CN208829679U - 一种自动核酸提取仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动核酸提取仪,包括隔离外界环境的操作仓,所述操作仓内部有试剂盒温控用的温控组件、检测核酸提取环境的温湿度检测组件,所述温控组件用于控制试剂温度,实现对试剂的快速升降温;另外包括运动组件,能实现水平移动,磁套竖直运动,和磁棒竖直移动,所述运动组件能兼容多种孔板、不同通量的提取需求;二维码识别模块,能自动识别试剂盒信息,实现提取程序的自动识别和执行,并可录入样本信息、自动设置执行提取程序;以及用于检测是否放置试剂盒的在位检测装置。该核酸提取系统运行稳定,降低了操作的复杂程度和失误率,减少了升降温时间,并兼容多种孔板不同通量的提取,提高了核酸提取纯化效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动核酸提取纯化技术领域,具体为一种自动核酸提取仪。
背景技术
随着近年来分子生物学技术的高速发展,基因扩展、杂交、DNA序列测序分析等分子检测和分子诊断技术在人体健康体检、食品、药品、法医、兽医等领域中的作用日益显得重要。核酸作为遗传信息的携带者,是基因表达的物质基础。目前所有现代分子生物学检测技术面临的首要问题就是如何从大量的样本中快速有效的分离提取所需的基因组核酸,并且核酸样品质量及完整性都将直接关系到后续实验的成败,而高效率、大通量且稳定的自动核酸提取仪是解决这一问题的关键设备。
现有的装置在进行提取的时候,往往会与外界环境具有一定的交互能力,那么在这种环境中,核酸的提取会被环境污染,从而达不到规定纯度的要求。众所周知的是,在进行物质提纯的过程中,需要进行多次的沉淀、过滤、提取等步骤,而在这些步骤中,为了保持良好的操作环境,则需要实时进行灭菌处理,以确保样品不被污染。
为了解决上述问题,在现有的技术方案中,如申请号为200720076920.7公布的一种全自动核酸提取仪,它是在封闭式的状态下准确完成核酸(或蛋白)提取。但是仅仅在封闭条件下还不足以实现无菌操作,而且在封闭的环境下,对于样品的信息读取和操作都将会更加麻烦,在封闭的条件下,还需要克服的问题有:如何控制提取过程中所需的湿度和温度,如何减少加热时对相邻列的影响并提高控温的效率,如何兼容不同实验通量的要求,而且还需要在这种情况下准确的实现核酸物质的提取。
实用新型内容
为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种自动核酸提取仪,主动快速调温和控温,自动实现样本信息的录入和提取,系统运动稳定,提高了核酸提取纯化效率,能有效的解决背景技术提出的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种自动核酸提取仪,包括用于隔离外界环境的操作仓,在所述的操作仓内部设有试剂盒温控用的温控组件和用于检测核酸提取环境的温湿度检测组件,在操作仓外安装用于驱动试剂盒移动的运动组件,还包括用于自动识别试剂盒信息的二维码识别模块能自动识别试剂盒信息,实现提取程序的自动识别和运行,能录入样本信息、自动设置程序参数并运行提取程序以及用于检测是否放置试剂盒的在位检测装置。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述温控组件包括孔板导热块和八块相互独立的半导体制冷片,所述孔板导热块由位于底部的固定安装架和位于顶部的可拆卸装置组成,所述固定安装架内侧通过导热介质与半导体制冷片上表面贴合,所述半导体制冷片的底部设有断开独立式的散热片,且各独立的散热片通过隔热的基座组合在一起,断开的散热片与各自独立连接的半导体制冷片和孔板导热块组成相互独立的温控模块,在每个温控模块下方设有散热风扇。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述孔板导热块的可拆卸装置与24孔/96孔深孔板或PCR孔板相配合,以兼容不同通量的要求。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述运动组件包括竖直运动组件和水平运动组件,所述竖直运动组件上设有控制磁套竖直运动的磁套电机和控制磁棒竖直移动的磁棒电机,所述水平运动组件上设有控制磁套在试剂盒空间移动的位移电机。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述竖直运动组件包括竖直底板,且在竖直底板正面设有竖直直线导轨,所述竖直直线导轨上安装有支架安装座,所述支架安装座两侧固定安装有磁套支架和磁棒支架,所述磁套电机通过竖直同步齿型带与支架安装座连接,并驱动支架安装座上下移动,且在支架安装座的侧面固定安装有编码器,且所述支架安装座上还固定安装有磁棒运动组件,所述磁棒运动组件包括磁棒电机,所述磁棒电机通过设在竖直方向上的丝杠螺母传动机构与磁棒支架连接,并且通过驱动磁棒支架间接驱动磁棒上下移动。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述竖直运动组件采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现,并通过光电、微动以及编码器实现精确定位,磁棒运动组件也采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现磁棒运动组件与磁套支架的安装座固定连接,实现磁套支架竖直运动和磁棒支架相对磁套支架竖直移动的独立控制。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述磁棒支架兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁棒安装条;所述磁套支架便于拆卸以兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁套。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述水平运动组件用于控制磁套在孔板中的空间移动,采用丝杠或同步带传动,其传动轴上安装有用于防止搬动运输时运动组件会移动的电磁制动器。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述二维码识别模块用于自动识别试剂盒信息,实现提取程序的自动识别和运行,更进一步地能录入样本信息、自动设置提取程序的参数并启动运行提取程序。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述在位检测装置采用光电式传感组件或位置传感组件,能对孔板是否放置进行检测,并在程序界面警示操作者。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型能对试剂进行快速的升降温,自动实现样本信息的录入和提取程序的输入,系统运动稳定,提高了核酸提取纯化效率。
附图说明
图1为本实用新型外部结构示意图;
图2为本实用新型内部结构示意图;
图3为本实用新型温控组件结构示意图;
图4为本实用新型温控组件剖面结构示意图;
图5为本实用新型散热片结构示意图;
图6为本实用新型温控组件组成结构示意图;
图7为本实用新型温控组件局部放大示意图;
图8为本实用新型孔板导热块结构示意图;
图9为本实用新型运动组件正视结构示意图;
图10为本实用新型运动组件左视结构示意图;
图11为本实用新型操作仓内部斜视结构示意图;
图12为本实用新型磁棒支架结构示意图。
图中:1-机箱;2-操作仓;3-运动组件;4-温湿度检测组件;5-温控组件;6-二维码识别装置;7-紫外灯消毒组件;
101-外壳;102-前面板;103-玻璃开窗;
301-竖直运动组件;302-水平运动组件
3011-磁套电机;3012-磁棒电机;3013-竖直底板;3014-竖直直线导轨;3015-支架安装座;3016-磁套支架;3017-磁棒支架;3018-竖直同步齿型带;3019-编码器;3020-磁棒安装条;3021-位移电机;3022-磁棒运动组件;3023-丝杠螺母传动机构;3024-水平底板;3025-水平直线导轨;3026-水平同步齿型带;3027-电磁制动器;
501-孔板导热块;502-半导体制冷片;503-导热石墨片;504-散热片;505-散热风扇;506-在位检测装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
实施例:
如图1至图12所示,本实用新型提供了一种自动核酸提取仪,包括机箱1、设置在机箱1前部用于隔离外界环境的操作仓2和操作仓2外设置在机箱1后部的运动组件3。所述操作仓2内部设有试剂盒温控用的温控组件5和检测核酸提取环境用的温湿度检测组件4以及检测是否放置试剂盒的在位检测装置506,所述温湿度检测组件4采用常规的温湿度传感器,能够实时监测操作仓2内部的湿度和温度,为提取实验的程序设置提供参数支持;所述温控组件5用于控制试剂温度,实现对试剂的快速升降温;所述运动组件3通过其相对孔板的移动、振动等动作,满足提取时所需的磁珠转移、吸附以及混匀操作。另外运动组件3和温控组件5采用兼容设计,能实现多种孔板、不同通量的提取需求;并且设备安装有二维码识别装置6,能够通过不接触式的方式获取试剂盒中的信息,实现提取程序的自动识别和运行,能录入样本信息、自动设置程序参数并运行提取程序。
在本实施方式中,温控组件5、在位检测装置506、温湿度检测组件4均设置在操作仓2内部,运动组件3设置在操作仓2外部机箱1的后部,二维码识别装置6设置在操作仓2外部运动组件3中,各组件具体安装位置根据自身功能以及实际操作进行安装。
另外,在本实用新型中,所述操作仓2内壁上还固定安装有紫外灯消毒组件7,对核酸提取环境进行消毒,利用紫外线进行灭菌的优点能够适应本实用新型,主要是因为在本实用新型中,紫外线的灭菌方式使用的是不接触方式灭菌,而且在这个过程中,没有其它的杂质产生,不会对操作仓2产生污染。
其中,所述机箱1包括外壳101和前面板102,所述前面板102上设有用于实时查看核酸提取过程的玻璃开窗103,且操作仓2设在玻璃开窗103的背面,能实时查看核酸提取过程,操作仓2将核酸提取与外界环境和其他组件隔离,降低周围环境对核酸提取的影响,以及核酸提取对其他组件的影响。
所述温控组件5包括孔板导热块501和八块相互独立的半导体制冷片502,所述孔板导热块501由位于底部的固定安装架和位于顶部的可拆卸装置组成,所述固定安装架内侧通过导热石墨片503与半导体制冷片502上表面贴合。
其中,导热石墨片503可以替换为导热硅脂、导热硅胶等具有导热能力的物质,而且位于顶部的可拆卸装置可以更换以兼容24孔板和96孔板核酸的提取。
所述半导体制冷片502的底部设有断开独立式的散热片504,且各散热片504通过隔热的基座组合在一起,断开的散热片504与各自独立连接的半导体制冷片502和孔板导热块501组成相互独立的温控模块,通过组成独立的温控模块,保证了在半导体制冷片502加热时,降低对相邻非加热列的影响,散热片可选为平板式、肋片式或热管式等,优选肋片式散热片,另外需要对散热片进行强迫降温,可选风冷、水冷或油冷等方式,优选直接在肋片式散热片下方设有强迫风冷的散热风扇505,提高温控模块的散热能力。
所述操作仓内温控组件5上还包括在位检测装置506,所述在位检测装置506设在温控模块两侧,在位检测装置506在位检测装置506采用光电式传感组件或位置传感组件,能对孔板是否放置进行检测,并在程序界面警示操作者,防止误操作。
下面以光电检测作为实例进行阐述,在位检测装置506由挡片、扭簧和光电传感器组成,所述挡片设在扭簧和光电传感器之间,且挡片固定安装在扭簧上,当试剂盒未放置时,挡片在扭簧的作用下脱离光电传感器的感应区,当放置试剂盒后,试剂盒下边沿挤压挡片,使其向光电传感器方向旋转并进入光电传感器的感应区,从而检测是否放置试剂盒。
所述运动组件3包括竖直运动组件301和水平运动组件302,通过在两个方向上进行任意的移动,从而满足在竖直平面上的任意的移动,所述竖直运动组件301上设有控制磁套运动的磁套电机3011和控制磁棒运动的磁棒电机3012,采用相对独立的驱动电机控制不同的磁套和磁棒的位移,进而满足不同的移动需求,所述水平运动组件302上设有控制磁套在试剂盒空间移动的位移电机3021,使得试剂盒整体在水平方向上移动。
其中,二维码识别装置6安装在运动模块中,由位移电机3021控制其移动实现对两个试剂盒信息的识别,能自动读取试剂盒的二维码编码信息,并且能够设置并运行核酸提取的程序。进一步地,二维码识别装置6可安装在操作仓2中实现对任意固定位置处试剂盒的扫码识别,或安装在机箱1上在试剂盒放进设备之前进行扫码识别。
在上述中,进一步说明:所述竖直运动组件301包括竖直底板3013,所述磁套电机3011固定安装在竖直底板3013的底部,且在竖直底板3013正面设有竖直直线导轨3014,所述竖直直线导轨3014上安装有支架安装座3015,所述支架安装座3015两侧固定安装有磁套支架3016和磁棒支架3017,所述磁套电机3011通过竖直同步齿型带3018与支架安装座3015连接,并驱动支架安装座3015上下移动,且在支架安装座3015的侧面固定安装有编码器3019。
所述竖直运动组件301采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现,优选的采用同步带传动,并通过光电、微动以及编码器实现精确定位,主要运动部件为安装磁套用的磁套支架和磁棒运动组件。
磁棒运动组件3022也采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现,优选的采用丝杠传动,并通过光电、微动实现精确定位,磁棒运动组件的运动部件为磁棒支架,整个磁棒运动组件3022与磁套支架3016的安装座固定连接,实现磁套支架3016竖直运动和磁棒支架3017相对磁套支架3016竖直移动的独立控制。
在这里,编码器3019通过对试剂盒进行实时的编码,将不同的编号信息编辑在试剂盒上,并且能够在后续中通过二维码识别装置6进行识别,实时读取编码信息。
其中,需要进一步说明的是,磁套电机3011与竖直同步齿形带2018传动实现大振幅高频振动,并且由光电确定初始位置,再通过编码3019器进行定位并补偿在负载移动或振动时磁套电机3011的丢步,传动系统带有失电的电磁制动器3025,防止断电的情况下竖直移动部件的坠落,能够防止意外情况的发生,需要说明的是,磁套电机3011为绝对定位的一体式步进电机,以确保重复定位精度高。
而且所述磁棒支架3017上设有兼容24孔或96孔深孔孔板试剂盒的磁棒安装条3020,且磁棒安装条3020通过磁棒电机3012驱动,所述磁棒安装条3020正面设有T型槽,且在T型槽内部通过螺钉紧固安装孔板试剂盒,便于安装、拆卸。
所述磁棒支架3017兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁棒安装条3020;所述磁套支架3016便于拆卸以兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁套;根据不同的通量选择不同的磁棒安装条和磁套支架,并可根据不同的提取步骤选择安装磁棒安装条的数量。
在本实施方式中,磁棒安装条3020正面的结构不仅仅限于T型槽,还包括其他燕尾槽、螺钉等结构。
在所述支架安装座3015上还固定安装有磁棒运动组件3022,所述磁棒运动组件3022包括磁棒电机3012,所述磁棒电机3012通过设在竖直方向上的丝杠螺母传动机构3023与磁棒支架3017连接,并且通过驱动磁棒支架3017间接驱动磁棒上下移动。
磁棒电机3012通过混合式直线步进电机驱动,其中的丝杠螺母传动机构3023采用梯形丝杠,能自锁,由光电确定其初始位置,实现磁棒的高精度定位。
通过上述的定位结构,能够在一定的程度上克服由于结构连接不稳定而导致的精度达不到需求的情况发生,因此,采用光电定位,并且利用自身结构的一体化结构,则能够在一定程度上克服这种稳定性差带来的缺陷。
所述水平运动组件302包括水平底板3024,所述位移电机3021固定安装在水平底板3024的端部,且在水平底板3024上表面设有水平直线导轨3025,所述位移电机3021通过水平同步齿型带3026与磁套连接,在水平同步齿型带3026的另一端固定安装有电磁制动器3027,所述的电磁制动器3027即上文所述的失电制动装置。
所述水平运动组件302用于控制磁套在孔板中的空间移动,采用丝杠或同步带传动,优选的采用同步带传动,其传动轴上安装有电磁制动器3027,防止搬动运输时运动组件会移动。
综上所述,通过稳定的系统运行,能够实现自动化的驱动,则能够有效的在一定的程度上提高核酸物质提取的纯度,进而满足提取的需求。
对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种自动核酸提取仪,其特征在于:包括用于隔离外界环境的操作仓(2),在所述的操作仓(2)内部设有试剂盒温控用的温控组件(5)和用于检测核酸提取环境的温湿度检测组件(4),在操作仓(2)外安装用于驱动试剂盒移动的运动组件(3),还包括用于自动识别试剂盒信息的二维码识别模块(6)能自动识别试剂盒信息,实现提取程序的自动识别和运行,能录入样本信息、自动设置程序参数并运行提取程序以及用于检测是否放置试剂盒的在位检测装置(506)。
2.根据权利要求1所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述温控组件(5)包括孔板导热块(501)和八块相互独立的半导体制冷片(502),所述孔板导热块(501)由位于底部的固定安装架和位于顶部的可拆卸装置组成,所述固定安装架内侧通过导热介质(503)与半导体制冷片(502)上表面贴合,所述半导体制冷片(502)的底部设有断开独立式的散热片(504),且各独立的散热片(504)通过隔热的基座组合在一起,断开的散热片(504)与各自独立连接的半导体制冷片(502)和孔板导热块(501)组成相互独立的温控模块,在每个温控模块下方设有散热风扇(505)。
3.根据权利要求2所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述孔板导热块(501)的可拆卸装置与24孔/96孔深孔板或PCR孔板相配合,以兼容不同通量的要求。
4.根据权利要求1所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述运动组件(3)包括竖直运动组件(301)和水平运动组件(302),所述竖直运动组件(301)上设有控制磁套竖直运动的磁套电机(3011)和控制磁棒竖直移动的磁棒电机(3012),所述水平运动组件(302)上设有控制磁套在试剂盒空间移动的位移电机(3021)。
5.根据权利要求4所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于,所述竖直运动组件(301)包括竖直底板(3013),且在竖直底板(3013)正面设有竖直直线导轨(3014),所述竖直直线导轨(3014)上安装有支架安装座(3015),所述支架安装座(3015)两侧固定安装有磁套支架(3016)和磁棒支架(3017),所述磁套电机(3011)通过竖直同步齿型带(3018)与支架安装座(3015)连接,并驱动支架安装座(3015)上下移动,且在支架安装座(3015)的侧面固定安装有编码器(3019),且所述支架安装座(3015)上还固定安装有磁棒运动组件(3022),所述磁棒运动组件(3022)包括磁棒电机(3012),所述磁棒电机(3012)通过设在竖直方向上的丝杠螺母传动机构(3023)与磁棒支架(3017)连接,并且通过驱动磁棒支架(3017)间接驱动磁棒上下移动。
6.根据权利要求5所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述竖直运动组件(301)采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现,并通过光电、微动以及编码器实现精确定位,磁棒运动组件(3022)也采用丝杠、同步带或齿轮齿条的传动实现磁棒运动组件(3022)与磁套支架(3016)的安装座固定连接,实现磁套支架(3016)竖直运动和磁棒支架(3017)相对磁套支架(3016)竖直移动的独立控制。
7.根据权利要求6所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述磁棒支架(3017)兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁棒安装条(3020);所述磁套支架(3016)便于拆卸以兼容24孔/96孔深孔板或PCR孔板用的磁套。
8.根据权利要求4所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述水平运动组件(302)用于控制磁套在孔板中的空间移动,采用丝杠或同步带传动,其传动轴上安装有用于防止搬动运输时运动组件会移动的电磁制动器(3027)。
9.根据权利要求1所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述二维码识别模块(6)用于自动识别试剂盒信息,实现提取程序的自动识别和运行,更进一步地能录入样本信息、自动设置提取程序的参数并启动运行提取程序。
10.根据权利要求1所述的一种自动核酸提取仪,其特征在于:所述在位检测装置(506)采用光电式传感组件或位置传感组件,能对孔板是否放置进行检测,并在程序界面警示操作者。
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