一种基于磁珠法的核酸提取器的制作方法

1.本发明涉及核酸提取纯化领域，具体涉及一种基于磁珠法的核酸提取器。


背景技术：

2.核酸提取是分子诊断实验等后续实验或研究的第一步，把核酸提取出来并进行纯化后，才能进行后续的研究，并且这也是一个十分重要的环节，可见核酸提取和纯化的重要性。目前已开发了用于核酸提取的仪器，例如赛默飞公司生产的kingfisher flex等，这些仪器被广泛地应用于基因组学、疾病控制、医疗、食品安全和法医鉴定等各领域。
3.磁珠法核酸提取，依据与硅胶膜离心柱相同的原理，运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用二氧化硅包被的纳米磁性微球的超顺磁性，在chaotropic盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和外加磁场的作用下，能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中分离出dna和rna，可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、分子生物学研究等多种领域，然而，磁珠法提取核酸的成功率、效率仍比较低，无法做到量化。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于磁珠法的核酸提取器。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种基于磁珠法的核酸提取器，包括：磁棒组件，位于所述磁棒组件下端用于套装所述磁棒组件的磁棒套组件，用于承载所述磁棒组件沿上下方向运动的第一驱动机构，用于承载所述磁棒套组件沿上下方向运动的第二驱动机构，设于所述磁棒套组件下部的试管盒，用于承载所述试管盒沿水平方向运动的第三驱动机构。
7.所述磁棒组件在第一驱动机构的作用下能够反复插入或伸出磁棒套组件，磁棒套组件进入试管后，在磁棒组件反复插入或伸出的震动动作下，具有带磁性或不带有磁性，实现磁珠的激烈震动，便于高效完成核酸的提取，极大提高成功率、效率。
8.采用自动化控制，整个操作过程的时长、操作的规范性得以标准化，且在机械结构的允许下，一次可同时对多个样本操作。对磁棒套增添振动，使得核酸提取仪试剂盒中的磁珠震动更为激烈，使得相应过程进行的更加充分，整个装置轻灵便携，便于普及应用。
9.进一步地，所述磁棒组件由多个带有磁性的磁棒组成，呈阵列式竖向垂直排布。
10.进一步地，所述的磁棒套组件由多个套管组成，与所述磁棒对应设置，所述磁棒能够插入所述磁棒套。
11.进一步地，所述试管盒内按顺序放置多组试管，分别用于放置磁珠溶液、样本和裂解液、洗涤液、洗脱液，每组试管分别与位于其上部的磁棒套组件及磁棒组件相对应。
12.进一步地，用于放置洗涤液的试管设有多组。
13.进一步地，所述第一驱动机构包括竖向设置的第一背板、通过垫块沿竖向设于所
述第一背板两侧的第一导轨、滑动设置在所述第一导轨上的第一滑块、与所述第一滑块连接的磁棒滑板，所述磁棒组件沿竖向设于所述磁棒滑板下端，所述磁棒滑板连接第一丝杆螺母驱动单元。
14.进一步地，所述第二驱动机构包括竖向设置的第二背板、通过垫块沿竖向设于所述第二背板两侧的第二导轨、滑动设置在所述第二导轨上的第二滑块、与所述第二滑块连接的磁棒套滑板，所述磁棒套组件沿竖向设于所述磁棒套滑板下端，所述磁棒套滑板连接第二丝杆螺母驱动单元，
15.所述第二驱动机构整体安装在底座上，所述第一驱动机构整体安装在所述磁棒套滑板上。
16.进一步地，所述第一丝杆螺母驱动单元包括上下两端通过丝杆支撑沿竖向安装在第一背板上的第一丝杆、套设在所述第一丝杆上的第一滑动螺母、设于所述第一丝杆上端用于驱动所述第一丝杆运动的第一驱动电机，
17.所述第一驱动电机通过电机座安装在所述第一背板上端，所述第一滑动螺母通过垫块与所述磁棒滑板连接。
18.进一步地，所述第二丝杆螺母驱动单元包括上下两端通过丝杆支撑沿竖向安装在第二背板上的第二丝杆、套设在所述第二丝杆上的第二滑动螺母、设于所述第二丝杆上端用于驱动所述第二丝杆运动的第二驱动电机，
19.所述第二驱动电机通过电机座安装在所述第二背板上端，所述第二滑动螺母通过垫块与所述磁棒套滑板连接。
20.进一步地，所述第三驱动机构整体安装在底座上，包括水平设置的第三背板、通过垫块沿水平向设于所述第三背板两侧的第三导轨、滑动设置在所述第三导轨上的第三滑块、与所述第三滑块连接的支撑滑板，所述试管盒安装在所述支撑滑板上；
21.所述支撑滑板连接第三丝杆螺母驱动单元，包括两端通过丝杆支撑安装在第三背板上的第三丝杆、套设在所述第三丝杆上的第三滑动螺母、设于所述第三丝杆一端用于驱动所述第三丝杆运动的第三驱动电机。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.1、用丝杠、步进电机等机械结构的组合控制，取代繁琐的人工过程，通过程序的控制，使磁珠法提取核酸的成功率，效率更具有保障，量化了整个实验过程。
24.2、该法分离纯化核酸，具有质量好、产量高、成本低、快速、简便、节省人力以及易于实现自动化等优点。生物磁珠具有小尺寸效应和表面效应，可高效dna提取，满足微量生物样本dna提取的要求。生物磁珠能够通过仪器进行自动化操作，满足数据库建设对大批量样本提取的需要，减少人为因素。用时少，操作简单，适用于大多数生物检测。全自动核酸提取最大限度地减少了操作人员与检测的接触，可有效保护实验操作人员。安全无毒，绿色环保，且这款是小型的全自动核酸提取器，未来我们可以放在社区里供社区的人使用，这样可以减少人们去医院排队检测的机率，极大减少了人员的接触，减少交叉感染。
25.3、由于整个机构是用于对磁珠法的磁棒、磁棒套、核酸提取仪试剂盒的分别控制，可在该机构体积允许的范围内，增加或减少相关的磁棒、磁棒套、核酸提取仪试剂盒数量来控制提取样本的数量，更贴切实际工作的需求。
附图说明
26.图1为本发明装置的整体结构示意图；
27.图2为图1的侧视结构示意图；
28.图3为图1的局部放大示意图；
29.图4为第一驱动机构的结构示意图；
30.图5为第二驱动机构的结构示意图；
31.图6为第三驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
33.如图1、图2、图3，一种基于磁珠法的核酸提取器，包括：磁棒组件1，位于磁棒组件1下端用于套装磁棒组件1的磁棒套组件2，用于承载磁棒组件1沿上下方向运动的第一驱动机构5，用于承载磁棒套组件2沿上下方向运动的第二驱动机构4，设于磁棒套组件2下部的试管盒3，用于承载试管盒3沿水平方向运动的第三驱动机构6。
34.磁棒组件1由多个带有磁性的磁棒组成，呈阵列式竖向垂直排布，磁棒套组件2由多个套管组成，与磁棒对应设置，磁棒能够插入磁棒套。试管盒3内按顺序放置多组试管图中未示出，分别用于放置磁珠溶液、样本和裂解液、洗涤液、洗脱液，每组试管分别与位于其上部的磁棒套组件2及磁棒组件1相对应，用于放置洗涤液的试管设有多组。
35.如图4，第一驱动机构5包括竖向设置的第一背板51、通过垫块沿竖向设于第一背板51两侧的第一导轨52、滑动设置在第一导轨52上的第一滑块、与第一滑块连接的磁棒滑板53，磁棒组件1沿竖向设于磁棒滑板53下端，磁棒滑板53连接第一丝杆54螺母驱动单元。第一丝杆54螺母驱动单元包括上下两端通过丝杆支撑沿竖向安装在第一背板51上的第一丝杆54、套设在第一丝杆54上的第一滑动螺母55、设于第一丝杆54上端用于驱动第一丝杆54运动的第一驱动电机56，第一驱动电机56通过电机座安装在第一背板51上端，第一滑动螺母55通过垫块与磁棒滑板53连接。
36.如图5，第二驱动机构4包括竖向设置的第二背板41、通过垫块沿竖向设于第二背板41两侧的第二导轨42、滑动设置在第二导轨42上的第二滑块、与第二滑块连接的磁棒套滑板43，磁棒套组件2沿竖向设于磁棒套滑板43下端，磁棒套滑板43连接第二丝杆44螺母驱动单元，第二驱动机构4整体安装在底座7上，第一驱动机构5整体安装在磁棒套滑板43上。第二丝杆44螺母驱动单元包括上下两端通过丝杆支撑沿竖向安装在第二背板41上的第二丝杆44、套设在第二丝杆44上的第二滑动螺母45、设于第二丝杆44上端用于驱动第二丝杆44运动的第二驱动电机46，第二驱动电机46通过电机座安装在第二背板41上端，第二滑动螺母45通过垫块与磁棒套滑板43连接。
37.如图6，第三驱动机构6整体安装在底座7上，包括水平设置的第三背板61、通过垫块沿水平向设于第三背板61两侧的第三导轨62、滑动设置在第三导轨62上的第三滑块、与第三滑块连接的支撑滑板63，试管盒3安装在支撑滑板63上；支撑滑板63连接第三丝杆64螺母驱动单元，包括两端通过丝杆支撑安装在第三背板61上的第三丝杆64、套设在第三丝杆64上的第三滑动螺母65、设于第三丝杆64一端用于驱动第三丝杆64运动的第三驱动电机66。
38.作为本发明具体的一种实施方式，核酸提取仪试剂盒有六组试管，第一组试管放置磁珠溶液，第二组试管放置样本和裂解液，第三，四，五组试管放置洗涤液，第六组试管放置洗脱液。以下详细介绍其工作过程：
39.(1)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套；
40.(2)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套进入第一组放置磁珠溶液的试管(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液)，之后静置3
‑
5秒，目的是使磁棒充分吸取磁珠溶液；
41.(3)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第一组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第二组试管上方；
42.(4)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第二组放置样本裂解液的试管里，之后静置2
‑
3秒目的是使磁珠溶液拥有充足的时间去绑定核酸；
43.(5)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第二组放置样本裂解液的试管里；
44.(6)第二驱动电机46正反转动带动第二丝杆44上下快速移动使磁棒套在样本裂解液中振动，目的是使磁珠溶液与核酸充分的结合；
45.(7)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液，此时磁珠溶液上已经绑定了核酸)；
46.(8)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第二组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第三组试管上方；
47.(9)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第三组放置洗涤液的试管里，之后静置2
‑
3秒；
48.(10)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第三组放置洗涤液的试管里；
49.(11)第二驱动电机46正反转动带动第二丝杆44上下快速移动使磁棒套在洗涤液中振动目的是使磁珠溶液(绑定核酸)充分洗涤，把核酸中的蛋白质等杂质去除；
50.(12)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液)；
51.(13)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第三组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第四组试管上方；
52.(14)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第四组放置洗涤液的试管里，之后静置2
‑
3秒；
53.(15)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第四组放置洗涤液的试管里进行二次洗涤；
54.(16)第二驱动电机46正反转动带动第二丝杆44上下快速移动使磁棒套在洗涤液中振动目的是使磁珠溶液(绑定核酸)充分洗涤，再次把核酸中的蛋白质等杂质去除干净；
55.(17)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套，(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液)；
56.(18)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第四组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第五组试管上方；
57.(19)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第五组放置洗涤液的试管里，之后静置2
‑
3秒；
58.(20)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第五组放置洗涤液的试管里进行第三次洗涤；
59.(21)第二驱动电机46正反转动带动第二丝杆44上下快速移动使磁棒套在洗涤液中振动目的是使磁珠溶液(绑定核酸)充分洗涤，把核酸中的蛋白质等杂质去除(进行三次洗涤后的得到的核酸是纯净的核酸)；
60.(22)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套，(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液。此时磁珠溶液上的核酸是纯净的)；
61.(23)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第五组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第六组试管上方；
62.(24)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第六组放置洗脱液的试管里，之后静置2
‑
3秒；
63.(25)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第六组放置洗脱液的试管里进行洗脱(分离磁珠和核酸)；
64.(26)第二驱动电机46正反转动带动第二丝杆44上下快速移动使磁棒套在洗脱液中振动目的是使磁珠溶液(绑定核酸)充分洗脱；
65.(22)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒进入磁棒套，(带有磁性的磁棒会吸取磁珠溶液。此时磁珠溶液是没有核酸)；
66.(23)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44动使磁棒套从第六组试管里面出来，第三驱动电机66转动带动第三丝杆64动使磁棒套位于第一组试管(放置磁珠溶液)上方，目的是回收磁珠溶液；
67.(24)第二驱动电机46转动带动第二丝杆44使磁棒套进入第一组放置磁珠液的试管里；
68.(25)第一驱动电机56转动带动第一丝杆54动使磁棒从磁棒套中出来，此时磁珠溶液会因为失去磁性从磁棒套表面上掉进第二组放置磁珠液的试管里完成磁珠溶液的回收利用。到此，整个核酸提取的过程结束。
69.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。