CN211394505U - 旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备。现有磁珠法核酸提取仪的混匀、裂解效果及效率有待改善。本实用新型包括水平移动机构、偏心旋转机构、护套驱动机构、磁棒驱动机构、连接架、耗材和底盘框架。本实用新型结合护套上下高频振动和耗材高速偏心旋转实现混匀及裂解试剂，裂解效果大大改善；磁棒和护套在裂解腔中下移进行磁珠吸附时耗材低速偏心旋转，使得磁棒层层吸附裂解腔内吸附有核酸的磁珠时接触到裂解腔内更多空间位置，磁珠吸附效果和吸附效率大大提高；磁棒和护套到达裂解腔底部进行磁珠吸附时沿着主偏心轮的长轴方向水平移动，一次性直线走完裂解腔底部，提高了磁珠吸附效果和吸附效率。

Description

旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备

技术领域

本实用新型属于核酸提取纯化技术领域，具体涉及一种旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备。

背景技术

现有磁珠法核酸提取仪最常见的是采用磁棒法进行核酸提取，磁棒法是通过固定液体，转移磁珠来实现核酸的分离，通过磁棒对磁珠的吸附将磁珠从废液中分离开，放入下一步的液体中，实现核酸的提取，通常包括裂解、吸附、洗涤和洗脱过程。但是现有磁珠法核酸提取仪在进行裂解时，只是通过上下方向一个方向的振动实现混匀及裂解试剂，混匀及裂解效果有待改善。另外，现有磁珠法核酸提取仪的磁棒在裂解腔中下移进行磁珠吸附时也只有一个方向的运动，到达裂解腔底部进行磁珠吸附时也是一个方向的运动，相当于磁棒运动轨迹只有两条线，并没有覆盖整个裂解腔容积，可见，磁珠吸附效果较差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备。

本实用新型包括护套驱动机构、磁棒驱动机构、连接架、耗材和底盘框架，还包括水平移动机构和偏心旋转机构；所述的水平移动机构驱动连接架，护套驱动机构和磁棒驱动机构由连接架带动同步水平移动，且磁棒框架位于护套框架顶部；所述的护套驱动机构驱动护套及磁棒驱动机构同步上下移动，并对护套进行振动；所述的磁棒驱动机构驱动磁棒上下移动；所述的偏心旋转机构位于护套驱动机构底部，驱动耗材偏心旋转。

进一步，所述的水平移动机构采用气缸或电动缸驱动连接架，或者采用电机经链传动机构、带传动机构或齿轮齿条机构驱动连接架。

进一步，所述的水平移动机构包括水平驱动电机和带传动机构；所述的水平驱动电机为伺服电机；水平驱动电机的底座固定在底盘框架上；水平驱动电机的输出轴与连接架通过带传动机构连接；连接架与底盘框架构成滑动副。

进一步，所述的带传动机构由主动带轮、传动带和从动带轮组成；主动带轮固定在水平驱动电机的输出轴上，并与铰接在底盘框架上的从动带轮通过传动带连接；连接架与传动带固定。

进一步，所述的护套驱动机构采用气缸或电动缸驱动护套及磁棒驱动机构，或者采用电机经丝杆螺母副或曲柄滑动机构驱动护套及磁棒驱动机构。

进一步，所述的护套驱动机构包括护套框架、连接块、护套驱动直线电机和护套；护套驱动直线电机的底座固定在连接架上，护套驱动直线电机驱动连接块直线运动；所述的连接块与连接架构成滑动副；护套框架固定在连接块上；护套框架上设有间距排布的n个护套组，每个护套组包括间距排布的m个护套，3≤n≤6，3≤m≤6；护套框架上固定有护套。

进一步，所述的磁棒驱动机构采用气缸、电动缸或直线电机驱动磁棒。

进一步，所述的磁棒驱动机构包括磁棒框架、联动架、磁棒直线电机和磁棒；所述的联动架与护套驱动机构的连接块固定；磁棒直线电机的底座固定在联动架上，磁棒框架由磁棒直线电机驱动直线运动；所述的磁棒框架上设有间距排布的n个磁棒组，每个磁棒组包括间距排布的m个磁棒；所有磁棒和护套在竖直方向一一对齐设置；所述的磁棒框架上固定有磁棒。

进一步，所述的偏心旋转机构包括上安装板、主偏心轮、转轴、辅偏心轮、下固定板和旋转电机；下固定板固定在底盘框架上，旋转电机的底座固定在下固定板上，旋转电机的输出轴与主偏心轮固定；主偏心轮通过轴承支承在上安装板上；四根转轴沿主偏心轮周向均布，且均与底盘框架固定；每根转轴与一个辅偏心轮构成转动副；辅偏心轮内孔通过轴承在转轴上，外壁通过轴承支承在上安装板上。

进一步，n个耗材组间距排布，每个耗材组包括m个耗材；每个护套下方均设置一个耗材。

进一步，所述耗材的顶面开设有裂解腔和并排设置的两列洗涤腔。

进一步，所述的裂解腔是圆柱体形或长方体形。

进一步，所述的洗涤腔是上半段为长方体形、下半段为圆柱体形，或整体呈圆柱腔体。

进一步，所述护套驱动机构、磁棒驱动机构、水平移动机构和偏心旋转机构的动力源件均由控制器控制。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型在进行裂解时，结合护套上下方向的高频振动以及耗材高速偏心旋转运动来实现混匀及裂解试剂，混匀及裂解效果大大改善。另外，本实用新型的磁棒和护套一同在裂解腔中下移进行磁珠吸附时耗材低速偏心旋转，使得磁棒层层吸附裂解腔内吸附有核酸的磁珠时接触到裂解腔内更多的空间位置，磁珠吸附效果和吸附效率大大提高；磁棒和护套一同到达裂解腔底部进行磁珠吸附时沿着主偏心轮的长轴方向水平移动，运动轨迹较长，一次性走完裂解腔底部，无需来回往复直线运动，提高了磁珠吸附效果和吸附效率；可见，本实用新型从多方面提升磁珠吸附效果的同时还提升了磁珠吸附效率。

2、本实用新型主偏心轮和辅偏心轮结合使用，使上安装板和下固定板运动平稳，定位精确。

附图说明

图1是本实用新型整体结构的一个侧视立体图；

图2是本实用新型整体结构的另一个侧视立体图；

图3是本实用新型中偏心旋转机构的结构立体图；

图4是本实用新型中耗材的结构立体图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，包括水平移动机构1、偏心旋转机构2、护套驱动机构3、磁棒驱动机构4、连接架5、耗材6和底盘框架7；水平移动机构1驱动连接架5，护套驱动机构3和磁棒驱动机构4由连接架5带动同步水平移动，且磁棒框架4-1位于护套框架3-1顶部；护套驱动机构3驱动护套及磁棒驱动机构4同步上下移动，并对护套进行振动；磁棒驱动机构4驱动磁棒上下移动；偏心旋转机构2位于护套驱动机构3底部，驱动耗材6偏心旋转。

水平移动机构1可以采用气缸、磁棒直线电机等直接驱动连接架5，也可以采用电机经链传动机构或带传动机构或齿轮齿条机构等间接驱动连接架5。作为一种优选实施例，如图2所示，水平移动机构1包括水平驱动电机和带传动机构；水平驱动电机为伺服电机；水平驱动电机的底座固定在底盘框架7上；水平驱动电机的输出轴与连接架5通过带传动机构连接；连接架5与底盘框架7构成滑动副；带传动机构由主动带轮、传动带和从动带轮组成；主动带轮固定在水平驱动电机的输出轴上，并与铰接在底盘框架7上的从动带轮通过传动带连接；连接架5与传动带固定。

护套驱动机构3可以采用气缸、磁棒直线电机等直接驱动护套及磁棒驱动机构4，也可以采用电机经丝杆螺母副或曲柄滑动机构等间接驱动护套及磁棒驱动机构4；作为一种优选实施例，护套驱动机构3包括护套框架3-1、连接块3-2、护套驱动直线电机和护套3-5；护套驱动直线电机的底座固定在连接架5上，护套驱动直线电机的丝杆3-4与护套驱动直线电机的螺母块3-3构成螺旋副；螺母块3-3与连接块3-2固定；连接块3-2与连接架5构成滑动副；护套框架3-1固定在连接块3-2上；护套框架3-1上设有间距排布的n个护套组，每个护套组包括间距排布的m个护套3-5，3≤n≤6，3≤m≤6；护套3-5顶部固定在护套框架3-1上；护套驱动直线电机正反转，驱动护套框架3-1和各护套3-5高频振动。

磁棒驱动机构4可以采用气缸、磁棒直线电机等直接驱动磁棒，也可以采用直线电机直接驱动磁棒；作为一种优选实施例，磁棒驱动机构4包括磁棒框架4-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒4-3；联动架4-2与护套驱动机构3的连接块3-2固定；磁棒直线电机的底座固定在联动架4-2上，磁棒框架4-1由磁棒直线电机驱动直线运动；磁棒框架4-1上设有间距排布的n个磁棒组，每个磁棒组包括间距排布的m个磁棒4-3；所有磁棒4-3和护套3-5在竖直方向一一对齐设置。

如图3所示，偏心旋转机构2包括上安装板2-1、主偏心轮2-2、转轴2-3、辅偏心轮2-4、下固定板2-5和旋转电机2-6；下固定板2-5固定在底盘框架7上，旋转电机2-6的底座固定在下固定板2-5上，旋转电机2-6的输出轴与主偏心轮2-2固定；主偏心轮通过轴承支承在上安装板上；四根转轴2-3沿主偏心轮2-2周向均布，且均与底盘框架7固定；每根转轴2-3与一个辅偏心轮2-4构成转动副；辅偏心轮内孔通过轴承在转轴上，外壁通过轴承支承在上安装板上。作为优选实施例，主偏心轮2-2和辅偏心轮2-4可以采用椭圆齿轮或非圆齿轮替换。

如图4所示，n个耗材组间距排布，每个耗材组包括m个耗材6；每个护套3-5下方均设置一个耗材6；耗材6与偏心旋转机构2的上安装板2-1通过螺钉连接；耗材6顶面开设有裂解腔和并排设置的两列洗涤腔。作为优选实施例，裂解腔可以是圆柱体形或长方体形，洗涤腔可以是上半段为长方体形、下半段为圆柱体形，也可以是整体呈圆柱腔体。

水平驱动电机、护套驱动直线电机、磁棒直线电机和旋转电机2-6均由控制器控制。

该旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，可以按照如下工作过程进行核酸提取纯化：

混匀：n个耗材组间距排布，每个耗材组包括m个耗材6，3≤n≤6，3≤m≤6；在耗材6的裂解腔内注入待检测样品、裂解液和磁珠，部分洗涤腔内注入洗涤缓冲液，部分洗涤腔内注入洗脱缓冲液；护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步下移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步下移，其中，也设有间距排布的n个护套组，每个护套组包括间距排布的m个护套3-5，同样设有间距排布的n个磁棒组，每个磁棒组包括间距排布的m个磁棒4-3，所有磁棒4-3和护套3-5在竖直方向一一对齐设置；护套3-5套入耗材6的裂解腔内达到底部位置(可以由控制器设定)后，护套驱动直线电机正反转，护套开始振动；同时旋转电机2-6启动，旋转电机2-6驱动主偏心轮2-2偏心旋转，带动上安装板2-1偏心旋转晃动，从而带动固定在上安装板上的耗材晃动。

吸磁：裂解腔内的待检测样品、裂解液和磁珠完成混匀后，旋转电机2-6停转；护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步上移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步上移，护套3-5移出耗材6的裂解腔；磁棒直线电机驱动磁棒框架4-1和磁棒4-3同步下移，磁棒4-3插入护套3-5内；然后，旋转电机2-6以比混匀低的转速旋转，护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步下移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步下移，护套3-5连同磁棒4-3逐渐套入耗材6的裂解腔内，层层吸附裂解腔内吸附有核酸的磁珠；护套3-5和磁棒4-3达到裂解腔的底部位置后，护套驱动直线电机停止运动；接着，旋转电机2-6驱动主偏心轮2-2旋转到主偏心轮2-2的几何中心与旋转中心连线平行于连接架5的平移方向后，旋转电机2-6停转，水平驱动电机经带传动机构带动连接架5水平移动，使护套驱动直线电机、连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步水平移动，护套3-5和磁棒4-3一起平移吸附裂解腔底部吸附有核酸的磁珠。

裂解腔底部磁珠吸附完成后，水平驱动电机停止运动；护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步上移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步上移，护套3-5移出耗材6的裂解腔，然后护套驱动直线电机停止运动。

最后，护套3-5和磁棒4-3一同套入耗材6的洗涤腔中进行洗涤核酸或洗脱核酸。洗涤核酸和洗脱核酸的过程是本领域的常规技术，这里不再累述。

护套3-5和磁棒4-3一同套入耗材6洗涤腔的过程如下：旋转电机2-6驱动主偏心轮2-2偏心旋转，带动上安装板2-1偏心旋转晃动，从而带动固定在上安装板2-1上的耗材6晃动，使得耗材6的某一列洗涤腔移动到护套3-5和磁棒4-3正下方后，旋转电机2-6停转；然后，水平驱动电机经带传动机构带动连接架5水平移动，使护套驱动直线电机、连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步水平移动，实现护套3-5和磁棒4-3平移到同列中的不同洗涤腔正上方；护套3-5和磁棒4-3平移到洗涤腔正上方后，水平驱动电机停止运动；最后，护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步下移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步下移，护套3-5连同磁棒4-3逐渐套入耗材6的洗涤腔内；护套3-5和磁棒4-3达到洗涤腔的底部位置后，护套驱动直线电机停止运动。

护套3-5和磁棒4-3一同移出耗材6洗涤腔的过程如下：护套驱动直线电机驱动连接块3-2、护套框架3-1、联动架4-2、磁棒直线电机和磁棒框架4-1同步上移，使得护套框架3-1上的护套3-5和磁棒框架4-1上的磁棒4-3同步上移，护套3-5连同磁棒4-3逐渐移出耗材6的洗涤腔；然后，护套驱动直线电机停止运动。

Claims (14)

1.旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，包括护套驱动机构、磁棒驱动机构、连接架、耗材和底盘框架，其特征在于：还包括水平移动机构和偏心旋转机构；所述的水平移动机构驱动连接架，护套驱动机构和磁棒驱动机构由连接架带动同步水平移动，且磁棒框架位于护套框架顶部；所述的护套驱动机构驱动护套及磁棒驱动机构同步上下移动，并对护套进行振动；所述的磁棒驱动机构驱动磁棒上下移动；所述的偏心旋转机构位于护套驱动机构底部，驱动耗材偏心旋转。

2.根据权利要求1所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的水平移动机构采用气缸或电动缸驱动连接架，或者采用电机经链传动机构、带传动机构或齿轮齿条机构驱动连接架。

3.根据权利要求1所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的水平移动机构包括水平驱动电机和带传动机构；所述的水平驱动电机为伺服电机；水平驱动电机的底座固定在底盘框架上；水平驱动电机的输出轴与连接架通过带传动机构连接；连接架与底盘框架构成滑动副。

4.根据权利要求3所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的带传动机构由主动带轮、传动带和从动带轮组成；主动带轮固定在水平驱动电机的输出轴上，并与铰接在底盘框架上的从动带轮通过传动带连接；连接架与传动带固定。

5.根据权利要求1所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的护套驱动机构采用气缸或电动缸驱动护套及磁棒驱动机构，或者采用电机经丝杆螺母副或曲柄滑动机构驱动护套及磁棒驱动机构。

6.根据权利要求1所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的护套驱动机构包括护套框架、连接块、护套驱动直线电机和护套；护套驱动直线电机的底座固定在连接架上，护套驱动直线电机驱动连接块直线运动；所述的连接块与连接架构成滑动副；护套框架固定在连接块上；护套框架上设有间距排布的n个护套组，每个护套组包括间距排布的m个护套，3≤n≤6，3≤m≤6；护套框架上固定有护套。

7.根据权利要求1～6中任一项所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的磁棒驱动机构采用气缸、电动缸或直线电机驱动磁棒。

8.根据权利要求6所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的磁棒驱动机构包括磁棒框架、联动架、磁棒直线电机和磁棒；所述的联动架与护套驱动机构的连接块固定；磁棒直线电机的底座固定在联动架上，磁棒框架由磁棒直线电机驱动直线运动；所述的磁棒框架上设有间距排布的n个磁棒组，每个磁棒组包括间距排布的m个磁棒；所有磁棒和护套在竖直方向一一对齐设置；所述的磁棒框架上固定有磁棒。

9.根据权利要求1～6或8中任一项所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的偏心旋转机构包括上安装板、主偏心轮、转轴、辅偏心轮、下固定板和旋转电机；下固定板固定在底盘框架上，旋转电机的底座固定在下固定板上，旋转电机的输出轴与主偏心轮固定；主偏心轮通过轴承支承在上安装板上；四根转轴沿主偏心轮周向均布，且均与底盘框架固定；每根转轴与一个辅偏心轮构成转动副；辅偏心轮内孔通过轴承在转轴上，外壁通过轴承支承在上安装板上。

10.根据权利要求6所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：n个耗材组间距排布，每个耗材组包括m个耗材；每个护套下方均设置一个耗材。

11.根据权利要求1～6或8或10中任一项所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述耗材的顶面开设有裂解腔和并排设置的两列洗涤腔。

12.根据权利要求11所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的裂解腔是圆柱体形或长方体形。

13.根据权利要求11所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述的洗涤腔是上半段为长方体形、下半段为圆柱体形，或整体呈圆柱腔体。

14.根据权利要求1～6或8或10中任一项所述旋转与震荡结合混匀的核酸提取纯化设备，其特征在于：所述护套驱动机构、磁棒驱动机构、水平移动机构和偏心旋转机构的动力源件均由控制器控制。

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