CN218435745U - 一种微型生物样本提取均质装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种微型生物样本提取均质装置，具体涉及医学和检验检测的技术领域。包括旋转电机，旋转电机的输出轴上设有弹片仓和多个位于弹片仓内的旋转弹片，旋转电机的输出轴与弹片仓转动连接，弹片仓内开有多个与旋转弹片数量相同的通孔，每个通孔均位于距离弹片仓中心三分之二处，通孔内均插接有位于旋转弹片运动轨迹上的均质杆，每根均质杆上间隔设置有限位环与密封垫，限位环与对应的均质杆卡接，限位环与通孔转动连接，密封垫卡接在样品盛装管与均质杆之间，均质杆与密封垫转动密封连接。采用本实用新型技术方案解决了现有的样本处理装置无法对微升级样品实现有效破碎效果的问题，可微升级样本的均质处理。

Description

一种微型生物样本提取均质装置

技术领域

本实用新型涉及医学和检验检测的技术领域，特别涉及一种微型生物样本提取均质装置。

背景技术

生物样本中物质检测或者标志物检测均需要对生物样本进行均质化处理，一方面对待测试样本中目标物检测的均匀性提供帮助，另一方面使得待测试样本中的待测目标物可以有效溶出或者释放，例如：针对血液检测中血细胞等均需要通过均质化处理来打破细胞屏障，使待测目标物质有效溶出以得到检测；细胞培养液的检测也需要破坏细胞来使得物质溶出。

在医学及生命科学研究中，大量的样本需要在待测目标物溶出后进行分离检测，而在上述研究中，许多样本的量较少，如婴儿采血、脑脊液等均处于微升级的样本量，这些样品无法按照常规毫升或者更高容积下进行均质处理，另外由于样品中大量物质含量较低，额外加入稀释溶液，并补充细胞裂解试剂，将稀释样本而造成后续检测的难度。对比现有的均质技术，采用刀式剪切的方式，市售常规的实验室均质器均仅适合毫升以上的样品处理，并没有适合微升级样本的均质装置；采用超声等方式进行的，由于样品处于较小的容积，采用超声波振荡的方式，并不能获得有效的破碎效果；采用小型均质子的方式，同样由于样品仓较小，并不能形成有效的研磨效果。因此，针对上述检测样品的需求，需要有一种针对极少量样本能产生有效破碎剪切效果的样本处理装置。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种微型生物样本提取均质装置，解决了现有的样本处理装置无法对微升级样品实现有效破碎效果的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种微型生物样本提取均质装置，包括旋转电机，所述旋转电机的输出轴上设有弹片仓和多个位于弹片仓内的旋转弹片，所述旋转电机的输出轴与弹片仓转动连接，所述弹片仓内开有多个与旋转弹片数量相同的通孔，每个通孔均位于距离弹片仓中心三分之二处，所述通孔内均插接有位于旋转弹片运动轨迹上的均质杆，每根所述均质杆上间隔设置有限位环与密封垫，所述限位环与对应的均质杆卡接，所述限位环与通孔转动连接，所述密封垫卡接在样品盛装管与均质杆之间，所述均质杆与密封垫转动密封连接。

进一步的，所述均质杆上均设有与均质杆一体成型的均质头，所述均质杆与均质头均采用塑料材质，所述均质头采用圆柱形、扁梯形或球形锤头形。

通过上述设置，可根据被均质样品基质的流体特性采用适合形状的均质头。

进一步的，所述均质头的最大宽度为样品盛装管内径的三分之二。

通过上述设置，可实现振荡均质的同时确保均质后液体样本在容器内可流动。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

本方案采用高速振荡的方式进行均质处理，该处理方法可破坏液体样本的细胞，从而提升提取效率，适用于微量生物样本的均质提取；同时均质头和均质杆均为一次性使用的部件，避免了不同液体样本之间的交叉污染，有利于提高结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型一种微型生物样本提取均质装置的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：旋转电机1、支撑台2、旋转弹片3、均质杆4、限位环5、样品盛装管6。

实施例

如附图1和图2所示，一种微型生物样本提取均质装置，包括旋转电机1和支撑台2，旋转电机1的底部设有与支撑台2固定连接的支撑板。旋转电机1的输出轴上设有弹片仓和多个位于弹片仓内的旋转弹片3，本实施例中旋转弹片3为12块，12块旋转弹片3周向等距粘附在旋转电机1的输出轴上。旋转电机1的输出轴与弹片仓转动连接，弹片仓上开有与旋转弹片3数量相同的通孔，每个通孔均位于距离弹片仓中心三分之二处，从而确保旋转弹片3有足够的拨动幅度，积攒足够的弹性势能来拨动均质杆。每个通孔内均插接有位于旋转弹片3运动轨迹上的均质杆4，每根均质杆4由上至下间隔设置有限位环5与密封垫，限位环5与对应的均质杆4卡接，限位环5与通孔转动连接，借助限位环5可确保均质杆4的限位与转动。密封垫卡接在样品盛装管6与均质杆4之间，均质杆4与密封垫转动密封连接，以保证操作时液体样品不外溢。每根均质杆4的下端均设有与均质杆4一体成型的均质头，均质杆4与均质头均采用塑料材质(PE或PP等)，均质头采用圆柱形、扁梯形或球形锤头形。均质头的最大宽度为样品盛装管6内径的三分之二，可实现振荡均质的同时确保均质后液体样本在容器内可流动。支撑台2上还周向开设有12个与对应通孔同轴设置的限位孔，限位孔的直径略小于样品盛装管6，从而便于将样品盛装管6稳定的放置在限位孔内。

均质装置的操作方法如下：

S1、将50-300μL的液体样本移入样品盛装管6内，样品盛装管6的下部为椭圆锥形状，样品盛装管6的上部为外螺旋加液口，样品盛装管6的内径略大于均质杆4最大宽度，将均质杆4插入样品盛装管6，使均质头正常安放于液体样本中。

S2、将均质杆4插入限位环5内，并将限位环5和均质杆4安装在弹片仓内。

S3、启动旋转电机1并使旋转电机1低速运转，此时弹片下部探出的部分与均质杆4接触，并在旋转电机1带动中心杆旋转的过程中，形成波动、舒展、波动的循环动作，弹拨均质杆4使液体样本在样品盛装管6内混合。

S4、将旋转电机1的转速调整至6000转/分钟至15000转/分钟之间，进行预定时间的振动均质，按照具体样本情况，设定均质时间，血液和体液样本的振动均质时间为5分钟，细胞和肌肉等样本的振动均质时间为7-10分钟。本实施例中，样本均质操作一次可进行6-12个样本的处理，其振动频率在72000到18万次/分钟。

S5、均质后，取出均质杆4，并对样品盛装管6进行盖合密封，均质后的液体样品备用。

应用例：

针对微量血液和体液中细胞和细胞器在部分混悬状态下的均质过程，也可适应对少量肌肉或者组织的均质化，其主要的均质原理在于均质头在液体样品中的高频拍打振荡形成的破碎。经对比实验，取少量血液离心得到的细胞沉淀、少量肝组织、少量肌肉组织以及少量大肠杆菌离心沉淀等四种样本，混悬于水中，分取100μL进行试验。选择超声、均质子粉碎以及均质头拍打等三个处理过程，以没有进行处理的液体样品为对照，其中超声分析了250兆Hz，50兆Hz；250W，100兆Hz；均质子试验了0.2mm；0.5mm粒径；均质头拍打频率10000,30000,50000,70000次/分钟。均质操作过程均为5分钟，样品处理后，以15000转/分钟离心，获得离心沉淀与对照获得沉淀的比例的效果见下表1：

表1：

由上述结果可以看到，当拍打频率为70000次/分钟时，可以实现样本的极细粒度的粉碎均质。进而实验考察了均质杆4的振动传导情况，分别取5cm、10cm、15cm、20cm长度的圆柱形塑料杆作为均质杆4，均质杆4的外径2mm，样品盛装管6的内径为3-4mm。通过旋转电机1和弹片对均质杆4的上部进行高频弹拨，取上述四种液体样品进行测试，可以看到经均质头的拍打均质后，液体样品的频率高于70000次/分钟后，可以实现液体样品的均质，其中5cm或10cm长度的均质杆4可实现上述沉淀比率范围在3-8％之间，长度为15cm或20cm的均质杆4可实现上述沉淀比率范围4-12％，说明均质杆4长度为10cm以下，均有较高的振荡频率的传导能力。

进而对均质杆4与样品接触的均质头形状进行了测试，可以说明圆柱形、扁平型以及锤型均可以实现有效均质。

综合以上试验测试，可以形成一种微型生物样本提取均质装置及方法，当旋转电机1带动弹片产生高速旋转时会弹动通孔中伸出的均质杆4，高频振荡可传导至均质头形成高频振动，电机转速可达6000r·min-1，高频振动可达72000次/分钟，可实现破坏样本中的细胞，从而提取并均质微量生物样本。

应用例二

将全血样本300μL移入样本容器内，插入均质杆4，使均质头正常安放于样本中，将预先套入的密封垫在容器口安放好；均质杆4插入限位环5中，再将均质杆4和限位环5安装在弹片仓内；打开电源，是电机低速运转，使下部样本容器内样本混合；将电机转数调整到8000转/分钟以上，进行振动均质；设定均质时间5分钟；均质后，取出均质杆4，套好样本容器盖，样本检测其中的维生素A，经与添加样品对照，回收率为95-105％。

应用例三

将唾液样本150μL移入样本容器内，插入均质杆4，使均质头正常安放于样本中，将预先套入的密封垫在容器口安放好；均质杆4插入限位环5中，再将均质杆4和限位环5安装在弹片仓内；打开电源，是电机低速运转，使下部样本容器内样本混合；将电机转数调整到6000转/分钟以上，进行振动均质；设定均质时间5分钟；均质后，取出均质杆4，套好样本容器盖，样本检测其中的唾液酸，经与添加样品对照，回收率为90-98％。

应用例四

将大肠杆菌混悬液50μL移入样本容器内，插入均质杆4，使均质头正常安放于样本中，将预先套入的密封垫在容器口安放好；均质杆4插入限位环5中，再将均质杆4和限位环5安装在弹片仓内；打开电源，是电机低速运转，使下部样本容器内样本混合；将电机转数调整到10000转/分钟以上，进行振动均质；设定均质时间5分钟；均质后，取出均质杆4，套好样本容器盖，样本检测其中乳酸，经与添加样品对照，回收率为91-96％。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (3)

1.一种微型生物样本提取均质装置，其特征在于：包括旋转电机，所述旋转电机的输出轴上设有弹片仓和多个位于弹片仓内的旋转弹片，所述旋转电机的输出轴与弹片仓转动连接，所述弹片仓内开有多个与旋转弹片数量相同的通孔，每个通孔均位于距离弹片仓中心三分之二处，所述通孔内均插接有位于旋转弹片运动轨迹上的均质杆，每根所述均质杆上间隔设置有限位环与密封垫，所述限位环与对应的均质杆卡接，所述限位环与通孔转动连接，所述密封垫卡接在样品盛装管与均质杆之间，所述均质杆与密封垫转动密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种微型生物样本提取均质装置，其特征在于：所述均质杆上均设有与均质杆一体成型的均质头，所述均质杆与均质头均采用塑料材质，所述均质头采用圆柱形、扁梯形或球形锤头形。

3.根据权利要求2所述的一种微型生物样本提取均质装置，其特征在于：所述均质头的最大宽度为样品盛装管内径的三分之二。

Images