工作面积；本设计的吊篮能够在离心机停止时，实现任何工况下的垂直状态，使得机械手能够垂直准确抓取离心试管。

Description

一种核酸提取转化一体机及其使用方法

技术领域

本发明涉及核酸提取技术领域，具体为一种核酸提取转化一体机及其使用方法。

背景技术

目前，样本核酸提取及文库构建的操作流程复杂、自动化程度低，实验人员往往需要进行长时间的重复操作，工作效率低，同时，各个规格实验方法不同，样本前处理流程繁琐，多个独立的实验设备占地空间大，可能占满单独一个实验室，而且核酸检测的项目多种，包括呼吸道标本检测、血液检测和粪便检测，不同检测项目的检测流程不同，需要实验员根据不同流程，分类检测，需要较高的专业水平，因此需要设计一款自动核酸检测一体机。

专利号为CN202010424015.6的文献，公开了一种双提取模式核酸提取工作站及核酸提取方法，双提取模式核酸提取工作站包括工作台，所述工作台上设置有存液槽和板位，所述存液槽用于放置DNA提取所需用的试剂，所述板位用于放置裂解板、结合板、清洗板和洗脱板；离心装置，用于对所述裂解板中裂解好的样品中的不同产物在离心作用下进行分离；磁棒装置，设置在所述工作台上，用于吸附DNA提取中使用的磁珠；机械臂装置，设置在所述工作台上，能够将所述存液槽中的试剂加入所述裂解板中，且能够将所述裂解板、所述结合板或所述清洗板移位。本发明能够降低核酸的提取难度，保证核酸提取顺利进行。

但是上述技术方案中仍是单线程操作，不能根据核酸样本类型进行流程选择，而且整体设备较为离散，占用空间较大，不利于设备小型化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一，本发明采用如下技术方案：

一种核酸提取转化一体机，包括整机框架和升降门，

所述整机框架内部设有工作台和过滤系统，所述过滤系统设置于工作台上方，用于吸收和处理核酸提取过程中的反应气体；

所述整机框架内还设有双机械臂模块，双机械臂模块活动范围覆盖工作台，所述双机械臂模块包括：第一机械臂和第二机械臂；

所述整机框架外部设有显示控制模块，用于编辑核酸提取流程，所述显示控制模块连接控制双机械臂模块转移样本试管，使得样本试管按照编辑步骤在工作台上完成核酸样本处理；

所述工作平台包括样本放入区、开盖加液区和核酸分离提取区；

所述样本放入区设有样本管架、颠倒混匀装置和离心管架，所述开盖加液区设有多样开盖模块；

所述核酸分离提取区设有TIP枪头架、分步式核酸提取模块、双离心模块、震荡装置和温度孵育模块，其中，双离心模块均设有自动垂直定位装置。

作为优选，双离心模块包括低速离心装置和高速离心装置，所述自动垂直定位装置包括离心电机和离心平台，所述离心平台上设有高速离心架和吊篮，所述离心电机的转轴两端均伸出离心电机，所述转轴上端和高速离心架连接，所述转轴下端设有零位控制装置；

所述零位控制装置固定在离心机定位板上，所述零位控制装置包括离合器、零位监测装置和定位电机，所述离合器的一端与所述转轴下端固定连接，所述离合器的另一端和定位电机固定连接，所述零位监测装置包括零位触发件和零位检测件，所述零位触发件固定在离合器上，所述零位监测装置和定位电机同步控制。

作为优选，所述离心平台和离心机定位板之间设有减震支撑装置，所述减震支撑装置包括减震板和多个支撑架，所述离心电机固定在减震板底面，所述减震板上还设有多个减震器，所述减震板为矩形，所述减震器为橡胶减震器，所述橡胶减震器的高度大于减震板，所述橡胶减震器的上表面抵靠在离心平台底面。

作为优选，所述离合器为电磁离合器，电磁离合器包括电磁发生端和离合器吸盘端，所述定位电机与所述电磁发生端连接，所述转轴下端与所述离合器吸盘端连接。

作为优选，所述零位触发件包括固定环和触发片，所述固定环套设在转轴下端，所述零位检测件为光电开关，当所述触发片转动经过光电开关，所述光电开关控制定位电机转动固定圈速。

作为优选，所述高速离心架设有多个吊篮，所述高速离心架上设有用于存放吊篮的多个容纳槽；在各容纳槽中，容纳槽的两侧壁上设有摆轴，吊篮和摆轴转动配合，吊篮包括角度调节部和垂直定位部，所述高速离心架靠近所述角度调节部的端部设有限位板，所述垂直定位部的重量大于角度调节部的重量。

作为优选，所述限位板上设有垂直面和倾斜面，静止状态下，所述角度调节部的底部抵靠在所述垂直面上；在高速旋转分离时，所述角度调节部的上部抵靠在所述倾斜面上。

作为优选，所述倾斜面和水平面呈30-45度夹角，所述限位板上还设有限位块，所述角度调节部设有对应的限位槽，所述垂直定位部设置有配重板，所述配重板的重量大于两个离心试管的重量。

使用该核酸提取转化一体机的方法，包括如下步骤：

S1样本上料：打开升降门，将携带多个样本试管的样本支架安装到样本框架上，关闭升降门，在显示控制模块输入样本种类和样本数量，启动核酸提取流程；

S2样本加液：第一机械臂夹取并移动样本试管至多样开盖模块，根据样本种类，选择是否打开瓶盖，添加第一试剂；

S3震荡低速离心：第二机械臂将样本试管移动至震荡装置进行震荡，将样本试管的震荡混匀，然后第二机械臂将样本试管移动至低速离心装置进行离心；

S4转移离心液：样本试管离心完成后，第二机械臂将样本试管转移到多样开盖模块，并打开样本试管瓶盖，第二机械臂通过TIP枪头将样本试管上清液转移至第一离心试管；

S5添加反应试剂：多样开盖模块向第一离心试管中添加第二试剂后，闭合样本试管的管盖；

S6颠倒混匀高速离心：第一机械臂将第一离心试管移动到颠倒混匀装置，充分混匀后，第一机械臂将第一离心试管移动到多样开盖模块，并通过第二机械臂将第一离心试管移动到高速离心装置进行高速离心；

S7:转移离心液：第二机械臂将第一离心试管移动到第二开盖模块，并打开第一离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过TIP枪头将第一离心试管上清液提取，第一机械臂夹取离心管架上的第二离心试管至离心试管夹持部，第二旋转夹持部打开第二离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过TIP枪头将第一离心试管上清液转移至第二离心试管；

S8:第二机械臂将第二离心试管转移至温度孵育模块；

S9:当其中一个离心试管中孵育计时完成后，进行提取步骤：第二机械臂将第二离心试管转移至分步式核酸提取模块进行核酸提取。

作为优选，根据不同癌种的检测流程，所述显示控制模块删除或者多次重复S2、S3、S4、S5或S6其中至少一个步骤；或，根据不同癌种的检测流程，重新调整上述S2、S3、S4、S5、S6的执行顺序。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.将所有核酸提取所用到的仪器集成合并在一个机器框架内，即可以根据不同的样本，编辑对应的核酸提取流程，适用于大部分的样本检测，包括呼吸道标本检测、血液检测和粪便检测等，相比与现有单流程产品，整个装置集多种检测方式于一个机器内，降低了器械成本，节省了占地空间，在相同空间内，本核酸提取转化一体机可以放置更多，检测的数量更多；

2.能够按照编号精准拾取离心试管，双离心模块均设置了电磁离合器、定位电机和零位监测装置，离心电机停止后，电磁离合器工作，将定位电机和离心电机相连，定位电机带动离心机电机的转轴转动，零位触发件触发光电开关后，作为离心机定位零点，然后再转动一定角度，保证离心机的吊篮到达指定位置后停止，这时机械臂就可以准确的对吊篮中的离心管进行抓取或者放入离心管；

3.离心电机工作时，吊篮处于倾斜30度状态，倾斜角度通过限位板的结构进行限制，吊篮的角度调节部的上部抵靠在倾斜面上，限制吊篮继续摆动，离心作业时，吊篮处于近似固定角转子的倾斜状态，保证离心效果的情况下，减少了平面上的工作面积；

4.由于吊篮垂直定位部设置有配重板，进行了加重设计，所以吊篮角度调节部的底部抵靠在限位板的垂直面上，使得吊篮在离心机停止时能够可靠的恢复垂直状态，因此本设计的吊篮能够在离心机停止时，实现任何工况下的垂直状态，使得机械手能够垂直准确抓取离心试管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明方法的综合流程示意图

图2为本发明一实施例的整体结构示意图。

图3为本发明一实施例的升降门完全打开结构示意图；

图4为本发明一实施例的内部结构布局图；

图5为本发明一实施例的内部结构立体图。

图6为本发明一实施例的多样开盖模块的整体结构示意图。

图7为本发明一实施例的双机械臂模块结构示意图。

图8为本发明一实施例的低速离心装置的结构示意图。

图9为本发明一实施例的自动垂直定位装置的整体结构示意图。

图10为本发明一实施例的离心平台以上的结构示意图。

图11为本发明一实施例的高速离心架的部分拆卸结构示意图。

图12为本发明图11的A部结构放大图。

图13为本发明一实施例吊篮的静止和运动状态示意图。

图14为本发明一实施例的吊篮的结构示意图。

图15为本发明一实施例的吊篮的底面示意图。

图16为本发明一实施例的减震支撑装置结构示意图。

图17为本发明一实施例的零位监测装置的原理示意图。

图18为本发明一实施例的自动垂直定位装置内部动力结构截面图。

图19为本发明一实施例的零位触发件的结构示意图。

图中：整机框架1、升降门101、样本放入区100、开盖加液区200、核酸分离提取区300、显示控制模块102、过滤系统103、样本管架11、温度孵育模块12、加液装置13、离心管架14、双离心模块2、低速离心装置21、高速离心装置22、自动垂直定位装置3、高速离心架31、容纳槽310、摆轴3101、限位板311、垂直面3111、倾斜面3112、限位块312、限位槽3120，连接转轴32、吊篮33、固定槽300、角度调节部331、离心管槽3310、垂直定位部332、配重板3321、离心平台34、离心电机35、电磁离合器6、电磁发生端361、离合器吸盘端362、离心机定位板37、定位电机371、零位触发件38、固定环381、触发片382、光电开关383、减震支撑装置39、减震板391、支撑架392、橡胶减震器393，多样开盖模块4、第一开盖组件41、第二开盖组件42、TIP枪头架5、离心管架14、双机械臂模块7、第一机械臂71、第二机械臂72、分步式核酸提取模块8、第一核酸提取装置81、第二核酸提取装置82、颠倒混匀装置91、震荡装置92。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1-图19所示：

如图2-图5所示：所述核酸提取转化一体机包括：整机框架1和升降门101，所述整机框架1内部设有工作台10和过滤系统103，所述过滤系统103包括设置在壳体顶部的UV灯、活性炭过滤器和定向通风装置。

所述过滤系统103设置于工作台10上方，用于吸收和处理核酸提取过程中的反应气体；

所述整机框架内还设有双机械臂模块7，双机械臂模7块活动范围覆盖工作台，双机械臂模7处于过滤系统103下方，所述双机械臂模块7包括：第一机械臂71和第二机械臂71；

所述工作平台包括样本放入区100、开盖加液区200和核酸分离提取区300；

如图2-图5所示：所述样本放入区设有样本管架11、颠倒混匀装置91和离心管架14。

所述样本管架11设于所述工作台且用于放置各种样本试管，样本试管可以批次更换，样本管架11上有16个样本试管槽，试验时一次性可以将16个样本放入本发明装置，样本进入后经过一段时间可以得到核酸模板，实现全流程自动化，进而有利于降低实验人员劳动强度，提升实验结果稳定性和一致性。

所述颠倒混匀装置用于对加入试剂的离心试管进行充分混匀，离心管架14存放空的离心试管，供双机械臂模块7夹取。

所述开盖加液区200设有多样开盖模块4，所述多样开盖模块4用于开闭各种试管的管盖，试管包括2ml的离心试管、也可以为50ml的粪便样本试管。

所述核酸分离提取区300设有TIP枪头架5、分步式核酸提取模块8、双离心模块2、震荡装置92和温度孵育模块12。温度孵育模块12用于为核酸序列扩增提供合适的温度，提高反应速率。

震荡装置92用于对离心试管的震荡，离散试管内的物质。

所述TIP枪头架4用于放置TIP枪头，TIP枪头可以临时存放中间液体，用于转移液体。

所述双离心模块2用于对试管离心，根据试管的大小和反应要求，使用低速离心装置21或高速离心装置22。

如图7所示，双机械臂模块7，所述双机械臂模块设于所述工作台且用于转移试管和通过所述TIP枪头转移溶液；

分步式核酸提取模块8，所述分步式核酸提取模块8包括第一核酸提取装置81和第二核酸提取装置82；所述分步式核酸提取模块设于所述工作台且用于提取样本的核酸产物。

核酸提取转化一体机整体尺寸为长1800mm*宽800mm*高1100mm，重量340KG。所述整机框架1上设有升降门101。

所述整机框架外部设有显示控制模块102，显示控制模块102为15.6英寸触摸一体机，内部设有处理器，控制所有模块运行流程，并记录试验中间数据，所述显示控制模块102连接控制双机械臂模块7转移样本试管，使得样本试管按照编辑步骤在工作台10上完成核酸样本处理。

如图6所示，在本发明的一实施例中，所述多样开盖模块4包括第一开盖组件41和第二开盖组件42；第一开盖组件41和第二开盖组件42分别用于打开样本试管和离心试管，试管包括2ml的离心试管、也可以为50ml的粪便样本试管。

如图3和图7所示：在本发明的一实施例中，所述双机械臂模块7包括：第一机械臂71和第二机械臂72。分成两个机械臂操作，可以独立完成不同步骤，提高实验效率。

在本发明的一实施例中，所述核酸提取转化一体机还包括：

加液装置13，所述加液装置13设于所述工作台且用于存储反应添加试剂；在本发明的一实施例中，加液装置13为多样开盖模块4提供加液动力；

在本发明的一实施例中，所述双离心模块2处于核酸分离提取区300，包括低速离心装置21和高速离心装置22，所述低速离心装置21离心转速可以是8000rpm及以下，用于样本试管的离心分离，所述高速离心装置22离心转速可以是15000rpm-30000rpm，高速离心装置用于离心试管的离心分层。

如图9-19所示：作为本发明的进一步改进，其中，双离心模块2内均设有自动垂直定位装置3。

如图9所示：自动垂直定位装置3包括离心电机35和离心平台34，所述离心平台34上设有高速离心架31和吊篮33，所述连接转轴32上端和高速离心架31连接，由离心电机35的连接转轴32驱动高速离心架31转动，带动吊篮33以及吊篮中的离心试管转动，这个装置已经可以满足传统的人工操作过程，但是在全自动化一体式核酸提取机器中，需要达到自动定位的需求，为了能够精准的放入试管，并使得各个离心试管按照固定顺序编号，依次完成离心分离，再依次按照顺序抓取，需要额外增加这个控制系统。

吊篮33可以设置为三个、四个或者五个，连接转轴32的下端由电机驱动转动，连接转轴32的上端和高速离心架31卡接，并用顶盖限制位置。

如图10所示，高速离心架31上设有用于存放吊篮33的四个容纳槽310，容纳槽310的两侧设有连接装置，需要吊篮33和容纳槽310卡接，并能转动配合，所以在各容纳槽310中，容纳槽310的两侧壁上设有摆轴3101，所述吊篮33两侧均设有固定槽300，两个摆轴3101分别卡接在对应的固定槽300内，各吊篮33的四个角落上设有离心管槽3310。

如图11所示，吊篮33和摆轴3101转动配合，吊篮33包括角度调节部331和垂直定位部332，传统的吊篮，为两侧对称设计，当吊篮中仅有1、2、3根离心试管或者四个试管的重量不一样的时候，吊篮就会倾斜，只能在一次性提取或者放置四根同等重量的离心试管，才能保持吊篮33的水平放置，但是核酸一体机的机械臂是单单次单根试管，这样吊篮就非常容易发生倾斜，这样非常不利于在核酸一体机的自动操作，机械臂的夹爪就不能准确夹取试管。

为了能够使得吊篮33始终保持垂直状态，需要将垂直定位部332的重量大于角度调节部331的重量，这样在任何时候就能够保持吊篮33的垂直状态。

作为本实施例的进一步改进，在垂直定位部332设置有配重板3321，所述配重板3321的重量大于两个离心试管的重量，由于吊篮33的垂直定位部332设置有配重板3321，进行了加重设计，吊篮33角度调节部331的底部抵靠在限位板311的垂直面上。

使得吊篮在离心机停止时能够可靠的恢复垂直状态，因此本设计的吊篮能够在离心机停止时，实现任何工况下的垂直状态。

同时为了保证在高速转动时候，缩小整个离心机的体积，作为本发明的一个实施例，在所述高速离心架31靠近所述角度调节部331的端部设有限位板311，这样就可以限制吊篮的旋转角度。

作为本实施例的进一步优化，所述配重板3321、角度调节部331和垂直定位部332为一体成型结构。

在启动的过程中，首先吊篮33角度调节部331的底部抵靠在限位板311的垂直面上，在离心力的作用下，吊篮33和摆轴3101发生转动，吊篮的底部的由于试管内部液体重量大，会形成离心力，向外甩出，如果没有限制，吊篮会达到水平的状态，离心机就要和其他设备要保持一定的距离，但是这样就会使得真个离心机的安全距离增加，占据更大的空间，不利于核酸一体机的小型化。

所述限位板311上设有垂直面3111和倾斜面3112，静止状态下，所述角度调节部331的底部抵靠在所述垂直面3111上；在高速旋转分离时，所述角度调节部331的上部抵靠在所述倾斜面3112上。

所述倾斜面3112和水平面可以设计成30-45度夹角，本实施例中为30度。

如图12所示，所述限位板311上还设有限位块312，所述角度调节部331设有对应的限位槽3120。

离心机工作时，吊篮处于倾斜30度状态，倾斜角度通过限位板的结构进行限制，吊篮的角度调节部的上部抵靠在倾斜面上，限制吊篮继续摆动，离心作业时，吊篮处于近似固定角转子的倾斜状态，保证离心效果的情况下，减少了平面上的工作面积。

由于吊篮垂直定位部设置有配重板，进行了加重设计，使得吊篮在离心机停止时能够可靠的恢复垂直状态，且由于机器手在从吊篮的四个孔位中放置或抓取离心管的过程中，如果首先将吊篮外侧的两个离心管抓走，那吊篮内侧的两个离心管会产生一个以摆轴中心的逆时针的偏转力矩，造成吊篮向离心架外侧偏转而不垂直；同样在放置离心管的过程中，如果先放置吊篮内侧的两个离心管，也会产生同样的效果；因此本设计的吊篮能够在离心机停止时，实现任何工况下的垂直状态。

如图13-19所示：作为本实施例的进一步改进，将离心电机35的连接转轴32拉长设置，并从离心电机35的底端伸出，所述连接转轴32的上端和高速离心架31连接，所述连接转轴32的下端设有零位控制装置，零位控制装置用于控制高速离心架31，保证离心试管在离心操作前和离心操作后，始终处于离心平台34上的同一位置。

所述零位控制装置固定在离心机定位板37上，所述零位控制装置包括离合器、零位监测装置和定位电机371，所述离合器的一端与所述连接转轴32下端固定连接，所述离合器的另一端和定位电机371固定连接。

定位电机371可以选用步进电机和伺服电机等具备圆周定位功能的电机，可以根据电控信号，精准控制旋转角度，提高高速离心架31的位置准确度。

如图2-3所示：所述离心平台34和离心机定位板37之间设有减震支撑装置39，所述减震支撑装置39包括减震板391和四个支撑架392，各个支撑架392的下端和离心机定位板37固定连接，各个支撑架392的上端和减震板391固定连接。

所述离心电机35固定在减震板391底面，所述减震板391上可以设有多个减震器。依次等间距角度布置在减震板391上表面，可以降低离心电机35的震动，以及离合器工作瞬间，减少定位电机371和离心电机35结合的瞬间产生的大扭矩的影响。

所述减震板391为矩形，减震板391的四个顶角上均设有减震器，所述减震器为橡胶减震器393。

所述橡胶减震器393的高度大于减震板391，所述橡胶减震器393的上表面抵靠在离心平台34底面。

所述离合器为电磁离合器，电磁离合器6包括电磁发生端361和离合器吸盘端362，所述定位电机371的电机主轴与所述电磁发生端361连接，所述连接转轴32下端与所述离合器吸盘端362连接。

所述零位监测装置包括零位触发件38和零位检测件，所述零位触发件38固定在离合器上，所述零位监测装置和定位电机371同步控制。

如图5所示，所述零位触发件38包括固定环381和触发片382，所述固定环42套设在离合器吸盘端362上，固定环42上设有通孔，用于放置螺钉加紧固定。

所述零位检测件为光电开关42，触发片43大部分时间不接触光电开关，当离心电机35结束断电后，离合器和光电开关42启动，当所述触发片43转动经过光电开关42，所述光电开关42控制定位电机371转动固定圈速。

离心电机35的连接转轴32与电磁离合器的吸盘端31固定连接，电磁离合器的电磁发生端32与定位电机371的电机主轴相连，离心电机35的连接转轴32上还安装有零位触发件38，旁边固定安装有零位检测件；离心电机35停止后，电磁离合器工作，将定位电机371和离心电机35同步转动相连，定位电机371带动离心机电机1的转轴转动，零位触发件38触发光电开关42后，作为离心机定位零点，然后定位电机再驱动高速离心架31转动一定角度，保证离心机的吊篮22到达指定位置后停止，这时机器手就可以准确的对吊篮22中的离心管进行抓取或者放入离心管；

设置了减震支撑装置39，用于降低离心电机35的震动，以及离合器工作瞬间，减少定位电机371和离心电机3结合的瞬间产生的大扭矩的影响。

具体实施例1：当待检测样本为粪便样本时，所述方法包括如下步骤：

S1样本上料：打开升降门101，将携带多个粪便样本试管的样本安装到样本管架11上，关闭升降门101，在显示控制模块10输入粪便样本类和样本数量16，启动核酸提取流程；

S2样本加液：第一机械臂71夹取并移动粪便样本试管至第一开盖模块41，根据样本种类，打开瓶盖，添加第一试剂；

S3震荡低速离心：第二机械臂72将样本试管移动至震荡装置92进行震荡，将样本试管的震荡混匀，然后第二机械臂72将样本试管移动至低速离心装置21进行离心；

S4转移离心液：样本试管离心完成后，第二机械臂72将样本试管转移到第二开盖模块42，并打开样本试管瓶盖，第二机械臂72通过TIP枪头5将样本试管上清液转移至第一离心试管；

S5添加反应试剂：第二开盖模块42向第一离心试管中添加第二试剂后，闭合样本试管的管盖；

S6颠倒混匀高速离心：第一机械臂71将第一离心试管移动到颠倒混匀装置91，充分混匀后，第一机械臂71将第一离心试管移动到第二开盖模块42，并通过第二机械臂72将第一离心试管移动到高速离心装置22进行高速离心；

S7:转移离心液：第二机械臂72将第一离心试管移动到第二开盖模块42，并打开第一离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过TIP枪头将第一离心试管上清液提取，第一机械臂71夹取离心管架上的第二离心试管至第二开盖模块42，并打开第二离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过TIP枪头将第一离心试管上清液转移至第二离心试管；

S8:第二机械臂将第二离心试管转移至温度孵育模块12；

S9:当其中一个离心试管中孵育计时完成后，进行提取步骤：第二机械臂将第二离心试管转移至分步式核酸提取模块8进行核酸提取。

根据不同癌种的检测流程，显示控制模块删除或者多次重复S2、S3、S4、S5或S6其中至少一个步骤；或，根据不同癌种的检测流程，重新调整上述S2、S3、S4、S5、S6的执行顺序。

具体实施例2：当检测样本为膀胱癌尿液样本时，取消S2和S3步骤，重复2次S4、S5和S6步骤。

样本上料：将携带多个膀胱癌尿液样本试管的样本支架安装到样本框架上，膀胱癌尿液样本试管为2ml试管，第一机械臂上夹持部夹取并移动膀胱癌尿液样本试管至第二开盖模块42；

添加反应试剂：第二开盖模块42打开膀胱癌尿液样本瓶盖，加液针头向膀胱癌尿液样本试管中添加试剂，第二开盖模块42夹持部闭合膀胱癌尿液样本试管管盖；

颠倒混匀高速离心：第一机械臂71将膀胱癌尿液样本试管移动到颠倒混匀装置，充分混匀后，第一机械臂将膀胱癌尿液样本试管移动到第二开盖模块42，并通过第二机械臂72将膀胱癌尿液样本试管移动到高速离心装置22进行高速离心；

转移离心液：第一机械臂71夹取离心管架上的第一离心试管至第二开盖模块42，并打开第一离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过tip枪头将膀胱癌尿液样本试管上清液转移至第一离心试管；

再次添加反应试剂：加液针头向第一离心试管中添加试剂，第二开盖模块42闭合第一离心试管管盖和膀胱癌尿液样本试管的管盖；

颠倒混匀高速离心：第一机械臂71将第一离心试管移动到颠倒混匀装置，充分混匀后，第一机械臂将第一离心试管移动到核酸分离提取区，并通过第二机械臂将离心试管移动到高速离心装置进行高速离心；

转移离心液：第一机械臂夹取离心管架上的第二离心试管至离心试管夹持部，第二旋转夹持部打开第二离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过tip枪头将第一离心试管上清液转移至第二离心试管；

第二机械臂将第二离心试管转移至温度孵育模块；

当其中一个离心试管中孵育计时完成后，进行提取步骤：第二机械臂将第二离心试管转移至第一核酸提取装置或第二核酸提起装置进行核酸提取。

同时也可以可根据当前任务流程的资源需求情况，在不影响当前执行任务步骤流程的情况下，同时启动下一个新的并行步骤，最大化的利用的系统各个功能模块的资源，可以实现多批次样本的并行处理，极大的提升了系统的检测产能，也能有效降低检测人工成本，缩短了样本检测时间，对促进肿瘤早期检查的普及具有积极意义。

粪便样本前处理方法包括以下步骤：第一离心步骤：向粪便样本试管中加入第一试剂和第二试剂后，将粪便样本试管进行振荡、离心，得到离心后的第一上清液。其中，第一试剂可以是裂解细胞、释放核酸的悬浮液，第二试剂可以是裂解细胞、释放核酸的悬浮液。

在本发明的一些实施例中，在第一离心步骤中，离心后的第一上清液为经过离心、取上清液重复多次得到，重复的次数可以是二次，以保证第一离心步骤中的离心效果。在本发明的一些实施例中，在第二离心步骤中，离心后的第二上清液为经过离心、取上清液重复多次得到，重复的次数可以是二次，以保证第二离心步骤中的离心效果。

在进行粪便样本前处理时，依次通过第一离心步骤、第二离心步骤、第三离心步骤和提取步骤，得到粪便样本的核酸产物，实现了粪便样本前处理的全流程自动化，进而有利于降低实验人员劳动强度，提升实验结果稳定性和一致性。

本发明进行了模块化设计和柔性配置，可按需增加或减少相应模块，兼容性较高，可通过更换不同的样本模块和夹具，可兼容各种样本试管、离心试管。本发明还具有良好的安全稳定，工位集成物料到位检测功能，识别耗材放置到位、准确，管盖开闭正确。同时，根据本发明实施例的粪便样本前处理方法，试验准确高效，可24小时不间断工作，每1.5小时完成一批次。

传统人工效率检测16个样本的速度需要6小时，而本发明装置操作简便，单人可以同时操作观测5台本发明装置，效率上大大提升检测速度，更加适用于大批量，检测时效性要求高的需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核酸提取转化一体机，其特征在于，包括整机框架和升降门，

所述整机框架内部设有工作台和过滤系统，所述过滤系统设置于工作台上方，用于吸收和处理核酸提取过程中的反应气体；

所述整机框架内还设有双机械臂模块，双机械臂模块活动范围覆盖工作台，所述双机械臂模块包括：第一机械臂和第二机械臂；

所述整机框架外部设有显示控制模块，用于编辑核酸提取流程，所述显示控制模块连接控制双机械臂模块转移样本试管，使得样本试管按照编辑步骤在工作台上完成核酸样本处理；

所述工作平台包括样本放入区、开盖加液区和核酸分离提取区；

所述样本放入区设有样本管架、颠倒混匀装置和离心管架，所述开盖加液区设有多样开盖模块；

所述核酸分离提取区设有TIP枪头架、分步式核酸提取模块、双离心模块、震荡装置和温度孵育模块，其中，双离心模块均设有自动垂直定位装置。

2.如权利要求1所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，双离心模块包括低速离心装置和高速离心装置，所述自动垂直定位装置包括离心电机和离心平台，所述离心平台上设有高速离心架和吊篮，所述离心电机的转轴两端均伸出离心电机，所述转轴上端和高速离心架连接，所述转轴下端设有零位控制装置；

所述零位控制装置固定在离心机定位板上，所述零位控制装置包括离合器、零位监测装置和定位电机，所述离合器的一端与所述转轴下端固定连接，所述离合器的另一端和定位电机固定连接，所述零位监测装置包括零位触发件和零位检测件，所述零位触发件固定在离合器上，所述零位监测装置和定位电机同步控制。

3.根据权利要求2所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述离心平台和离心机定位板之间设有减震支撑装置，所述减震支撑装置包括减震板和多个支撑架，所述离心电机固定在减震板底面，所述减震板上还设有多个减震器，所述减震板为矩形，所述减震器为橡胶减震器，所述橡胶减震器的高度大于减震板，所述橡胶减震器的上表面抵靠在离心平台底面。

4.根据权利要求3所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述离合器为电磁离合器，电磁离合器包括电磁发生端和离合器吸盘端，所述定位电机与所述电磁发生端连接，所述转轴下端与所述离合器吸盘端连接。

5.根据权利要求2所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述零位触发件包括固定环和触发片，所述固定环套设在转轴下端，所述零位检测件为光电开关，当所述触发片转动经过光电开关，所述光电开关控制定位电机转动固定圈速。

6.根据权利要求5所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述高速离心架设有多个吊篮，所述高速离心架上设有用于存放吊篮的多个容纳槽；在各容纳槽中，容纳槽的两侧壁上设有摆轴，吊篮和摆轴转动配合，吊篮包括角度调节部和垂直定位部，所述高速离心架靠近所述角度调节部的端部设有限位板，所述垂直定位部的重量大于角度调节部的重量。

7.根据权利要求6所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述限位板上设有垂直面和倾斜面，静止状态下，所述角度调节部的底部抵靠在所述垂直面上；在高速旋转分离时，所述角度调节部的上部抵靠在所述倾斜面上。

8.根据权利要求7所述的一种核酸提取转化一体机，其特征在于，所述倾斜面和水平面呈30-45度夹角，所述限位板上还设有限位块，所述角度调节部设有对应的限位槽，所述垂直定位部设置有配重板，所述配重板的重量大于两个离心试管的重量。

9.一种核酸提取转化一体机的使用方法，使用如权利要求1-8任一项所述的核酸提取转化一体机，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1样本上料：打开升降门，将携带多个样本试管的样本支架安装到样本框架上，关闭升降门，在显示控制模块输入样本种类和样本数量，启动核酸提取流程；

S2样本加液：第一机械臂夹取并移动样本试管至多样开盖模块，根据样本种类，选择是否打开瓶盖，添加第一试剂；

S3震荡低速离心：第二机械臂将样本试管移动至震荡装置进行震荡，将样本试管的震荡混匀，然后第二机械臂将样本试管移动至低速离心装置进行离心；

S4转移离心液：样本试管离心完成后，第二机械臂将样本试管转移到多样开盖模块，并打开样本试管瓶盖，第二机械臂通过TIP枪头将样本试管上清液转移至第一离心试管；

S5添加反应试剂：多样开盖模块向第一离心试管中添加第二试剂后，闭合样本试管的管盖；

S6颠倒混匀高速离心：第一机械臂将第一离心试管移动到颠倒混匀装置，充分混匀后，第一机械臂将第一离心试管移动到多样开盖模块，并通过第二机械臂将第一离心试管移动到高速离心装置进行高速离心；

S7:转移离心液：第一机械臂夹取离心管架上的第二离心试管至离心试管夹持部，第二旋转夹持部打开第二离心试管管盖，第二机械臂上移液部通过TIP枪头将第一离心试管上清液转移至第二离心试管；

S8:第二机械臂将第二离心试管转移至温度孵育模块；

S9:当其中一个离心试管中孵育计时完成后，进行提取步骤：第二机械臂将第二离心试管转移至分步式核酸提取模块进行核酸提取。

10.根据权利要求9所述的一种核酸提取转化一体机的使用方法，其特征在于，根据不同癌种的检测流程，所述显示控制模块删除或者多次重复S2、S3、S4、S5或S6其中至少一个步骤；或，根据不同癌种的检测流程，重新调整上述S2、S3、S4、S5、S6的执行顺序。