TW201331359A - 核酸萃取方法 - Google Patents

Abstract

一種核酸萃取方法，應用於設置在核酸純化系統的純化管柱裝置，核酸純化系統中放置管槽，管槽用以容置欲進行核酸純化之樣本，純化管柱裝置具有活塞裝置、純化管柱、活塞裝置外套管、管柱尖端及過濾膜，活塞裝置外套管下端接合純化管柱之上端，且穿接活塞裝置，管柱尖端與純化管柱之下端接合，過濾膜設置於純化管柱與管柱尖端之間，包括：將樣本放置於純化管柱內之空間或放置於管柱尖端下且與管柱尖端接觸；移動活塞裝置，使樣本通過過濾膜，過濾膜與樣本之核酸結合，以抓取樣本中之核酸；以及以緩衝液洗提與過濾膜結合之核酸。

Description

核酸萃取方法

本發明係有關於一種核酸萃取方法，特別是一種利用活塞移動所產生之負壓進行純化之核酸萃取方法。

當今生命科學的領域裡，對人類基因、功能不斷地深入研究，企圖能全盤瞭解生命的所有秘密。而在近年來越來越突飛猛進的技術發達趨勢下，核酸純化的的技術已經逐漸成熟，從人工作業也已演進到自動化的階段。自動化核酸純化的優點在於能避免諸多的人為錯誤與汙染風險，例如：使用了錯誤試劑或錯誤判讀數值、樣品潑灑及混淆樣品與人之間的正確相關聯。再者，自動化核酸純化不僅方便快速，當生物檢體具有感染風險時更突顯出其相較於人工作業具有安全性高的優點。是以，為往後必然的發展方向。

近年來自動化系統設計的方向主要有磁珠純化系統以及管柱純化系統(membrane or column)。管柱純化系統是利用柱材料(membrane;filter)對蛋白質吸附力低的特點，將蛋白質殘留控制在比較低的水準，並且由於管柱純化系統非若磁珠純化系統中，核酸不會形成團塊，因此其洗淨(wash)程序具有流水洗淨的效果。最後再加入緩衝液後上離心機而獲得需要的核酸純化。

然而一般採用離心機操作皆需採用人工操作的方式，不利於自動化核酸純化的發展。其主因為離心機需要考慮平衡的問題，若欲將離心機操作納入自動化的核酸純化作業，則自動化核酸純化的儀器將變得非常複雜且需佔有很大的空間。因此現今業界做法多半在自動化純化系統中採用盤式的作法，利用幫浦從盤面上方，對盤面上所有的純化管柱提供正壓，使位於管柱的柱材料上層的液體通過管柱而進行純化；或者從盤面下方，對盤面上所有的純化管柱提供負壓(使用抽氣)，使位於管柱柱材料上層的液體通過管柱而進行純化。然而此類自動化的設計仍有許多缺點，常見的情形是需要進行核酸純化的生物檢體數量並不多，但仍需將盤面所有的管柱注入液體才能操作。再者管柱下方必須設置收集廢液的管道，又需設計在儀器內部進一步設計排除廢液的機構。

是以，確有必要作進一步改良，提供一種能利用活塞移動所產生之正壓或負壓即進行純化，並且能自由選擇進行核酸純化管柱數量之核酸萃取方法。

本發明之目的在於提供一種能利用活塞移動所產生之正壓或負壓即進行純化，並且能自由選擇進行核酸純化管柱數量之核酸萃取方法。

本發明之核酸萃取方法應用於設置在具有機械移動機構之核酸純化系統的純化管柱裝置，核酸純化系統中放置至少一管槽，管槽用以容置欲進行核酸純化、萃取、篩選或檢測之樣本，純化管柱裝置具有活塞裝置、純化管柱、活塞裝置外套管、管柱尖端及過濾膜，活塞裝置外套管固定於機械移動機構，具有上端及下端，下端係用以接合純化管柱之上端，且穿接活塞裝置，活塞裝置具有第一端及第二端，管柱尖端與純化管柱之下端接合，過濾膜設置於純化管柱與管柱尖端之間，核酸萃取方法包括：將樣本放置於純化管柱內之空間或放置於管柱尖端下且與管柱尖端接觸；以機械移動機構移動活塞裝置，使樣本通過過濾膜，過濾膜與樣本之核酸結合，以抓取樣本中之核酸；以及以緩衝液洗提與過濾膜結合之核酸。

並且，本發明更包括固定蓋套及O型環連接活塞裝置外套管之上端且同時穿接活塞裝置，於以機械移動機構移動活塞裝置之步驟中，使純化管柱中產生正壓或負壓，以使樣本通過過濾膜。

再者，為實現前述之目的，本發明亦提供一種純化管柱裝置用於具有機械移動機構之核酸純化系統，核酸純化系統中放置至少一管槽，管槽用以容置欲進行核酸純化、萃取、篩選或檢測之樣本。本發明純化管柱裝置包括活塞裝置、純化管柱、活塞裝置外套管、管柱尖端以及過濾膜。活塞裝置外套管固定於機械移動機構，具有上端及下端，下端係用以接合純化管柱之上端，且穿接活塞裝置，活塞裝置具有第一端及第二端。管柱尖端與純化管柱之下端接合。過濾膜設置於純化管柱與管柱尖端之間。當機械移動機構移動活塞裝置，即能使樣本通過過濾膜，過濾膜能與樣本之核酸結合，以抓取樣本中之核酸。

並且，本發明機械移動機構更包括第一垂直移動馬達、第二垂直移動馬達及活塞裝置卡溝架。第一垂直移動馬達用以垂直移動活塞裝置外套管、活塞裝置、純化管柱及管柱尖端至管槽之上方。活塞裝置之第二端更具有一凹頸部，能與活塞裝置卡溝架上之卡溝接合，活塞裝置卡溝架具有至少一卡溝，能用以固定活塞裝置之第二端。本發明更包括固定蓋套及O型環連接活塞裝置外套管之上端且同時穿接活塞裝置。活塞裝置卡溝架用以固定活塞裝置之第二端，第二垂直移動馬達連接活塞裝置卡溝架，用以垂直移動活塞裝置卡溝架，單獨帶動活塞裝置，即能使純化管柱中產生正壓或負壓以使樣本通過過濾膜。

依據本發明，能利用活塞移動所產生之正壓或負壓即進行純化，無需如習知技術需要離心機操作，而中斷核酸純化作業的全自動化，且因無需將離心機操作納入自動化的核酸純化作業，核酸純化系統變得構造單純且簡單。再者，亦無需採用盤式的作法使用抽氣，需將盤面所有的管柱注入液體才能操作，而能自由選擇進行核酸純化管柱數量，有效提升作業效率及節省無謂的成本。

請參考第1圖至第4圖。第1圖係表示本發明核酸純化系統10之示意圖。第2圖係表示本發明核酸純化系統放置系列容器20、管槽100及放置架107位置之局部示意圖。第3圖係本發明核酸純化系統10之純化管柱裝置(membrane)108的設置示意圖。第4圖係本發明核酸純化系統10之純化管柱裝置108另一角度的設置示意圖。

本發明純化管柱裝置108係應用於核酸純化系統10。如第1圖至第4圖所示，於一實施例中，核酸純化系統10中放置有一系列容器20、一管槽100及至少一放置架107。系列容器20係用於容置核酸純化、萃取、篩選或檢測時所需之試劑。管槽100則用於容置欲進行核酸純化、萃取、篩選或檢測之樣本。放置架107可用以放置移液管(pipette)103及純化管柱裝置(membrane)108。

本發明之核酸純化系統10具有機械移動機構105。機械移動機構105更包括第1圖中之第一垂直移動馬達101、第二垂直移動馬達1011及活塞裝置卡溝架106。如第3圖之粗線箭頭方向A及B所示，機械移動機構105可為第1圖中之第一垂直移動馬達101所驅動而垂直移動，同時為一水平移動馬達(未標示)透過水平移軸102所驅動而水平移動。機械移動機構105可使純化管柱裝置108垂直移動(方向A)，或同時水平移動(方向B)至中管槽100之上方。接著，能以第二垂直移動馬達1011單獨僅使活塞裝置1083垂直移動(方向A)。

並且，純化管柱裝置108包括活塞裝置外套管1081、純化管柱裝置1082、純化管柱10821、過濾膜10822、管柱尖端10823、活塞裝置1083、固定蓋套1084、O型環1085。活塞裝置外套管1081固定於機械移動機構105且具有上端及下端。活塞裝置外套管1081之下端係用以接合純化管柱10821之下端且穿接活塞裝置1083。活塞裝置1083具有第一端及第二端。第二端具有一凹頸部，用以與活塞裝置卡溝架106上之卡溝接合。如第3圖、第4圖所示，管柱尖端10823接合於純化管柱10821之下端；過濾膜10822設置於純化管柱10821與管柱尖端10823之間。

如第3圖、第4圖所示，固定蓋套1084及O型環1085穿接活塞裝置1083且固定連接於活塞裝置外套管1081之上端。例如以螺紋接合之方式連接活塞裝置1083之上端。O型環1085則設置於固定蓋套1084與活塞裝置外套管1081之間，固定蓋套1084及O型環1085的設置能於活塞裝置1033、1043相對於活塞裝置外套管1081移動時使純化管柱10821中維持密封狀態而產生正壓或負壓。若活塞裝置1083向下移動，純化管柱10821中產生正壓；若活塞裝置1083向上移動，純化管柱10821中則產生負壓。

本發明之核酸萃取方法可包括下列步驟：步驟1.　將樣本放置於純化管柱10821內之空間或放置於管柱尖端10823下方且與管柱尖端10823接觸；步驟2.　以機械移動機構105移動活塞裝置1083，使樣本通過過濾膜10822，過濾膜10822與樣本之核酸結合，以抓取樣本中之核酸；以及步驟3.　以緩衝液洗提與過濾膜10822結合之核酸。

在步驟1中，可將欲核酸純化之樣品放置於純化管柱10821內或放置於管柱尖端10823下方且與管柱尖端10823接觸。

在步驟2中，如前述以第二垂直移動馬達1011單獨僅使活塞裝置1083垂直移動(方向A)產生正壓或負壓進行核酸萃取操作。若樣品放置於純化管柱10821內，則使活塞裝置1083向下移動產生正壓，使樣品液體向下滴落通過過濾膜10822；若樣品放置於管柱尖端10823下方且與管柱尖端10823接觸，則使活塞裝置1083向上移動產生負壓，使樣品液體向上吸提通過過濾膜10822。

如第3圖、第4圖所示，活塞裝置1083之第二端具有一凹頸部。機械移動機構105則更包括一活塞裝置卡溝架106。活塞裝置卡溝架106係連接於第二垂直移動馬達1011，為第二垂直移動馬達1011所驅動。並且，活塞裝置卡溝架106具有多個卡溝，能同時固定接合多個活塞裝置1083第二端之凹頸部。亦即，本發明能以多個純化管柱10821同時進行多個核酸純化操作，亦能使實際需求而以一個純化管柱10821單獨進行核酸純化操作。

是以，無需如習知技術需要離心機操作。並且也無需採用盤式的作法使用抽氣，將盤面所有的管柱注入液體操作，亦無需特別於管柱下方設置收集廢液之管道及排除廢液之機構。依據本發明，透過電腦控制可全自動化進行核酸純化、萃取、篩選或檢測，僅單純利用活塞移動所產生之正壓或負壓即能使樣本液體通過純化管柱10821，實現核酸純化及萃取，能自由選擇進行核酸純化管柱數量，有效提升作業效率及節省無謂的成本。

雖然本發明已就較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之變更和潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．核酸純化系統

20．．．系列容器

100．．．管槽

101．．．第一垂直移動馬達

1011．．．第二垂直移動馬達

102．．．水平移軸

103．．．移液管

105．．．機械移動機構

106．．．活塞裝置卡溝

107．．．放置架

108．．．純化管柱裝置

1081．．．活塞裝置外套管

1082．．．純化管柱裝置

10821．．．純化管柱

10822．．．過濾膜

10823．．．管柱尖端

1083．．．活塞裝置

1084．．．固定蓋套

1085．．．O型環

第1圖係表示本發明核酸純化系統之示意圖。

第2圖係表示本發明核酸純化系統放置系列容器、管槽及放置架位置之局部示意圖。

第3圖係本發明核酸純化系統之純化管柱裝置的設置示意圖。

第4圖係本發明核酸純化系統之純化管柱裝置另一角度的設置示意圖。

106．．．活塞裝置卡溝

1081．．．活塞裝置外套管

1082．．．純化管柱裝置

10821．．．純化管柱

10822．．．過濾膜

10823．．．管柱尖端

1083．．．活塞裝置

1084．．．固定蓋套

1085．．．O型環

Claims (7)

1. 一種核酸萃取方法，應用於設置在具有一機械移動機構之一核酸純化系統的一純化管柱裝置，該核酸純化系統中放置至少一管槽，該管槽用以容置欲進行核酸純化、萃取、篩選或檢測之樣本，該純化管柱裝置具有一活塞裝置、一純化管柱、一活塞裝置外套管、一管柱尖端及一過濾膜，該活塞裝置外套管固定於該機械移動機構，具有上端及下端，該下端係用以接合該純化管柱之上端，且穿接該活塞裝置，該活塞裝置具有第一端及第二端，該管柱尖端與該純化管柱之下端接合，該過濾膜設置於該純化管柱與該管柱尖端之間，該核酸萃取方法包括：將該樣本放置於該純化管柱內之空間或放置於該管柱尖端下方且與該管柱尖端接觸；以該機械移動機構移動該活塞裝置，使該樣本通過該過濾膜，該過濾膜與該樣本之核酸結合，以抓取該樣本中之核酸；以及以緩衝液洗提與該過濾膜結合之該核酸。
2. 如申請專利範圍第1項所述核酸萃取方法，其中該純化管柱裝置更包括一固定蓋套及一O型環連接該活塞裝置外套管之該上端且同時穿接該活塞裝置，於以該機械移動機構移動該活塞裝置之步驟中，使該純化管柱中產生正壓或負壓，以使該樣本通過該過濾膜。
3. 一種純化管柱裝置，用於具有一機械移動機構之一核酸純化系統，該核酸純化系統中放置至少一管槽，該管槽用以容置欲進行核酸純化、萃取、篩選或檢測之樣本，該純化管柱裝置包括：一活塞裝置；一純化管柱；一活塞裝置外套管，固定於該機械移動機構，具有上端及下端，該下端係用以接合該純化管柱之上端，且穿接該活塞裝置，該活塞裝置具有第一端及第二端；一管柱尖端，與該純化管柱之下端接合；以及一過濾膜，設置於該純化管柱與該管柱尖端之間，其中該機械移動機構移動該活塞裝置，使該樣本通過該過濾膜，該過濾膜與該樣本之核酸結合，以抓取該樣本中之核酸。
4. 如申請專利範圍第3項所述純化管柱裝置，其中該機械移動機構更包括一第一垂直移動馬達，用以垂直移動該活塞裝置外套管、該活塞裝置、該純化管柱及該管柱尖端至該管槽之上方。
5. 如申請專利範圍第3項所述純化管柱裝置，其中該機械移動機構更包括一第二垂直移動馬達及一活塞裝置卡溝架，該活塞裝置卡溝架用以固定該活塞裝置之該第二端，該第二垂直移動馬達連接該活塞裝置卡溝架，用以垂直移動該活塞裝置卡溝架，單獨帶動該活塞裝置，以使該樣本通過該過濾膜。
6. 如申請專利範圍第5項所述純化管柱裝置，其中該活塞裝置卡溝架具有至少一卡溝，該活塞裝置之該第二端更具有一凹頸部，用以與該活塞裝置卡溝架上之該卡溝接合。
7. 如申請專利範圍第5項所述純化管柱裝置，更包括一固定蓋套及一O型環連接該活塞裝置外套管之該上端且同時穿接該活塞裝置，該第二垂直移動馬達移動該活塞裝置卡溝架時，用以使該純化管柱中產生正壓或負壓，以使該樣本通過該過濾膜。