CN219079544U - 磁力板和磁力架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磁力板和磁力架。该磁力板适于与其上可布置多个彼此间隔开且装有磁珠的试管的PCR板相对，并且所述磁力板包括：基板；和多个磁性件，所述多个磁性件彼此间隔地固定在所述基板上，在每个所述磁性件上形成有可与对应的所述试管相配的磁吸点，并且所述磁吸点配置成可通过磁性力作用将分散在对应的所述试管内的所述多个磁珠集聚成团。本实用新型磁力板能够使分散在试管内的磁珠聚集成团，避免产生线性聚集，实现高效洗脱和洗涤，节省洗脱液用量。

Description

磁力板和磁力架

技术领域

本实用新型涉及生物样本检测领域，具体地涉及一种磁力板和磁力架。

背景技术

生物样本提取和纯化是指从细胞、血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中将DNA和RNA等活性分子分离出来。核酸提取和纯化技术广泛应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等诸多领域。

传统的提取与纯化工艺包括有机试剂分离提取法、硅胶膜结合提取法等。随着工艺的不断进步，现有技术中已经发展出一种磁珠吸附提取法(简称“磁珠法”)。磁珠法是运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和修饰，使得制备后的磁珠能够在微观界面上与样本中的核酸分子形成特异性地识别和高效结合。磁珠法工艺一般可以分为五个步骤，即(1)样本裂解；(2)核酸特异性结合到磁珠上；(3)对与核酸结合后的磁珠进行磁吸附并将废液去除；(4)对与核酸结合后的磁珠进行洗涤；(5)核酸从磁珠上洗脱分离。其中，如何将分散在试管内的磁珠聚集在一起以便进行洗涤和洗脱是磁珠法工艺的核心。

现有技术中的磁珠法通常采用磁力架对分散在试管内的磁珠进行处理。磁力架多采用磁力棒，能高效聚集磁珠，使得磁珠在磁场中形成单一线性排布以方便与废液的分离。但是，在洗脱时难以进行精准高效地吹打，极大地影响了磁珠洗脱和洗涤效率，并且磁珠呈线性聚集多适用于大体积样本(1mL-2mL)处理，而无法满足小体积样本(20uL)的处理。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中磁力板在吸附磁珠时容易使磁珠产生线性聚集，导致磁珠洗脱和洗涤效率低的技术问题，本实用新型提供一种磁力板。该磁力板适于与其上可布置多个彼此间隔开且装有磁珠的试管的PCR板相对，并且所述磁力板包括：基板；和多个磁性件，所述多个磁性件彼此间隔地固定在所述基板上，在每个所述磁性件上形成有可与对应的所述试管相配的磁吸点，并且所述磁吸点配置成可通过磁性力作用将分散在对应的所述试管内的所述多个磁珠集聚成团。

本实用新型磁力板适于与PCR板(即PolymeraseChain Reaction)相对。在PCR板上布置有多个彼此间隔开且装有磁珠的试管。相对设置的磁力板与PCR板，可以使磁力板方便地作用于放置在PCR板上的试管内的磁珠。该磁力板包括基板和多个磁性件。多个磁性件彼此间隔地固定在基板上的，以便同时对多个试管进行处理，提高处理效率。在每个磁性件上形成有可与对应的试管相配的磁吸点，并且磁吸点配置成可通过磁性力作用将分散在对应的试管内的多个磁珠集聚成团。磁吸点的设置，可以使磁珠吸附聚集的位置相对集中，便于对磁珠进行精准吹打。进一步地，磁吸点配置成可将分散在试管中的磁珠在磁吸力作用下聚集成团，有效避免产生线性聚集，不仅可以减少磁珠与试管内壁的接触面积，有效避免挂壁现象，减少磁珠的浪费，而且能够减少吹打次数，实现高效洗脱和洗涤，减少样本处理时间，还可以减少所需的洗脱液体积，节省洗脱液用量，降低成本。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述磁性件为球形磁铁或半球形磁铁。首先，相较于传统的柱形磁铁，球形磁铁或半球形磁铁的设置，可以在磁铁的表面分别形成与环绕在其周围的多个试管相配的磁吸点，进而可以将分散在试管内的磁珠吸附聚集成团，进一步便于磁珠的精准吹打，从而减少吹打次数(只要吹打2-3次就可以把磁珠完全打散，现有技术需吹打10-15次)，实现高效洗脱和洗涤，减少了样本处理时间。其次，采用球形磁铁或半球形磁铁将磁珠聚集成球型，可以更加便于控制和改变磁珠吸附位置的高度，使其适用于不同体积样本洗脱和洗涤处理，提高其适用性，同时可以降低整体磁力架成本。第三，球形磁铁或半球形磁铁的设置还能够确保对与之相配的试管内的磁珠有相同的吸附力，进而保证对各试管内样本处理方法的一致性，提高样本处理的均一性和磁力板的稳定性。进一步地，球形磁铁或半球形磁铁的设置可以丰富磁性件的类型，满足产品的差异化设计要求。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述磁性件为钕铁硼磁铁。钕铁硼的设置能够使磁性件具有足够的磁性，进而提高吸附速度，避免采用磁力较弱的普通磁铁，导致吸附大体积样本中的磁珠时，吸附时间长，效率低。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述基板上设有彼此间隔的多个试管容纳孔，每个所述试管容纳孔配置成允许对应的所述试管插入其中。试管容纳孔的设置，可以使磁力板方便地靠近PCR板而不会与试管产生干涉，进而确保磁性件和磁珠之间的吸附效果。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述多个试管容纳孔按照SBS标准尺寸排布。通过上述的设置，可以使本实用新型磁力板满足与标准的PCR板相配，满足标准化测试需要，提高普适性。

在上述磁力板的优选技术方案中，四个相邻的所述试管容纳孔形成一个方形容纳孔组，相邻的两个所述方形容纳孔组彼此间隔开，并且在每个所述方形容纳孔组的中心处设置一个所述磁性件。通过上述的设置，一个磁性件可以同时吸附一个方形容纳孔组中4个试管内的磁珠，显著提升磁性件的使用率。进一步地，相邻两个方形容纳孔组彼此间隔开，能够使相邻两个磁性件之间间隔出较远的距离，从而确保每个试管内的磁珠受到的主要的磁吸力作用均来自与之相配的磁性件，使得磁珠能够更好地聚集成团。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述试管容纳孔为通孔或盲孔。由此可以在满足避让试管的前提，调节磁力板与PCR板的相对位置，使得磁力板适用于不同尺寸的试管，提高其适用性。

在上述磁力板的优选技术方案中，在每个所述方形容纳孔组的中心处的基板上设有半球形凹槽，所述球形磁铁被固定在所述半球形凹槽内。半球形凹槽的设置，可以更稳定地将球形磁铁固定在基板上，防止球形磁铁之间因相互吸引或排斥导致磁性件发生位移。

在上述磁力板的优选技术方案中，所述球形磁铁的直径为8mm-10mm，所述半球形凹槽的口径小于等于所述球形磁铁的直径。通过上述的设置，能够使每个磁性件具有适中的大小，以便灵活地调整磁性件对试管内样本吸附覆盖率，确保吸附效果。

为了解决现有技术中磁力板在吸附磁珠时容易使磁珠产生线性聚集，导致磁珠洗脱和洗涤效率低的技术问题，本实用新型提供一种磁力架。该磁力架包括上面任一项所述的磁力板。通过采用上面任一项所述的磁力板，本实用新型磁力架能够使分散在试管内的磁珠聚集成团，有效避免产生线性聚集，可以对试管内的磁珠进行精准吹打，实现高效洗脱和洗涤，减少样本处理时间。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型磁力架的实施例的结构示意图；

图2是本实用新型磁力架中磁力板、PCR板和试管的实施例的结构示意图；

图3是本实用新型磁力板的实施例的结构示意图；

图4是本实用新型磁力板中磁性件相对于试管处于高位时的实施例的结构示意图；

图5是本实用新型磁力板中磁性件相对于试管处于低位时的实施例的结构示意图。

附图标记列表：

1、磁力架；10、机架；11、PCR板固定架；20、PCR板；30、试管；31、磁珠；40、磁力板；41、基板；411、方形容纳孔组；411a、试管容纳孔；412、固定孔；42、磁性件；421、球形磁铁；4211、磁吸点；50、升降机构；60、标准试样支架。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了解决现有技术中磁力板在吸附磁珠时容易使磁珠产生线性聚集，导致磁珠洗脱和洗涤效率低的技术问题，本实用新型提供一种磁力板40。磁力板40适于与其上可布置多个彼此间隔开且装有磁珠31的试管30的PCR板20相对，并且磁力板40包括：基板41；和多个磁性件42，多个磁性件42彼此间隔地固定在基板41上，在每个磁性件42上形成有可与对应的试管30相配的磁吸点4211，并且磁吸点4211配置成可通过磁性力作用将分散在对应的试管30内的多个磁珠31集聚成团。

图1是本实用新型磁力架的实施例的结构示意图。如图1所示，在一种或多种实施例中，本实用新型磁力架1包括机架10、PCR板20、磁力板40和升降机构50等部件。替代地，磁力架1也可设置成其它合适的结构，例如仅包括机架10、PCR板20和磁力板40等。本实用新型磁力架1可用于通过磁珠法对生物样本进行提取和纯化。具体提取和纯化的方法为现有技术，在此不在赘述。

如图1所示，在一种或多种实施例中，机架10包括大致长方形的底板(图中未标识)、分别位于底板的左右两侧且与底板相垂直的左右侧板(图中未标识)、和位于左右侧板的上方且平行于底板的顶板(图中未标识)。底板、左右侧板和顶板一起围成用于容纳磁力板40和升降机构50等部件的内部空间。底板、左右侧板和顶板可以采用合适的金属材质(例如不锈钢、铸铁等)加工而成，使其具有良好的机械性能。底板、左右侧板和顶板之间的固定方式包括但不限于螺接、卡接、焊接等。在机架10的顶板上固定有PCR板固定架11，以便对PCR板20进行固定。

如图1所示，在一种或多种实施例中，PCR板20可拆卸地固定在机架10的PCR板固定架11上。图2是本实用新型磁力架中磁力板、PCR板和试管的实施例的结构示意图。如图2所示，PCR板20为大致长方形的板状结构。该板状结构可采用合适的树脂材料通过注塑工艺一体成型，以简化制造工艺。在PCR板20上设有多个彼此间隔的通孔(图中未示出)，以便接纳试管30。在一种或多种实施例中，这些通孔按照SBS标准尺寸排布，以满足标准化测试需要。例如，这些通孔可以按照8x12、8x6、4x6等矩阵规整排布。参见图2，以96孔PCR板为例，在PCR板20上设有96个通孔，并且这96个通孔沿PCR板20的长度方向设置有12列，每列沿PCR板的宽度方向设置8行。在一种或多种实施例中，在PCR板20上对应每一列分别标有“1”-“12”的数字标识，并且对应每一行分别标有“A”-“H”的字母标识，以便用户方便地定位在PCR板20上的每一个试管30。

继续参见图1和图2，在PCR板20的每一个通孔内可以放置一个对应的试管30。试管30可以是但不限于冻存管、储存管等。试管30用于放置样品、磁珠31(参见图4和图5)、洗脱液和洗涤液等。试管30的容积可以根据实际需要进行调整，例如为1mL、1.5mL、2mL等。磁珠31采用合适的纳米材料加工而成。需要指出的是，磁珠31的数量和尺寸可以根据实际需要进行调整。

如图1所示，在一种或多种实施例中，磁力板40可升降地固定在机架10上。具体而言，磁力板40位于PCR板20的下方并与PCR板20相对。磁力板40通过与之相配的升降机构50在机架10上上升或下降，以便调节磁力板40和PCR板20之间的距离。升降机构50的具体形式不限，只要能够驱动磁力板40升降即可，例如丝杆传动、齿轮-齿条传动等。

如图1所示，在一种或多种实施例中，本实用新型磁力架1还包括标准试样支架60。标准试样支架60布置在机架10的顶板上，并位于PCR板20的一侧。基于图1所示的方位，标准试样支架60布置在PCR板20的右侧。替代地，标准试样支架60也可布置在PCR板20的左侧。在标准试样支架60上可设置间隔布置的8个试管30，这8个试管30可以放置标准样品，以便进行对比试验。替代地，标准试样支架60上试管30的数量也可设置成16个或者其它合适的数量。

下面，结合图3-图5详细介绍本实用新型磁力板40的具体实施例。

图3是本实用新型磁力板的实施例的结构示意图。如图3所示，在一种或多种实施例中，磁力板40包括基板41和固定在基板41上的多个磁性件42。基板41为大致长方形的板状结构。该板状结构可采用合适的树脂材料通过注塑工艺加工而成，以降低加工成本。在一种或多种实施例中，在基板41上设有彼此间隔的多个试管容纳孔411a。通过上述的设置，当磁力板40靠近PCR板20时，固定在PCR板20上的试管30可以方便地插入到对应的试管容纳孔411a中，防止基板41与试管30产生干涉而将试管30顶出。在一种或多种实施例中，多个试管容纳孔411a按照SBS标准尺寸排布，以便与标准的PCR板20相配。例如，这些试管容纳孔411a可以按照8x12、8x6、4x6等矩阵规整排布。在一种或多种实施例中，每个试管容纳孔411为贯穿基板41的通孔，使得对应的试管30可以方便地穿过其中。替代地，试管容纳孔411也可设置为盲孔，只要能够使对应的试管容纳其中并且不会与基板41产生干涉即可。优选地，试管容纳孔411为圆形。替代地，试管容纳孔411也可设置成其它合适的形状，例如方形等。

继续参见图3，在一种或多种实施例中，四个相邻的试管容纳孔411a形成一个方形容纳孔组411，并且相邻的两个方形容纳孔组411之间是彼此间隔开的。具体而言，在基板41的左上角形成第一个方形容纳孔组411(如图3中位于左侧的虚线框所示)，并且第一个方形容纳孔组411由四个分别位于正方形的四个角上的试管容纳孔411a构成。相应地，在第一个方形容纳孔组411的右侧形成第二个方形容纳孔组411(如图3中位于右侧的虚线框所示)，第二个方形容纳孔组411由四个分别位于正方形的四个角上的试管容纳孔411a构成。另外，第二个方形容纳孔组411中的四个试管容纳孔411a与第一个方形容纳孔组411中四个试管容纳孔411a是不同的。以此类推，在基板41上形成有24个按照4x6矩阵排布的方形容纳孔组411，以便与96孔的PCR板20相配。在一种或多种实施例中，在基板41的一侧还设有与24个标准的方形容纳孔组411间隔开的4个附加的方形容纳孔组411，这4个附加的方形容纳孔组411可以与标准试样支架60上对应的试管30相配。

继续参见图3，在一种或多种实施例中，在基板41上设有彼此间隔的4个固定孔412。每个固定孔412可以与合适的紧固件相配，以便将基板41固定在机架10上。紧固件可以是但不限于螺栓、螺帽、螺钉等。替代地，固定孔412的数量也可设置成比4个多或少的其它合适的数量，例如3个、5个等。在一种或多种实施例中，在基板41上还设有彼此间隔的多个半球形凹槽(图中未示出)，每个半球形凹槽用于固定具有球形形状的磁性件32。

如图3所示，在一种或多种实施例中，磁性件42彼此间隔地固定在基板41上。在一种或多种实施例中，每一个磁性件42布置在一个方形容纳孔组411中间。换言之，每个磁性件42定位在分别位于正方形的四个角上的试管容纳孔411a中间。通过上述的设置，每一个磁性件42都可以与四个试管30相配，以便同时吸附四个试管30内的磁珠31，提高了磁性件42的使用效率。另外，由于相邻两个方形容纳孔组411是彼此间隔的，相邻两个磁性件42之间间隔出足够的距离。在组装状态下，每个试管30内的磁珠31主要受到来自与之相配的磁性件42(即最靠近它的磁性件42)的磁吸力作用，而不会受到其它磁性件42的干扰，确保了吸附效果。

继续参见图3，在一种或多种实施例中，磁性件42采用强力钕铁硼磁铁制成，使其具有足够的磁性，进而提高吸附速度(如果采用普通磁铁，其磁力弱，当吸附大体积样本中的磁珠时，吸附时间长，效率低)。替代地，磁性件42也可采用其它合适的磁性材料加工而成。在磁性件42上形成有彼此间隔的多个磁吸点4211。每个磁吸点4211分别与对应的试管30相配。具体而言，对于每一个试管30而言，在与之相配的磁性件42上存在一个距离试管壁最近的位置点，该部位即为“磁吸点”。磁吸点4211可以将分散在试管30内的磁珠31通过磁吸力作用集聚成团，在提高磁珠31聚集率的前提下避免磁珠31出现线性集聚，以便在后续洗涤步骤和洗脱步骤中对磁珠31进行高效处理。需要指出的是，磁吸点4211的具体部位根据磁性件42和试管30之间的最近距离确定。

继续参见图3，在一种或多种实施例中，磁性件42为球形磁铁421。每个球形磁铁421固定在基板41上对应的半球形凹槽内，以便使球形磁铁421稳定且可靠地固定在基板41上。固定方式包括但不限于卡接、粘接等。替代地，磁性件42也可以设置为半球形磁铁(图中未标识)，只要能够在磁性件42上形成磁吸点4211将分散在试管30内的磁珠31聚集成团即可。球形磁铁421或半球形磁铁具有弧形的外表面，因此在弧形外表面上可以方便地形成与其相配的试管30相对的磁吸点4211。例如，该磁吸点4211可以是弧形外表面上与试管30之间距离最短的点。另外，球形磁铁421或半球形磁铁具有均匀的磁场分布，使得四个与之相配的试管30内的磁珠31受到大致相同的磁吸力作用，可以获得均匀的吸附效果，进而提高整个样品处理的均匀性和一致性。进一步地，球形磁铁421或半球形磁铁的设置，还可以使分散在试管30内的磁珠31聚集成大致球形的形状，便于后续洗涤和洗脱。此外，球形磁铁421或半球形磁铁也便于磨具加工，可以适当地降低磁性件42的加工成本。在一种或多种实施例中，球形磁铁421或半球形磁铁的直径为8mm-10mm。通过上述的设置，可以使球形磁铁421或半球形磁铁具有适中的大小，避免尺寸过大而无法灵活地插入到四个试管30之间，也可避免尺寸过小导致与试管30之间的间距过大而无法有效吸附磁珠31。

在一种或多种实施例中，磁力板40与PCR板20在纵向上距离是可调节的，因此，固定在磁力板40上的磁性件42和固定在PCR板20上的试管30之间的纵向距离也是随之调节的。图4显示了当磁力板40与PCR板20在纵向上距离调节至最近时(即磁吸点位于试管内样本体积的1/2高度处)，磁性件42对试管30内磁珠的吸附集聚位置；图5显示了当磁力板40与PCR板20在纵向上距离调节至最远时(即磁吸点位于试管底部)，磁性件42对试管30内磁珠的吸附集聚位置。

继续参见图4，当试管30内放置有较多体积的样本时，磁力板40在升降机构50的作用下上升，使得磁性件42大致位于试管30的中部(即高位)，以便对分散在试管30内的磁珠31进行吸附，防止磁性件42与磁珠31距离过大而无法将所有磁珠31快速且有效地吸附在一起。继续参见图5，当试管30内放置有较少体积的样本时，磁力板40在升降机构50的作用下下降，使得磁性件42大致位于试管30的底部(即低位)，以便对分散在试管30内的磁珠31进行吸附。因此，本实用新型磁力板40还可以通过调节与PCR板20之间的位置，满足处理不同体积样本的需求。提高吸附效率和磁珠31的聚集率。进一步地，当分散在试管30内的磁珠31聚集成团后，可以利用较少体积的洗涤液对其进行洗涤，从而节省洗涤液的用量，降低测试成本。另外，当不需要磁性件42吸附磁珠31时，只要控制升降机构50将磁力板40下降到远离PCR板20的位置即可。

更有优选的实施例，控制和改变磁珠吸附位置的高度，还可以适用于大体积样本处理后切换成小体积样本处理的情况。进而可以提高磁力板的适用性，同时也可以节省试剂成本。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁力板，其特征在于，所述磁力板适于与其上可布置多个彼此间隔开且装有磁珠的试管的PCR板相对，并且所述磁力板包括：

基板；和

多个磁性件，所述多个磁性件彼此间隔地固定在所述基板上，在每个所述磁性件上形成有可与对应的所述试管相配的磁吸点，并且所述磁吸点配置成可通过磁性力作用将分散在对应的所述试管内的所述多个磁珠集聚成团。

2.根据权利要求1所述的磁力板，其特征在于，所述磁性件为球形磁铁或半球形磁铁。

3.根据权利要求2所述的磁力板，其特征在于，所述磁性件为钕铁硼磁铁。

4.根据权利要求2或3所述的磁力板，其特征在于，在所述基板上设有彼此间隔的多个试管容纳孔，每个所述试管容纳孔配置成允许对应的所述试管插入其中。

5.根据权利要求4所述的磁力板，其特征在于，所述多个试管容纳孔按照SBS标准尺寸排布。

6.根据权利要求5所述的磁力板，其特征在于，四个相邻的所述试管容纳孔形成一个方形容纳孔组，相邻的两个所述方形容纳孔组彼此间隔开，并且在每个所述方形容纳孔组的中心处设置一个所述磁性件。

7.根据权利要求4所述的磁力板，其特征在于，所述试管容纳孔为通孔或盲孔。

8.根据权利要求6所述的磁力板，其特征在于，在每个所述方形容纳孔组的中心处的基板上设有半球形凹槽，所述球形磁铁被固定在所述半球形凹槽内。

9.根据权利要求8所述的磁力板，其特征在于，所述球形磁铁的直径为8mm-10mm，所述半球形凹槽的口径小于等于所述球形磁铁的直径。

10.一种磁力架，其特征在于，所述磁力架包括根据权利要求1-9任一项所述的磁力板。

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