用於生物活性物質提取儀的工作檯系統和方法

2023-06-21 02:59:11

用於生物活性物質提取儀的工作檯系統和方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於利用磁棒法提取生物活性物質的自動化儀器的工作檯系統，其具有載物面板，所述載物面板上具有至少一組樣品處理區，每組所述樣品處理區具有兩個固定在所述載物面板上的加熱工作區和所述兩個加熱工作區中間的非加熱工作區。本發明還提供了採用所述工作檯系統的提取生物活性物質的自動化儀器。本發明還提供了使用所述工作檯系統或儀器提取生物活性物質的方法。本發明的工作檯系統和儀器的設計使得核酸提取儀的自動化進一步提高，並且能夠同時適用各種培養板，用於個別或大通量核酸提取的需要。
【專利說明】用於生物活性物質提取儀的工作檯系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物學和儀器裝置領域。具體的，本發明提供了一種用於提取生物活性物質的自動化儀器的工作檯系統，以及採用所述工作檯系統的提取生物活性物質的自動化儀器。本發明還提供了使用所述工作檯系統或儀器提取生物活性物質的方法。
【背景技術】
[0002]利用磁珠法提取生物活性物質特別是活性大分子是近年發展起來的技術。磁珠法是利用能夠特異性識別細胞、蛋白質或核酸的磁珠，該磁珠能與核酸分子特異性地結合，然後在磁場的作用下，從血液、動物組織、食品、病原微生物等樣本中的活性大分子分離出來。例如，對核酸的磁珠法提取可以依據與矽膠膜離心柱相同的原理，運用納米技術對超順磁性納米顆粒的表面進行修飾，製備成超順磁性氧化矽納米磁珠。該磁珠能與核酸分子特異性地識別。利用氧化娃納米微球的超順磁性，在Chaotropic鹽(鹽酸胍、異硫氰酸胍等)和外加磁場的作用下，能從樣本中將DNA和RNA分離出來。
[0003]磁珠法自動提取儀又分為磁棒法和抽吸法。抽吸法是通過自動移液裝置來進行。以磁珠法核酸提取儀為例，可通過自動移液裝置來加入裂解液、磁珠吸附；抽走溶液，加入漂洗液，磁珠吸附，抽走漂洗液，加入洗脫緩衝液。由於抽吸法存在去除廢液的時候不抽走磁珠，移液器不能靠磁珠太近，以防磁珠連同廢液被抽掉的問題，影響洗脫效率和純度。[0004]磁棒法提取是近年發展起來的技術，其原理是將帶磁性的分離設備浸入液體，通過磁場作用使混合物中能被磁性吸引的顆粒集中在分離設備表面。其中一種方式中，帶磁性的分離設備是一個套管，通過插入磁棒令套管產生磁性，吸引混合物中能被磁性吸引的顆粒吸附到套管表面，當把磁棒抽離時，套管失去磁性，被磁性吸引的顆粒脫離套管。相對於抽吸法，磁棒法的優點是每一步的液體不殘留，因為磁棒只帶走磁珠，轉移到下一個步驟相應的反應孔中。磁棒法儀器中帶動磁棒的機構能帶動磁棒在套管中上下移動，有助於提取過程的裂解和漂洗和純化。
[0005]然而，本領域還需要一種提高自動化程度，並且能夠同時適用各種標準培養板，以及同時可以用於個別或大通量核酸提取的需要的提取儀。

【發明內容】

[0006]本發明提供了一種用於利用磁棒法提取生物活性物質的自動化儀器的工作檯系統，以及採用所述工作檯系統的提取生物活性物質的自動化儀器，本發明還提供了使用所述工作檯系統或儀器提取生物活性物質的方法，可應用在臨床疾病診斷、輸血安全、法醫學鑑定、環境微生物檢測、食品安全檢測、分子生物學研究等多種領域，用於提取和純化生物活性物質，例如細胞、蛋白和核酸。本發明的工作檯系統和儀器的設計使得核酸提取儀的自動化進一步提高，並且能夠同時適用各種標準培養板，以及同時可以用於個別或大通量核酸提取的需要。
[0007]用於提取生物活性物質的儀器通常包括用於放置容納樣品和試劑的工作檯，磁針和磁針移動機構，通過磁針移動機構的上下移動，使得磁針能夠上下移動，豎直插入和脫離套管；套管和套管移動機構，通過套管移動機構的上下移動，使得套管能夠上下移動，豎直插入和脫離設置在工作檯的容器。使用所述儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸時，可以在放置在工作檯上的容器(例如離心管、深孔板等)加入生物樣品和/或試劑，然後通過套管在容器中的上下移動或振動，可以對容器中的試劑和樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應。另外可以通過將套管和磁針同時插入容器，由此令套管外產生磁場，從而實現套管對容器內溶液中的磁珠或帶磁珠的生物樣品的吸附。在磁針離開套管時，套管外磁場消失，從而實現磁珠或帶磁珠的生物樣品脫離套管，即釋放磁珠或帶磁珠的生物樣品。由此可以通過套管和磁針在不同容器中移動，達到轉移磁珠或帶磁珠的生物樣品的目的。
[0008]本發明提供了一種用於生物活性物質提取儀的工作檯系統，其具有載物面板，所述載物面板上具有至少一組樣品處理區，每組所述樣品處理區具有兩個固定在所述載物面板上的加熱工作區和所述兩個加熱工作區中間的非加熱工作區。兩個固定在所述載物面板上的加熱工作區可平行設置在所述樣品處理區的兩端。
[0009]在本發明的一個方面，所述工作檯系統中所述加熱工作區為加熱槽，每組樣品處理區具有固定在載物面板上的兩個加熱槽，分別為加熱槽一 64、加熱槽二 65和這兩個加熱槽中間的非加熱工作區。加熱槽一 64、加熱槽二 65可平行設置在樣品處理區的兩端。所述非加熱工作區可具有或設置容納樣品或試劑的容器。在本發明的其中一個方面，所述容納樣品或試劑的容器為24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等標準深孔板，非標準孔板，離心管或離心管聯管，或可放置所述離心管或離心管聯管的板。
[0010]在本發明 的一個方面，上述工作檯系統中所述加熱工作區是可裝卸的加熱槽，其具有長方體槽體，其上設有用於安放樣品管的多個槽孔。在本發明的其中一個方面，所述加熱槽的槽體底部具有加熱槽凸塊，可與載物面板上的凹槽配合。在本發明的其中一個方面，上述加熱槽的槽體溫度範圍為約100-200°c，優選為約120-180°c。
[0011]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中加熱工作區和非加熱工作區之間具有隔熱塊。
[0012]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中所述加熱工作區和非加熱工作區是有效地分離的，有效的分離是指，加熱工作區與非加熱工作區容納待處理樣品或試劑的區域在工作平臺上相距一定距離，以使得加熱工作區產生的熱量不會對在非加熱區處理的樣品產生有效的影響。
[0013]有效的分離是指，加熱工作區與非加熱工作區容納待處理樣品或試劑的區域在工作平臺上相距一定距離，以使得加熱工作區產生的熱量不會對在非加熱區處理的樣品產生有效的影響。在本發明的其中一個方面，加熱工作區(例如加熱槽)的設置可以使得兩個加熱工作區與最接近其的放置在非加熱工作區的或非加熱工作區具有的用於容納樣品或試劑的孔(例如設置在非加熱區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的最靠近加熱區的孔，或設置在非加熱區的離心管或離心管聯管中最靠近加熱區的孔等)的距離D大於約5_，優選大於約IOmm,最優選大於約15mm。例如D為約5-60mm,優選約10-40mm,最優選約15_35mm。其中，術語「用於容納樣品或試劑的孔」是指用於容納樣品或試劑的容器中容納樣品或試劑的空穴，其可以是凹孔、井或槽的形式。「有效的影響」一般是指非加熱區處理的樣品由於加熱工作區產生的熱量導致影響反應的溫度上升和/或樣品蒸發引起的體積變化等。
[0014]在本發明的一個方面，兩個平行設置固定在載物面板上的加熱區(例如加熱槽)之間的距離Dl大於90mm,優選大於105mm,最優選大於120mm。例如Dl為約90-160mm,優選約105-150mm，最優選約120_140mm。優選的，所述加熱區為加熱槽，兩個加熱槽的中心距離D2大於約IlOmm,優選大於約115mm,最優選大於約120mm。例如D2為約110-200mm,優選約115-180mm，最優選約 120_160mm。
[0015]在本發明的一個方面，加熱區(例如加熱槽)與非加熱區具有的或設置在非加熱區的用於容納樣品或試劑的容器(例如設置在非加熱區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或設置在非加熱區的離心管或離心管聯管等)沒有接觸。優選的，加熱區(例如加熱槽)與放置在非加熱區的用於容納樣品或試劑的容器距離D3為大於約3mm，優選大於約10mm，最優選大於約15mm。例如D3為約3-60mm,優選約10-40mm,最優選約15_35mm。在本發明的其中一個方面，在加熱區和非加熱區之間還具有隔熱塊。
[0016]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中在所述樣品處理區66中具有兩個平行設置固定在載物面板上的加熱槽，分別為加熱槽一 64、加熱槽二 65，以及所述兩個加熱槽之間水平放置的一塊24或96孔PCR微孔板或深孔板，或一塊放置離心管或離心管聯的板，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的長邊與加熱槽平行。所述可以是居中放置在所述兩個加熱槽之間。所述24或96孔PCR微孔板或深孔板可以是標準板，例如符合ANSISBS1-42004標準的參數的96孔標準板。24孔板為4X6型，即具有4排每排6個孔。24孔板孔徑可為約18mm,板為長方形，其外框的長為約127.76mm±0.25mm,寬為約85.48mm±0.25mm。96孔板為8 X 12型，即具有8排每排12個孔。96孔板孔徑可為約9mm，板為長方形，其外框的長為約127.76mm±0.25mm，寬為約85.48mm±0.25mm。在本發明的一個方面，上述工作檯系統中兩個加熱槽與最接近其的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板中最靠近加熱槽的孔的距離D大於5mm,優選大於IOmm,最優選大於15mm,例如D為約5-60mm,優選約10-40mm,最優選約15-35mm。在本發明的一個方面，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的邊框與其相距較近的加熱槽的距離D3為大於約3mm,優選大於約IOmm,最優選大於約15mm。例如D3為約3-60mm,優選約 10-40mm,最優選約 15_35mm。
[0017]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中所述兩個加熱槽之間水平設置一塊24或96孔PCR微孔板或深孔板，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的長邊與加熱槽平行。
[0018]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中所述樣品處理區66中具有兩個固定在載物面板上的加熱槽，分別為加熱槽一 64、加熱槽二 65，每個加熱槽具有1-5個槽孔。在所述兩個加熱槽之間水平平行設置一至五個四聯管或離心管四聯管。所述四聯管上有4個離心管。任選的，在加熱槽一的槽孔與對應的四聯管之間還可設置一個離心管。
[0019]磁棒法提取生物活性物質，例如提取核酸的方法通常包括以下步驟:a)通過將樣品與裂解液(lysis buffer)和/或蛋白酶K接觸,在約50_60°C下溫育,裂解生物樣品；b)加入磁珠，在使用前充分混勻磁珠；c)加入結合液(binding buffer),靜置；d)分別用洗漆液 I (wash buffer I )、洗漆液 II (wash buffer II)和洗漆液 III (wash buffer III)洗漆三次；e)用洗脫液(elution buffer)洗脫核酸。
[0020]在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，結合液可在步驟a)加入到裂解液中，即步驟c)是可以合併到步驟a)的。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，在步驟b)和d)之間具有入核酸助沉劑(Acryl Carrier)的步驟。
[0021]其中的試劑,如裂解液(lysis buffer)、結合液(binding buffer)、洗漆液1-1II(wash buffer)和洗脫液(elution buffer)可事先放置/封存在容器中，也可在進行提取前加入。磁珠通常需要在使用前對容納磁珠的容器進行離心，以使磁珠充分混勻或集中在該容器底部。
[0022]在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸時，可以在放置在工作檯上的容器(例如離心管、深孔板等)加入生物樣品和/或試劑，然後通過套管在容器中的上下移動或振動，可以對容器中的試劑和樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應。另外可以通過將套管和磁針同時插入容器，由此令套管外產生磁場，從而實現套管對容器內溶液中的磁珠或帶磁珠的生物樣品的吸附。在磁針離開套管時，套管外磁場消失，從而實現磁珠或帶磁珠的生物樣品脫離套管，即釋放磁珠或帶磁珠的生物樣品。由此可以通過套管和磁針在不同容器中移動，達到轉移磁珠或帶磁珠的生物樣品的目的。 [0023]在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸的方法中，通常包括以下步驟:a)通過將樣品加入容納裂解液(lysis buffer)的容器a,在約50_60°C下溫育；b)通過磁針和套管將磁珠從容納磁珠的容器b中將磁珠吸附和轉移到上述容器a，任選的，在使用離心容納磁珠的容器；c)任選的，通過磁針和套管將容器a中的磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納結合液(binding buffer)的容器c ;d)將上述磁珠或結合磁珠的樣品依次吸附和轉移到容納洗漆液I (wash buffer I)、洗漆液II (wash buffer II)和洗滌液III (wash buffer III)的容器dl，容器d2和容器d3; e)將經過步驟d)中的磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納洗脫液(elution buffer)的容器e,約50_60°C下溫育。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，結合液可在步驟a)加入到裂解液中，即步驟c)是可以合併到步驟a)的。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，步驟b)和d )之間具有將磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納核酸助沉劑(AcryI Carri er )的容器的步驟。
[0024]在本發明的一個方面，上述工作檯系統中，可在加熱槽一中設置用於容納裂解液的容器(例如裂解液離心管)。另外，可在加熱槽二設置用於納洗脫液的容器(例如洗脫液離心管)。另外，可在非加熱工作區的所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置離心管或離心管聯的板中可依次設置容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III的孔。任選的，還可以在所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置離心管或離心管聯的板中設置容納磁珠或結合液或核酸助沉劑的孔。
[0025]在本發明的一個方面，上述工作檯系統具有驅動機構控制，可以在水平方向移動。在本發明的其中一個方面，其中所述驅動機構系統包括工作檯支架，用於支撐載物面板，支架與移動軸連接，在工作檯電機帶動下支架可沿移動軸水平移動，從而使得載物面板能夠移動到需要的位置。
[0026]本發明還提供了一種用於提取生物活性物質的儀器，包括:
[0027]外殼，
[0028]底板，
[0029]上述的工作檯系統，工作檯系統具有載物面板，其上具有樣品處理區，樣品處理區可放置用於容納樣品或試劑的容器，[0030]磁針和磁針移動機構,通過磁針移動機構的上下移動，使得磁針能夠上下移動,豎直插入和脫離套管，
[0031]套管和套管移動機構，通過套管移動機構的上下移動，使得套管能夠上下移動，豎直插入和脫離設置在樣品處理區中的容器。
[0032]在本發明的一個方面，上述儀器還包括氣流產生系統，所述系統用於在放置在所述樣品處理區上的容納樣品或試劑的容器的開口的上部區域產生局部氣流，所述系統包括氣流源和氣流通道，其中氣流源可產生氣流，氣流通道可引導所述氣流水平通過所述容器的開口的上部區域，使得套管與容器中的樣品或試劑接觸產生的氣溶膠從容器開口釋放後進行水平移動。所述局部氣流的速度可為約0.3-0.8米/秒，優選約0.5-0.7米/秒，最優選約0.45-0.5米/秒。
[0033]在本發明的其中一個方面，在所述儀器外殼的兩個相對的側板設置水平對稱的開孔，形成所述氣流產生系統的氣流通道，其中設置開孔的位置使得通過這兩個開孔的水平流動的氣流可通過放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域。在本發明的其中一個方面，其中開孔的底部距 離所述載物面板上表面為高約0-50mm，優選3_15mm，最優選約5-10mmo
[0034]在本發明的其中一個方面，開孔可以為氣孔區，例如長方形氣孔區。長方形氣孔區的長度(即氣孔區的水平長度)與放置在樣品處理區上的容器相適應。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的長度設置為與支架臂的長度相同或相近。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的長度設置為與放置在載物面板上的24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004標準的參數的96孔標準板)的長邊相等或大於所述長邊。，優選的，所述長方形氣孔區的長度大於約127.76mm，例如為約127_140mm，優選為約128-135mm。長方形氣孔區的寬度(即所述氣孔區的垂直長度)設置為兼顧各種高度的放置在樣品處理區上的容器的高度。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的寬度設置為約30-80mm,優選為約40-70mm,最優選為約50_65mm。
[0035]長方形氣孔區的底部距離載物面板上表面的高度與放置在樣品處理區上的容器的頂部相同或略低於所述頂部。例如，設置開孔區的底部比載物面板高約0-15mm，優選3~1 Omm,最優選 5_10mm。
[0036]在本發明的其它實施方式中，可以通過在側板設置可上下移動的開孔來調整開孔的高度，使得通過這兩個開孔的水平流動的氣流可通過開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域。
[0037]在本發明的其它實施方式中，可以通過在設置可上下移動的工作平臺系統，使得載物面板可以調整高度，使得放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域與通過兩個開孔的水平位置相同或相似。
[0038]在本發明的另一種實施方式中，其中氣流通道還包括設置在儀器外殼外，與所述開孔連接的導管，所述導管的一端與開孔連接，另一端與指定位置連接。在本發明的另一種實施方式中，在儀器外殼側板開孔的外側設置導管。所述導管的一端與外側板上的開孔的外緣密封性連接，另一端與指定位置連接。在本發明的一種實施方式中，連接出氣的開孔的導管的一端與所述開孔連接，另一端開口設置在指定區域，例如與儀器所在房間隔離的房間，從儀器內部流出的氣體只能沿導管進入指定區域，由此保證儀器內的生物物質例如核酸不會對儀器所在房間造成汙染。在本發明的一種實施方式中，連接進氣的開孔的導管的一端與所述開孔連接，另一端開口在儀器所在房間隔離的房間或提供無汙染氣體的區域，由此，由此保證進入儀器內部或儀器所在房間的氣體沒有受到其它生物物質的汙染。
[0039]在本發明的一個方面，其中所述氣流產生系統的氣流源為風扇。
[0040]在本發明的一個方面，其中所述風扇設置在外殼側壁的開孔中，被配置為可產生水平流動的氣流。在本發明的其中一個方面，在外殼側壁的兩個開孔內都設置風扇，其中一個風扇為進氣風扇，產生的氣流為從儀器外部進入儀器內部，另一個為抽氣風扇，產生的氣流為從儀器內部進入儀器外部。在本發明的另一實施方式中，可以只有進氣風扇或抽氣風扇。
[0041]在本發明的另一實施方式中，所述氣流產生系統的氣流源也可以為氣壓差產生系統，例如在出氣開孔外設置的產生負壓的機構。
[0042]在本發明的一個方面，在進氣風扇的外側設置濾網柵。在本發明的一個方面，在進氣風扇的外側設置濾網柵。在本發明的其中一個方面，所述濾網柵的篩孔尺寸通常為大於或等於約0.045mm。在本發明的其中一個方面，所述濾網柵的濾網目數為小於或等於325目。
[0043]在一個方面，本發明的用於提取生物活性物質的儀器中，所述氣流產生系統在樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生的局部氣流的速度為約0.3-0.8米/秒，優選約0.5-0.7米/秒，最優選約0.45-0.5米/秒。 [0044]在一個方面，本發明的用於提取生物活性物質的儀器中，所述氣流產生系統在樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生的局部氣流可防止套管與容器中的液體接觸產生的帶有生物樣品的氣溶膠漂移到其它容器中導致汙染。
[0045]在本發明的一個方面，上述本發明的儀器中所述氣流產生系統還具有控制系統，用於控制所述局部氣流的產生與否和產生的氣流的速度。優選的，所述控制系統可在套管和/或磁針升高和離開放置在樣品處理區上的容器時，使得局部氣流產生系統停止產生水平流動的氣流。
[0046]在本發明的其中一個方面，所述儀器中所述磁針為永磁體材料。
[0047]在本發明的其中一個方面，所述儀器中所述套管為非磁性材料。
[0048]在本發明的其中一個方面，其中所述生物活性物質為細胞、蛋白質或核酸。
[0049]在本發明的其中一個方面，所述儀器為用於提取和純化核酸的儀器。
[0050]本發明還提供了使用上述的工作檯系統或上述儀器來提取和純化生物活性物質的方法。所述生物活性物質可以為細胞、蛋白質或核酸，特別是核酸。
[0051]在本發明的一個方面，使用上述用於生物活性物質提取儀的工作檯系統或上述儀器來提取和純化生物活性物質的方法包括以下步驟:提供所述的工作檯系統或所述的儀器，在工作檯系統載物面板的樣品處理區放置用於容納樣品或試劑的容器，在所述容器中容納樣品或試劑，通過生物活性物質提取儀的套管和/或磁針插入和脫離放置在樣品處理區上的容器從而實現轉移磁珠或結合磁珠的生物物質。任選的，其中還包括套管和/或磁針在放置在樣品處理區上的容器內振動從而對容器中的試劑和/或樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應的步驟。本發明的方法中還可包括通過局部氣流產生系統在開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生水平流動的局部氣流的步驟，使得套管與容器中的樣品或試劑接觸產生的氣溶膠從容器開口釋放後進行水平移動。在本發明的其中一個方面，在套管和/或磁針升高和離開放置在樣品處理區上的容器時，上述局部氣流產生系統停止產生水平流動的氣流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0053]圖1為根據本發明一個優選實施例儀器內部的第一方向內部結構立體圖；
[0054]圖2為根據本發明一個優選實施例儀器內部的第二方向內部結構立體圖；
[0055]圖3為根據本發明一個優選實施例儀器的立體圖；
[0056]圖4為根據本發明一個優選實施例儀器的正面剖視圖；
[0057]圖5為根據本發明一個優選實施例儀器的俯視剖視圖；
[0058]圖6a為根據本發明一個優選實施例的機構的俯視剖視圖；
[0059]圖6b為根據本發明一個優選實施例的機構的俯視剖視圖；
[0060]圖6c為根據本發明一個優選實施例的機構的俯視剖視圖；
[0061]圖7a為根據本發明一個優選實施例的機構的側面剖視圖；
[0062]圖7b為根據本發明一個優選實施例的機構的側面剖視圖；
[0063]圖8為根據本發明一個優選實施例的機構的立體圖。
[0064]附圖標記
[0065]I 底板50進氣風扇
[0066]2 加熱處理區51濾網柵一
[0067]3 非加熱處理區52網濾罩一
[0068]4 套管53出氣風扇
[0069]5 套管支架臂54濾網柵二
[0070]6 套管支架55網濾罩二
[0071]7 磁針56氣孔區
[0072]8 磁針支架60工作檯移動驅動機構
[0073]9 磁針支架端塊61工作檯支架
[0074]10光軸62工作檯移動軸
[0075]11電機一63工作檯移動機構電機
[0076]12電機二64加熱槽一
[0077]13機構支架65加熱槽二
[0078]14機構平臺66樣品處理區
[0079]15工作檯系統67載物面板
[0080]16套管移動機構71頂板
[0081]17磁針推動端塊72背板
[0082]18套管升降機構73側板
[0083]19振動機構74顯示屏
[0084]20偏心輪驅動電機75面板[0085]21偏心輪76進樣窗
[0086]22槓桿臂731外側板
[0087]23移動支架732內側板
[0088]24移動支架驅動機構
[0089]25振動輪81隔熱塊
[0090]26套管振動推桿82固定塊
[0091]31絲杆一8324 孔板
[0092]32絲杆二8496 孔板
[0093]33磁針上升機構85離心管架
[0094]34磁針支架臂86四聯管
[0095]35套管支架端塊87磁珠離心管
[0096]36套管升降端塊88裂解液離心管
[0097]37移動支點軸 89洗脫液離心管
[0098]48磁針移動機構
【具體實施方式】
[0099]為了更好地理解和闡釋本發明，下面將參照附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0100]圖1和圖2是採用本發明的工作檯系統的用於提取生物活性物質的儀器的內部結構立體圖。
[0101]所述本發明的優選實施例儀器可用於提取和純化核酸。該儀器具有底板1，磁針7和磁針移動機構48，套管4和套管移動機構16，用於支撐所述磁針移動機構和套管移動機構的支架13，以及用於產生振動，使得套管移動機構進行上下振動的振動機構19。
[0102]套管是具有封閉底部和中空管腔的管。套管可具有例如細長的圓柱形形狀。套管的材料通常是非磁性的。其材料和厚度的選擇和設計為不削弱磁場或僅稍微影響磁場，但需要保證在磁針插入時能在套管外產生能夠吸引磁珠或帶磁珠的生物樣品的磁場。
[0103]磁針能夠豎直插入和脫離套管。磁針的底端(即插入套管的一端)具有磁性。當磁針插入和接觸或接近套管底部時，可在套管外產生磁場，從而實現套管對套管外溶液中的磁珠或帶磁珠的生物樣品的吸附和脫離。在本實施例中，磁針的底部具有永磁體，由此帶有磁性。在本發明的其它實施方式中,磁針可通過電磁作用產生磁性(電磁體)。
[0104]所述用於提取生物活性物質的儀器具有可水平移動的工作檯系統15。在本發明的其它實施方式中，工作檯系統可以是固定的，例如固定在儀器底座上，此時可通過磁針和套管系統的水平移動實現磁針和套管相對工作檯的移動。
[0105]圖3是上述採用本發明工作檯系統的用於提取生物活性物質的儀器的立體圖，其中顯不了包括其外殼和外殼上的機構的儀器。
[0106]圖示本發明的儀器的外殼具有頂板71、側板73、背板72和面板75。外殼通常為金屬材料例如不鏽鋼或鋁合金製成。本發明的儀器的正前方的面板上具有進樣窗76，用於放入和取出樣品。進樣窗具有用透明材料製成的艙門(未在附圖示出)。艙門可方便地向上或向左或右方向打開和關閉。外殼可具有觀察窗，供操作者觀察實驗進行的情況。在圖示本發明的優選實施例中，進樣窗和觀察窗為同一部件。[0107]圖示本發明的儀器的外殼具有用戶界面，例如與控制裝置連接的顯示屏74。
[0108]另外外殼還可具有與外部設備連接的外部設備接口，各種操控開關、按鍵或按鈕
坐寸ο
[0109]圖4是上述採用本發明工作檯系統的用於提取生物活性物質的儀器的主視圖。工作檯系統15具有載物面板67。可水平移動的工作檯的移動由設置於載物面板下方的工作檯移動驅動機構60控制，可以在水平方向移動。從而使得樣品處理區的容器能移動到套管的下方，套管能夠豎直插入和脫離樣品處理區中的容器，例如離心管，PCR板和深孔板等。所述驅動機構系統包括工作檯支架61，支架設於載物面板下方，用於支撐載物面板。移動軸62穿過支架61，在工作檯移動機構電機63帶動下支架可沿移動軸水平移動，從而使得載物面板能夠移動到需要的位置，即使得放置在載物面板上的容器的管或孔根據程序控制移動到套管下方。
[0110]圖5是上述採用本發明工作檯系統的用於磁棒法提取生物活性物質的儀器的剖面俯視圖。圖6a_6c為根據本發明優選實施例的工作檯的俯視圖，其中在載物面板上設置了容納樣品或試劑的容器。
[0111]如圖所示，工作檯系統15具有載物面板67，其上具有兩個樣品處理區66。每個樣品處理區66在其左右兩端具有兩個固定在載物面板67上的加熱槽:加熱槽一 64、加熱槽二 65。樣品處理區用於設置用於容納樣品或試劑的容器，如微量離心管、離心管，PCR微孔板、深孔板、微孔過濾板、管架等，所述容器可以是標準容器，例如ANSI/SBS標準的實驗器皿，也可以非標準容器。
[0112]PCR微孔板是適用於磁珠法的一種培養板。常見的PCR微孔板的板的外框的長為約127.76mm±0.25mm,寬為約85.48mm±0.25mm。常見的PCR微孔板的板的高度為約
14.35mm±0.76mm。例如，具有符合ANSI SBS1-42004標準的參數的96孔標準PCR微孔板。
[0113]深孔板是適用於磁珠法的另一種培養板，具有比PCR微孔板較深的孔。常見的深孔板的板的外框的長為約127.76mm±0.25mm,寬為約85.48mm±0.25mm。例如，具有符合ANSI SBS1-42004標準的參數的96孔標準深孔培養板。常見的深孔板的板的高度為約30-50mm,例如約 32mm 和 43_。
[0114]在圖示的本發明的優選實施例儀器中，工作檯具有兩組樣品處理區66，對應兩組磁針和套管。本發明的工作檯系統的每個樣品處理區66在其左右兩端具有兩個固定在載物面板67上的加熱工作區2，以及這兩個加熱工作區中間的非加熱工作區3。在本發明的一個方面，加熱工作區為加熱槽。在圖示的本發明的優選實施例儀器中，每組樣品處理區66分別包括固定在載物面板上的加熱槽一 64、加熱槽二 65和這兩個加熱槽中間的非加熱工作區3。
[0115]在本發明的 一種實施方式中，非加熱工作區3包括位於兩個加熱槽中的載物面板，用於放置容納樣品或試劑的容器，例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等標準深孔板，也可以放置非標準孔板，或單個、多個或單排離心管或離心管聯管，以及可放置所述離心管或離心管聯管的板等。非加熱工作區3可具有用於固定所述容納樣品或試劑的容器的定位裝置。在一種實施方式中，可以在非加熱工作區的前後側設置固定塊82，適於限定所述容納樣品或試劑的容器在載物平臺上的前後移動。前後固定塊的距離與所述容納樣品或試劑的容器例如深孔板和的長度寬度相同。固定塊內側上可具有彈簧。在另一種實施方式中，在非加熱工作區的前後側設置彈性夾，利用彈性形變在前後方向上壓緊培養板，限定其在載物平臺上的前後移動。
[0116]在本發明的一種實施方式中，非加熱工作區3具有用於放置容納樣品或試劑的容器，例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等標準深孔板，或是非標準板，或單個、多個或單排離心管或離心管聯管，以及可放置所述單個、多個或單排離心管或離心管聯管的板。
[0117]在本發明的其它實施方式中，非加熱工作區也可以具有穿孔或槽，穿孔或槽的數量、位置和尺寸可適於所述容納樣品或試劑的容器的孔的數量、位置和尺寸，使得所述容器可以插入所述穿孔或槽，達到固定所述容器的作用。
[0118]本發明的工作檯系統的每個樣品處理區66在其兩端設置有兩個固定在載物面板上的加熱工作區2。加熱工作區可設置用於容納樣品或試劑的容器，如微量離心管、離心管。加熱工作區可對所述容器進行加熱。在圖示的本發明的工作檯系統中，加熱工作區是可裝卸的加熱槽，分別為加熱槽一 64和加熱槽二 65。加熱槽可採用導熱的材料製備，例如不鏽鋼、鋁等金屬。加熱槽具有長方體槽體，其上以居中的方式設有用於安放樣品管的多個槽孔。槽孔的深度和孔徑與適於放置在加熱槽的槽孔的用於容納樣品或試劑的容器的高度和孔徑對應。在加熱槽的槽孔的用於容納樣品或試劑的容器的高度和孔徑可與在非加熱工作區放置的容器對應。在 本發明的一個方面，放置在加熱槽的槽孔的容器的孔徑具有與在非加熱工作區放置的容器的管或孔相同的孔徑。在本發明的一個方面，加熱槽和放置在加熱槽的槽孔的容器的設置使得所述容器插入槽孔後其管口距離載物面板上表面的高度與在非加熱工作區放置的容器的高度相同或相似，即使得放置在加熱槽的槽孔的容器的管口高度與非加熱工作區放置的容器的上表面基本水平。
[0119]加熱槽是可裝卸的，可以根據不同的處理對象更換具有不同數量槽孔和不同孔徑的加熱槽。例如，對應24孔和96孔PCR微孔板或深孔板可採用具有6個或12個槽孔的加熱槽。加熱槽可以通過例如設於槽體底部的加熱槽凸塊與載物面板上的凹槽配合。載物面板上的凹槽的長度、寬度和深度可以是固定的，由此可以固定設於槽體底部的凸塊的長度、寬度和高度，而只是改變槽體的長度和寬度，就可以獲得可用於同一載物面板的一系列具有不同半徑或數量的槽孔而適合用於不同應用對象的加熱槽。
[0120]加熱槽的設置可以高出載物面板表面，例如加熱槽槽體位於載物面板表面，加熱槽凸塊凸塊嵌入載物面板。加熱槽也可以都嵌入載物面板，例如加熱槽上表面與載物面板表面平行。
[0121]加熱槽的槽體可以通過各種常用的方式加熱。例如，可以在槽體的下半部分設置沿槽體長度方向穿過整個槽體的金屬制的加熱管，通過電熱作用使加熱管產生熱量，從而使整個槽體溫度上升，以對放置在槽體中的樣品管加熱。另外，例如可通過半導體溫控(或稱為電子溫控)方式。半導體溫控的工作運轉是用直流電流加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現加熱。槽體的溫度可以高達約200°C，常見的溫度範圍為約100-200°C，優選為約 120-180°C。
[0122]在本發明的其中一個方面，在加熱槽的周圍可設置隔熱塊，一方面可以防止操作人員接觸加熱槽而受到傷害，另一方面可以防止熱量傳導到非加熱工作區，影響非加熱工作區的容器中的反應的溫度條件，以及防止導致放置在非加熱工作區的容器中的溶液揮發，也影響容器中的反應條件。防熱塊可以由不導熱的材料例如橡膠或塑料製成。[0123]在本發明的一個方面，加熱槽的隔熱塊可用於限定放置在非加熱工作區3的容納樣品或試劑的容器的位置。例如，隔熱塊為中空的長方體，加熱槽可嵌入隔熱塊的中空部分。隔熱塊的邊框的厚度可設置為使得兩個加熱槽的隔熱塊之間的距離與對放置在非加熱工作區的容器(例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等標準深孔板或非標準板，或放置離心管或離心管聯管的板等)的寬度相同，由此限定所述容器的左右移動。
[0124]本發明的其中一個優點在於，非加熱工作區和其兩端的兩個加熱工作區的設置使得在加熱工作區和非加熱工作區中處理的樣品是有效地分離的。有效的分離是指，加熱工作區與非加熱工作區容納待處理樣品或試劑的區域在工作平臺上相距一定距離，以使得加熱工作區產生的熱量不會對在非加熱區處理的樣品產生有效的影響。在本發明的其中一個方面，加熱工作區(例如加熱槽)的設置可以使得兩個加熱工作區與最接近其的放置在非加熱工作區的或非加熱工作區具有的用於容納樣品或試劑的孔(例如設置在非加熱區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的最靠近加熱區的孔，或設置在非加熱區的離心管或離心管聯管中最靠近加熱區的孔等)的距離D大於約5mm,優選大於約IOmm,最優選大於約15mm。例如D為約5-60mm，優選約10_40mm，最優選約15_35mm。其中，術語「用於容納樣品或試劑的孔」是指用於容納樣品或試劑的容器中容納樣品或試劑的空穴，其可以是凹孔、井或槽的形式。「有效的影響」一般是指非加熱區處理的樣品由於加熱工作區產生的熱量導致影響反應的溫度上升和/或樣品蒸發引起的體積變化等。在現有技術中，對同一培養板的相鄰兩個(或兩排)樣品孔分別進行加熱和不加熱處理，這樣會造成不需要加熱的樣品孔中溫度的升高，從而導致生物樣品的提取效果變劣。[0125]在本發明的一個方面，兩個加熱區(例如加熱槽)之間的距離Dl大於90mm，優選大於105mm,最優選大於120mm。例如Dl為約90-160mm,優選約105-150mm,最優選約120-140mm。優選的，所述加熱區為加熱槽，兩個加熱槽的中心距離D2大於約110mm，優選大於約115mm,最優選大於約120mm。例如D2為約110-200mm,優選約115-180mm,最優選約120-160mmo
[0126]在本發明的一個方面，加熱區(例如加熱槽)與非加熱區具有的或設置在非加熱區的用於容納樣品或試劑的容器(例如設置在非加熱區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或設置在非加熱區的離心管或離心管聯管等)沒有接觸。優選的，加熱區(例如加熱槽)與放置在非加熱區的用於容納樣品或試劑的容器距離D3為大於約3mm，優選大於約10mm，最優選大於約15mm。例如D3為約3-60mm,優選約10-40mm,最優選約15_35mm。在本發明的其中一個方面，在加熱區和非加熱區之間還具有隔熱塊。
[0127]本發明的另外一個優點在於，由於在每個樣品處理區採用了兩個加熱區，可以在提取生物活性物質特別是核酸的最後一個步驟(通常是洗脫和溶解核酸步驟)方便地對樣品進行加熱，大大提高提純的效果。而且，由於第二個加熱區和非加熱區是分開的，在第二個加熱區的容器可獨立於非加熱區的容器地取出，便於進一步的處理。例如，當使用本發明的儀器和方法提取生物活性物質(例如核酸)時，在第二個加熱區的容器(例如離心管或微量離心管)用於洗脫和溶解所述生物活性物質(例如核酸)。這些容器(例如離心管或微量離心管)可獨立取出，便於自動化地進行移液等進一步處理。而現有技術中通常在同一培養板上進行洗脫和溶解所述生物活性物質，最後獲得的生物活性物質不便於進一步處理，而需要從該培養板上手動吸出，或是對整塊板進行操作。[0128]另外，在提取生物樣品的方法中，容納樣品和試劑的容器中液體的體積對提取效果的影響巨大，上述本發明的非加熱工作區和其兩端的兩個加熱工作區的設置，特別是第二個加熱區的設置，避免或大大減少了非加熱工作區的容器中的液體的揮發，保證了實驗的準確性和效果。
[0129]在本發明的一個方面，本發明的工作檯系統適用於24孔或96孔深孔板或PCR微孔板，例如符合ANSISBS1-42004標準的參數的96孔標準板。24孔板為4X6型，即具有4排每排6個孔。24孔板孔徑可為約18mm,板為長方形,其外框的長為約127.76mm±0.25mm,寬為約85.48mm±0.25mm。96孔板為8X 12型，即具有8排每排12個孔。96孔板孔徑可為約9mm,板為長方形，其外框的長為約127.76mm±0.25mm,寬為約85.48mm±0.25mm。
[0130]本發明的工作檯系統使得磁棒法提取儀能夠方便地用於處理單個或數個樣品，也可以處理大通量的樣品。 [0131]如圖6a_6c所不,在本發明的其中一個方面，在一個樣品處理區66中所述兩個固定在載物面板上的加熱工作區2 (例如加熱槽64，65)的設置使得在所述兩個加熱工作區之間可以水平放置一塊24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置離心管或離心管聯的板(其具有與24孔或96孔PCR微孔板或深孔板相同的長度和寬度)，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的長邊(即24孔板的每排6個孔的排列方向或96孔板的每排12個孔的排列方向)與加熱工作區(例如加熱槽)平行。優選的，所述PCR微孔板或深孔板居中設置在兩個加熱工作區之間。優選的，所述PCR微孔板或深孔板為標準深孔板，例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004標準的參數的96孔標準板，其外框的長為127.76mm±0.25mm,寬為85.48mm±0.25mm。為了滿足加熱工作區和非加熱區處理樣品的區域在工作平臺上相距一定距離，以使得加熱工作區處理樣品產生的熱量不會對在非加熱區處理的樣品產生有效的影響，其中兩個加熱區(例如加熱槽)與最接近其的非加熱區的用於放置容器的孔(例如設置在非加熱區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板中最靠近加熱槽的孔)的距離D大於5mm，優選大於IOmm,最優選大於15mm。例如D為約5-60mm,優選約10-40mm,最優選約15_35mm。在本發明的一個實施方式中，兩個固定在載物面板上的加熱工作區為加熱槽，兩個加熱槽的距離Dl大於90mm,優選大於105mm,最優選大於120mm。例如Dl為約90-160mm,優選約105-150mm,最優選約120_140mm。兩個加熱槽的中心的距離D2大於IlOmm,優選大於120mm,最優選大於130mm。例如D2為約110-200mm，優選約115_180mm，最優選約120-160mm。在本發明的又一個優選實施方式中，在加熱槽外設置隔熱塊，隔熱塊為中空的長方體，加熱槽可嵌入隔熱塊的中空部分。隔熱塊的邊框的厚度可設置為使得兩個隔熱塊之間的距離與放置在非加熱工作區的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的寬度相同。在本發明的又一個優選實施方式中，所述PCR微孔板或深孔板或板的邊框與其相距較近的加熱工作區(例如加熱槽)的距離D3為約5-20mm,優選大於約5mm,最優選為大於約10mm。
[0132]磁棒法提取生物活性物質，例如提取核酸的方法通常包括以下步驟:a)通過將樣品與裂解液(lysis buffer)和/或蛋白酶K接觸,在約50_60°C下溫育,裂解生物樣品；b)加入磁珠，在使用前充分混勻磁珠；c)加入結合液(binding buffer),靜置；d)分別用洗漆液 I (wash buffer I)、洗漆液 II (wash buffer II)和洗漆液 III (wash buffer III)洗漆三次；e)用洗脫液(elution buffer)洗脫核酸。
[0133]在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，結合液可在步驟a)加入到裂解液中，即步驟C)是可以合併到步驟a)的。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，在步驟b)和d)之間具有入核酸助沉劑(Acryl Carrier)的步驟。
[0134]其中的試劑,如裂解液(lysis buffer)、結合液(binding buffer)、洗漆液1-1II(wash buffer)和洗脫液(elution buffer)可事先放置/封存在容器中，也可在進行提取前加入。磁珠通常需要在使用前對容納磁珠的容器進行離心，以使磁珠充分混勻或集中在該容器底部。
[0135]在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸時，可以在放置在工作檯上的容器(例如離心管、深孔板等)加入生物樣品和/或試劑，然後通過套管在容器中的上下移動或振動，可以對容器中的試劑和樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應。另外可以通過將套管和磁針同時插入容器，由此令套管外產生磁場，從而實現套管對容器內溶液中的磁珠或帶磁珠的生物樣品的吸附。在磁針離開套管時，套管外磁場消失，從而實現磁珠或帶磁珠的生物樣品脫離套管，即釋放磁珠或帶磁珠的生物樣品。由此可以通過套管和磁針在不同容器中移動，達到轉移磁珠或帶磁珠的生物樣品的目的。
[0136]在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸的方法中，通常包括以下步驟:a)通過將樣品加入容納裂解液(lysis buffer)的容器a,在約50_60°C下溫育；b)通過磁針和套管將磁珠從容納磁珠的容器b中將磁珠吸附和轉移到上述容器a，任選的，在使用離心容納磁珠的容器；c)任選的，通過磁針和套管將容器a中的磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納結合液(binding buffer)的容器c ;d)將上述磁珠或結合磁珠的樣品依次吸附和轉移到容納洗漆液I (wash buffer I)、洗漆液II (wash buffer II)和洗滌液III (wash buffer III)的容器dl，容器d2和容器d3; e)將經過步驟d)中的磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納洗脫液(elution buffer)的容器e,約50_60°C下溫育。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，結合液可在步驟a)加入到裂解液中，即步驟c)是可以合併到步驟a )的。在用於某些生物材料(例如病毒)中提取核酸時，步驟b)和d )之間具有將磁珠或結合磁珠的樣品吸附和轉移到容納核酸助沉劑(AcryI Carri er )的容器的步驟。
[0137]在本發明的其中一種利用本發明的儀器或工作檯系統通過磁棒法提取核酸的儀器和方法中，其用於處理大通量的樣品。
[0138]如圖6a所示，在本發明的其中一個方面，前述本發明的工作檯系統中，載物面板具有兩個樣品處理區66，每個樣品處理區的左右兩端固定有兩個加熱槽64和65，兩個加熱槽的距離Dl約120-140_。兩個加熱槽的中心的距離D2約130-150mm。每個加熱槽具有6個槽孔，在所述兩個加熱槽中間居中水平設置一塊24孔深孔板83。其中所述深孔板的長邊(即24孔深孔板的每排6個孔的排列方向)與加熱槽平行，每個加熱槽的6個槽孔分別與24孔標準深孔板的6個橫排(即每排4個孔的排)在一條直線上。深孔板可居中設置在兩個加熱槽之間。加熱槽外具有隔熱塊81，隔熱塊為中空的長方體，加熱槽嵌入隔熱塊的中空部分。隔熱塊的邊框的厚度設置為與24孔深孔板的長邊和加熱槽之間的距離相等，即兩個加熱槽的隔熱塊之間的距離D2與所述24孔深孔板的寬度相同。24孔深孔板的上下兩側被設置在載物面板上的固定塊82限制。在加熱槽的槽孔可放置離心管，所述離心管可為圓柱形。所述離心管孔徑可與所述標準24孔的孔徑相同或相似。在採用前本述發明的工作檯系統通過磁棒法提取核酸的方法中，可以在加熱槽一的離心管容納裂解液；在24孔深孔板的3個豎排(即每排6個孔的排)中可依次容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III ;任選的，還可以在24孔深孔板的一個豎排中容納磁珠或結合液或核酸助沉劑；以及在加熱槽二的離心管容納洗脫液。加熱槽一的試劑的溫度可以設為約50-60°C，加熱槽二的試劑的溫度可以設為約50-60°C。對應的，採用上述本發明的工作檯系統的生物活性物質提取儀的磁棒和套管系統的兩個支架臂上各裝配6套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先將樣品加入加熱槽一的離心管(即容納裂解液的離心管)。在程序控制下，磁棒和/或套管依次插入和離開容納裂解液、洗滌液1、洗滌液I1、洗滌液III和洗脫液的容器中，完成生物活性物質例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和離開容納裂解液的容器之前還可以包括插入和離開容納磁珠的容器的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納結合液的容器的步驟。
[0139]在本發明的一個方面，上述容納試劑的孔可以密封，即密封容納前述試劑。優選的，前述24孔深孔板為符合ANSISBS標準的參數的24孔標準深孔培養板，其外框的長為127.76mm±0.25mm,寬為85.48mm±0.25mm,孔徑為約18mm。在本發明的一個方面，所述加熱槽的槽孔適於插入孔徑為約18mm的離心管。在本發明的一個方面，所述離心管和加熱槽的設置使得離心管插入槽孔後其管口距離載物面板上表面的高度與所述深孔板的高度相同或相似，即使得離心管的管口高度與深孔板的上表面基本水平。
[0140]如圖6b所示，在本發明的其中一個方面，前述本發明的工作檯系統中，載物面板具有兩個樣品處理區66，每個樣品處理區的左右兩端固定有兩個加熱槽64和65，兩個加熱槽的距離Dl約120-140_。兩個加熱槽的中心的距離D2約130-150mm。每個加熱槽具有12個槽孔，在所述兩個加熱槽中間居中水平設置一塊96孔深孔板84。其中所述深孔板的長邊(即96孔深孔板的每排12個孔的排列方向)與加熱槽平行，每個加熱槽的12個槽孔分別與96孔深孔板的12個橫排(即每排8個孔的排)在一條直線上。深孔板可居中設置在兩個加熱槽之間。加熱槽外具有隔熱塊81，隔熱塊為中空的長方體，加熱槽嵌入隔熱塊的中空部分。隔熱塊的邊框 的厚度設置為與96孔深孔板的長邊和加熱槽之間的距離相等，即兩個加熱槽的隔熱塊之間的距離與所述96孔深孔板的寬度相同。96孔深孔板的上下兩側被設置在載物面板上的固定塊82限制。在加熱槽的槽孔可放置離心管，所述離心管為圓柱形。孔徑可與所述標準96孔的孔徑相同或相似。在採用前本述發明的工作檯系統通過磁棒法提取核酸的方法中，可以在加熱槽一的離心管容納裂解液；在96孔深孔板的3個豎排(即每排12個孔的排)中可依次容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III ;任選的，還可以在96孔深孔板的豎排中容納磁珠和/或結合液和/或核酸助沉劑；以及在加熱槽二的離心管容納洗脫液。加熱槽一的試劑的溫度可以設為約50-60°C，加熱槽二的試劑的溫度可以設為約50-60°C。對應的，採用上述本發明的工作檯系統的生物活性物質提取儀的磁棒和套管系統的兩個支架臂上各裝配12套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先將樣品加入加熱槽一的離心管(即容納裂解液的離心管)。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和離開容納裂解液、洗滌液1、洗滌液I1、洗滌液III和洗脫液的容器中，完成生物活性物質例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和離開容納裂解液的容器之前還可以包括插入和離開容納磁珠的容器的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納結合液的容器的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納核酸助沉劑的容器的步驟。[0141]在本發明的一個方面，上述容納試劑的孔可以密封，即密封容納前述試劑。優選的，前述96孔深孔板為符合ANSISBS標準的參數的96孔標準深孔培養板，其外框的長為127.76mm±0.25mm,寬為85.48mm±0.25mm,孔徑為約9mm。在本發明的一個方面，所述加熱槽的槽孔適於插入孔徑為約9mm的離心管。在本發明的一個方面，所述離心管和加熱槽的設置使得離心管插入槽孔後其管口距離載物面板上表面的高度與所述深孔板的高度相同或相似，即使得離心管的管口高度與深孔板的上表面基本水平。
[0142]上述本發明的設備和方法也可以用於處理單個或數個樣品。
[0143]在本發明的其中一種利用本發明的工作檯系統通過磁棒法提取核酸的方法中，其工作實施方式用於處理單個或少數幾個樣品(通常為少於6個)。
[0144]如圖6c所示，在本發明的其中一個方面，採用本發明的工作檯系統和方法處理I個至5個樣品。對應的，在前述本發明的工作檯系統中，載物面板具有兩個樣品處理區，每個樣品處理區的兩端固定有兩個加熱槽64和65,兩個加熱槽的距離Dl約120-140mmm。兩個加熱槽的中心的距離D2約130-150mm。每個加熱槽具有5個槽孔。在所述兩個加熱槽之間設置一至五個四聯管86，所述四聯管上有4個離心管。每個四聯管的4個離心管與兩個加熱槽的對應的槽孔在一條直線上。所述四聯管可固定在放置在載物面板的離心管架85上。所述離心管架85可為具有供所述一個或多個四聯管插入的槽或孔的平板。優選的，所述離心管架具有與符合ANSISBS12004和ANSISBS22004標準的參數的96孔標準深孔培養板同樣的長度和寬度，即長為127.76mm±0.25mm,寬為85.48mm±0.25mm。由此,在非加熱工作區的前後側設置的適用於固定所述標準深孔培養板的固定塊82也可用於固定所述離心管架。所述四聯管也可固定在載物面板的槽或孔中。加熱槽二外可具有隔熱塊，隔熱塊為中空的長方體，加熱槽嵌入隔熱塊的中空部分。隔熱塊的邊框的厚度可設置為與放置所述四聯管的離心管架和加熱槽之間的距離相等。在加熱槽的槽孔可放置離心管，所述離心管為圓柱形，孔徑可與所述四聯管的孔徑相似。另外，在加熱槽一的每個槽孔與對應的四聯管之間還可設置一個磁珠離心管87，其可用於封裝磁珠。磁珠離心管可方便地取出，以便在提前生物活性物質的步驟開始之前進行震蕩和/或離心，達到反應前充分混勻磁珠的目的。所述磁珠離心管可固定在前述用於固定四聯管的離心管架上，也可固定在載物面板的槽或孔中。
[0145]在採用前本述發明的工作檯系統通過磁棒法提取核酸的方法中，可以在加熱槽一的離心管容納裂解液；在四聯管的3個孔中可依次容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III ；任選的，還可以在四聯管的一個孔中容納結合液和/或核酸助沉劑；以及在加熱槽二的離心管容納洗脫液。任選的，還可以在所述磁珠離心管中容納磁珠。加熱槽一的試劑的溫度可以設為約50-60°C，加熱槽二的試劑的溫度可以設為約50-60°C。對應的，採用上述本發明的工作檯系統的生物活性物質提取儀的磁棒和套管系統的兩個支架臂上各裝配I至5套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先將樣品加入加熱槽一的離心管(即容納裂解液的離心管)。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和離開容納裂解液、洗滌液1、洗滌液I1、洗滌液III和洗脫液的容器中，完成生物活性物質例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和離開容納裂解液的容器之前還可以包括插入和離開磁珠離心管的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開磁珠離心管之前還可以包括將磁珠離心管離心的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納結合液的容器的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納核酸助沉劑的容器的步驟。加熱槽一的試劑的溫度可以設為約50-60°C，加熱槽二的試劑的溫度可以設為約50-60。。。
[0146]在本發明的一個方面，上述容納試劑的孔可以密封，即密封容納前述試劑。
[0147]在本發明的其中一個方面，所述四聯管和固定所述四聯管的離心管架或載物面板的槽或孔的設置使得四聯管管口距離載物面板上表面的高度與前述標準深孔板的高度相同或相似，即使得四聯管的離心管的管口高度與標準深孔板水平置於載物面板時的上表面基本水平。在本發明的又一個方面，在加熱槽一的每個槽孔與對應的四聯管之間還設置一個磁珠離心管，所述磁珠離心管的孔徑與四聯管的相同或相似。優選的，所述磁珠離心管和固定所述磁珠離心管的離心管架或載物面板的槽或孔的設置使得磁珠離心管管口距離載物面板上表面的高度與前述標準深孔板的高度相同或相似，即使得磁珠離心管的管口高度與標準深孔板水平置於載物面板時的上表面基本水平。
[0148]在本發明的其中一個方面，在前述本發明的工作檯系統中，在加熱槽一的槽孔設置裂解液離心管88。在加熱槽二的槽孔設置洗脫液離心管89。在加熱槽一的每個槽孔與對應的四聯管之間還可設置一個磁珠離心管87，其可用於封裝磁珠。磁珠離心管可方便地取出，以便在提前生物活性物質的步驟開始之前進行震蕩和/或離心，達到反應前充分混勻磁珠的目的。
[0149]在採用前本述發明的工作檯系統通過磁棒法提取核酸的方法中，可以在加熱槽一的裂解液離心管容納裂解液；在四聯管的3個孔中可依次容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III ;任選的，還可以在四聯管的一個孔中容納結合液和/或核酸助沉劑；以及在加熱槽二的洗脫離心管容納洗脫液。任選的，還可以在所述磁珠離心管中容納磁珠。加熱槽一的試劑的溫度可以設為約50-60°C，加熱槽二的試劑的溫度可以設為約50-60°C。
[0150]對應的，採用上述本發明的工作檯系統的生物活性物質提取儀的磁棒和套管系統的兩個支架臂上各裝配I至5套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先將樣品加入加熱槽一的裂解液離心管。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和離開容納裂解液、洗滌液1、洗滌液
I1、洗滌液III和洗脫液的容器中，完成生物活性物質例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和離開容納裂解液的容器之前還可以包括插入和離開磁珠離心管的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開磁珠離心管之前還可以包括將磁珠離心管離心的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納結合液的容器的步驟。在磁棒和/或套管插入和離開容納洗滌液I的容器之前還可以包括插入和離開容納核酸助沉劑的容器的步驟。
[0151]本發明的工作檯系統的設計使得核酸提取儀的自動化進一步提高，並且能夠同時適用各種標準培養板，以及同時可以用於個別或大通量核酸提取的需要。
[0152]本發明的儀器還可具有局部氣流產生系統。通過採用產生局部氣流來改善磁棒法提取生物活性物質的 微環境，從而有效降低氣溶膠在磁棒法提取時導致的汙染。在採用磁棒法的生物活性物質提取儀中，套管與容納樣品或試劑的容器中的液體接觸，有機會生成氣溶膠。在本發明中，所述微環境優選配置為在生物活性物質提取儀中開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生水平流動的局部氣流，使得套管與容器中的液體接觸產生的氣溶膠從容器開口釋放後進行水平移動，從而防止帶有生物樣品的氣溶膠漂移到其它容器中導致汙染。本發明的方法和儀器特別適用於提取核酸。
[0153]如圖3和4所示，本發明的儀器外殼的兩個側板具有水平對稱的開孔，形成氣流產生系統的氣流通道。開孔設置的高度使得通過這兩個開孔的水平流動的氣流可通過開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域。可根據採用的容器以及所述容器在樣品處理區上的放置方式決定開孔的高度。開孔的高度可以設置為開孔底部與放置在樣品處理區上的容器的頂部相同或略低於所述頂部。為了兼容各種容器，開孔的高度可以設置為開孔底部與放置在樣品處理區上的高度最低的容器的頂部相同或略低於所述頂部。在本發明的一個方面，開孔的底部比載物面板的上表面高約0-50mm,優選最優選約5_10mm。[0154]在本發明的一個方面，載物面板上的非加熱工作區用於設置PCR微孔板，所述PCR微孔板可平放在載物面板上，其高度通常為約10-20mm，優選約13_16mm。在本發明的一個發明，載物面板上的非加熱工作區用於設置深孔板，所述深孔板可平放在載物面板上，其高度通常為約30-50mm,優選38-45mm,最優選約40_43mm。另外,載物面板上的加熱工作區為加熱槽，在加熱槽中放置的容器為離心管或微量離心管，放置在加熱槽的槽孔中。所述離心管和加熱槽的設置使得離心管插入槽孔後其管口距離載物面板上表面的高度與所述PCR微孔板或深孔板的高度相同或相似，即使得離心管的管口高度與所述PCR微孔板或深孔板的上表面基本水平。例如，在如圖所示的本發明實施方式中，加熱槽比載物面板高約10mm，如果非加熱區的容器為PCR微孔板，則放置在加熱槽的離心管頂部比加熱槽頂部高約1-1Omm,優選約3_6mm,最優選為4.35mm±0.76mm。如果非加熱區的容器為板高為30_50mm的深孔板，則放置在加熱槽的離心管頂部比加熱槽頂部高約20-40mm。為了兼容各種容器，開孔的高度可以設置為開孔底部與放置在樣品處理區上的高度最低的容器的頂部相同或略低於所述頂部。由此，可設置開孔的底部比載物面板的上表面高約0-15mm，優選3-15mm，最優選約5-10mm。
[0155]開孔可以為氣孔區56。氣孔區56可為長方形。長方形氣孔區的長度(即氣孔區的水平長度)與放置在樣品處理區上的容器相適應。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的長度設置為與支架臂的長度相同或相近。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的長度設置為與24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004標準的參數的96孔標準板)的長邊相等或大於所述長邊，優選的，所述長方形氣孔區的長度大於約127.76mm，例如為約127_140mm，優選為約128_135mm。長方形氣孔區的寬度(即所述氣孔區的垂直長度)適於形成水平流動的局部氣流，並能兼顧各種高度的放置在樣品處理區上的容器的高度。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的寬度設置為約30-80_，優選為約40-70mm,最優選為約50_65mm。長方形氣孔區的底部距離載物面板上表面的高度與放置在樣品處理區上的容器的頂部相同或略低於所述頂部。例如，設置開孔區的底部比載物面板高約5_15mm,優選5_10mm。
[0156]在本發明的其它實施方式中，可以通過在側板設置可上下移動的開孔來調整開孔的高度，使得通過這兩個開孔的水平流動的氣流可通過開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域。
[0157]在本發明的其它實施方式中，可以通過在設置可上下移動的工作平臺系統，使得載物面板可以調整高度，使得放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域與通過兩個開孔的水平位置相同或相似。[0158]在本發明的其中一種實施方式中，側板73包括外側板731和內側板732。
[0159]在外側板可開設圓形開孔，適於安裝風扇。
[0160]內側板的開孔為長方形氣孔區56。長方形氣孔區的長度(即氣孔區的水平長度)與放置在樣品處理區上的容器相適應。在本發明的其中一種實施方式中，長方形氣孔區的長度設置為與24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004標準的參數的96孔標準板)的長邊相等或大於所述長邊，例如為約127-140_，優選為約128-135_。長方形氣孔區的寬度設置為40-70mm，最優選為約50_65mm。長方形氣孔區的底部距離載物面板上表面的高度與放置在樣品處理區上的容器的頂部相同或略低於所述頂部。在如圖所示的本發明實施方式中，設置開孔的底部比載物面板的上表面高約0-15mm，優選3-lOmm，最優選5-10mmo
[0161]在本發明的另一種實施方式中，在儀器外殼側板開孔的外側設置導管(圖上未示出)。所述導管的一端與外側板上的開孔的外緣密封性連接，另一端與指定位置連接。在本發明的一種實施方式中，連接出氣的開孔的導管的一端與所述開孔連接，另一端開口設置在指定區域，例如與儀器所在房間隔離的房間，從儀器內部流出的氣體只能沿導管進入指定區域，由此保證儀器內 的生物物質例如核酸不會對儀器所在房間造成汙染。在本發明的一種實施方式中，連接進氣的開孔的導管的一端與所述開孔連接，另一端開口在儀器所在房間隔離的房間或提供無汙染氣體的區域，由此，由此保證進入儀器內部或儀器所在房間的氣體沒有受到其它生物物質的汙染。
[0162]圖示本發明的儀器的外殼外側板的兩個開孔內都設置風扇。風扇放置在外側板的開孔內。其中一個風扇為進氣風扇50，放置在外側板731的開孔內，內側板設置氣孔56。進氣風扇50產生的氣流為從儀器外部進入儀器內部。另一個風扇為抽氣風扇53,產生的氣流為從儀器內部進入儀器外部。風扇被設置為產生水平流動的氣流。
[0163]在本發明的另一實施方式中，可以只有進氣風扇或抽氣風扇。
[0164]本發明儀器的氣流產生系統的氣流源也可以為氣壓差產生系統，例如在出氣開孔外設置的產生負壓的機構。
[0165]圖示本發明的儀器中，在進氣風扇50的外側設置濾網柵一 51，濾網柵一 51外側設置網濾罩一 52。另外，在出氣風扇53的外側設置濾網柵二 54，濾網柵二 54外側設置網濾罩二 55。本發明採用的濾網柵可以為生化過濾網，過濾棉，生化氈，塑料過濾網等。本發明採用的濾網柵的篩孔尺寸通常為大於或等於0.045_。所述濾網柵的濾網目數為小於或等於325目。濾網目數一般定義是指在I英寸*1英寸的面積內有多少個網孔數，即篩網的網孔數，物料能通過該網孔即定義為多少目數。如200目，就是該物料能通過I英寸*1英寸內有200個網孔的篩網。濾網柵一可以防止外界空氣未經過濾進入儀器，避免進入儀器內部或儀器所在房間的氣體受到灰塵和/或其它生物物質的汙染。濾網柵二可以防止儀器內空氣未經過濾溢出儀器，也可防止對儀器所在房間的氣體造成汙染。
[0166]本發明中氣流產生系統產生的水平通過樣品處理區上容器的開口的上部區域的局部氣流的速度為約0.3-0.8米/秒，優選約0.4-0.7米/秒，最優選約0.45-0.5米/秒。
[0167]在採用磁棒法的生物活性物質提取儀中，套管與容納樣品或試劑的容器中的液體接觸，有機會生成帶有生物樣品的氣溶膠。所述局部氣流有助於防止套管與放置在樣品處理區上的容器內的樣品或試劑(通常為液體)接觸產生的氣溶膠在溢出容器後漂移到其它容器中導致汙染。
[0168]在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸時，包括套管和/或磁針在放置在樣品處理區上的容器內振動從而對容器中的試劑和/或樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應的步驟。在本發明的一個方面，在套管和/或磁針在容器內振動時，通過上述局部氣流產生系統在開口向上放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生水平流動的局部氣流。在使用本發明的儀器進行提取生物活性物質，例如提取核酸時，包括套管和/或磁針升高和離開放置在樣品處理區上的容器，從而實現轉移磁珠或結合磁珠的生物物質的步驟。在本發明的一個方面，在套管和/或磁針升高和離開放置在樣品處理區上的容器時，上述局部氣流產生系統停止產生水平流動的氣流。
[0169]在本發明中，所述氣流產生系統還具有控制系統，用於控制所述局部氣流的產生與否和產生的氣流的速度。在本方面的一個方面，所述控制系統可在套管和/或磁針升高和離開放置在樣品處理區上的容器時，使得局部氣流產生系統停止產生水平流動的氣流。在本方面的另一個方面，所述控制系統可以控制氣流源，例如風扇，產生的氣流的速度。
[0170]如圖所示，所述用於提取生物活性物質的儀器具有磁針7和磁針移動機構48。磁針移動機構48包括磁針支架8和磁針上升機構33。
[0171]磁針支架8包括磁針支架端塊9和磁針支架臂34。磁針可拆卸地固定在磁針支架臂上。在圖示本發明的優選實施例的用於提取生物活性物質的儀器中，磁針支架具有兩條平行設置的磁針支架臂。磁針支架也可以只有一條磁針支架臂，也可以是超過兩條。每個磁針支架臂可固定的磁針的數量可根據需要調整，通常每組為1-12根磁針，常見的為4根、6根或12根磁針。在另一個實施例，磁針支架臂可固定磁針組，每個磁針組具有多排磁針，例如對應培養板的24個磁針(排列形式為4X6)，96個磁針(排列形式為8 X 12)等。在本實施例中，磁針的底部具 有永磁體，由此帶有磁性。在本發明的其它實施方式中，磁針也可通過電磁作用產生磁性。
[0172]磁針上升機構包括磁針推動端塊17，電機12，絲槓二 32和螺母傳動副，電機通過絲槓和螺母傳動副帶動推動端塊17向上運動。磁針推動端塊17設置在磁針支架端塊9下方。磁針推動端塊可與磁針支架端塊接觸。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動推動端塊向上運動時，磁針推動端塊與磁針支架端塊接觸，並推動磁針支架端塊向上運動，從而推動磁針支架向上運動。
[0173]所述用於提取生物活性物質的儀器還具有套管4和套管移動機構16。套管移動機構包括套管支架6和套管升降機構18。套管支架包括套管支架端塊35和套管支架臂5。在圖示本發明的優選實施例的用於提取生物活性物質的儀器中，套管支架具有兩條平行設置的套管支架臂。套管支架也可以只有一條套管支架臂，也可以是超過兩條。套管可拆卸地固定在套管支架臂上。每個套管支架臂可固定的套管的數量可根據需要調整。套管的數量可根據需要調整，通常每組為1-12根套管。常見的為4根、6根或12根套管。在另一個實施例，套管支架臂可固定套管組，每個套管組具有多排套管，例如對應培養板的24個套管(排列形式為4X6)，96個套管(排列形式為8X 12)等。
[0174]套管升降機構包括套管升降端塊36，電機11，絲槓一 31和螺母傳動副。電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向上或向下運動。套管升降端塊設置在套管支架端塊下方。套管升降端塊可與套管支架端塊的接觸。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向上運動時，套管升降端塊可與套管支架端塊接觸，並推動套管支架端塊向上運動，從而推動套管支架向上運動。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向下運動時，套管支架端塊根據重力作用與套管升降端塊同步向下運動，從而帶動套管支架向下運動。
[0175]套管升降端塊36與套管支架端塊35是可分離的，由此實現套管的振動與上下移動可獨立地由不同機構操控。
[0176]套管升降端塊設置於套管支架端塊35下方。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向上運動時，推動套管支架向上運動。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向下運動時，套管支架端塊根據重力作用與套管升降端塊同步向下運動，從而帶動套管支架向下運動。
[0177]在圖示本發明的優選實施例的用於提取生物活性物質的儀器中，套管支架端塊下方設置套管振動推桿26,其與振動機構連接,傳導振動。
[0178]在圖示本發明的優選實施例的用於提取生物活性物質的儀器中，套管升降端塊設置在套管支架端塊下方，其上表面的長度和寬度與套管支架端塊的下表面相同，可以對套管升降端塊起支撐和推動作用。在套管升降端塊中間具有空腔。套管振動推桿也設置在套管支架端塊下方，其上表面長度與寬度比套管支架端塊的下表面小。在套管升降端塊中間具有空腔，可讓套管振動推桿穿過，套管振動推桿的上端與套管支架端塊接觸，下端與設置在套管移動機構下方的振動機構接觸。
[0179]在本發明的一個方面，磁針推動端塊17與磁針支架端塊9是可分離的。磁針推動端塊與磁針支架端塊的一側接觸。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動推動端塊向上運動時，通過磁針支架端塊推動磁針支架向上運動。這樣可以使磁針向上從套管中脫離。磁針支架的向下運動是根據重力作用。本發明的儀器的磁針推動端塊與磁針支架是可分離的，這種設計可以實現磁針端頭與套管底部的充分密切接觸，簡化了對電控部分的要求，防止磁針衝擊套管底部的現象發生。
[0180]圖7a示出所述儀器在磁針插入套管時的工作狀態。磁針4插入套管，其底端與套管的底部接觸。此時磁針推動端塊17與磁針支架端塊9分離，磁針支架8由套管支架6支撐並隨套管支架一同運動。另一種實施方式是磁針4插入套管，到達預定的最接近套管的底部的位置，此時磁針推動端塊17與磁針支架端塊9分離，磁針支架由套管支架支撐並隨套管支架一同運動。預定的磁針底端到達最接近套管底部的位置可由套管支架6和磁針支架8的設置來限定，例如設置為磁針支架臂與套管支架臂接觸，或磁針支架臂與套管支架臂上設置的凸件接觸，所述凸件可為緩衝材料製備。
[0181]圖7b示出套管與磁針分離的工作狀態。磁針推動端塊17與磁針支架端塊9的一側接觸。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動磁針推動端塊向上運動時，通過磁針支架端塊推動磁針支架向上運動，磁針與套管分離。
[0182]另外，套管升降端塊35與套管支架端塊36接觸，電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向上運 動時，推動套管支架向上運動。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向下運動時，套管支架在重力作用下隨套管升降端塊向下運動。
[0183]當需要套管通過振動從而洗脫套管外吸附的磁珠或帶磁珠的生物樣品時，磁針支架端塊推動磁針支架向上運動，套管與磁針分離。套管升降端塊與套管支架端塊脫離接觸。套管支架在振動機構作用下發生振動。
[0184]當需要套管插入或樣品區的離心管或深孔板的孔時，套管升降端塊35與套管支架端塊36接觸，電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向上運動時，推動套管支架向上運動離開樣品區。當電機通過絲槓和螺母傳動副帶動套管升降端塊向下運動時，套管支架在重力作用下隨套管升降端塊向下運動，插入樣品區。
[0185]另外，如圖所示，所述磁針移動機構和套管移動機構設置在機構平臺14上，由機構支架13支撐。
[0186]磁針支架端塊9、套管升降端塊36和套管支架端塊35的兩側具有穿孔，兩條豎直設置在機構平臺上的光軸10穿過所述磁針支架端塊9、套管升降端塊36和套管支架端塊35的穿孔，對磁針支架端塊、套管升降端塊和套管支架端塊起限定和固定作用。磁針推動端塊的兩側也具有穿孔，由另兩條光軸穿過。
[0187]本發明的用於提取生物活性物質的儀器具有振動機構，所述振動機構能夠產生振動，使得套管移動機構帶動套管進行上下振動。本發明的提取生物活性物質的儀器的套管可以高達20Hz的頻率進行上下振動。如圖8所示，本發明的驅動機構包括直線型的槓桿臂22，移動支架23，移動支點軸37，驅動移動支架水平移動的驅動機構24，與套管升降機構的套管振動推桿26接觸而傳導振動的振動輪25，以及偏心輪21和偏心輪驅動電機20。槓桿臂為直線型，具有與其上緣和下緣平行的中空槽。移動支點軸穿過中空槽，在移動支架驅動機構驅動下可沿槓桿臂方向在中空槽內移動，形成槓桿的移動支點。與套管升降機構的套管振動推桿26接觸而傳導振動的振動輪25和偏心輪分別位於移動支點的兩側。偏心輪與槓桿臂接觸，偏心輪轉動時，引起在支點的偏心輪一側的槓桿臂(動力臂)發生位移，支點的另一側的槓桿臂(阻力臂)和振動輪則同步進行相反方向的位移，即槓桿臂發生圍繞支點的轉動。偏心輪的轉動令 振動輪發生振動，從而使得套管移動機構帶動套管進行上下振動。也即，本發明的用於提取生物活性物質的儀器的振動機構中，由偏心機構(實施例中為偏心輪)產生振動，控制頻率的快慢。移動支點在槓桿臂上的位置的移動可控制振幅的大小，也可和偏心輪的轉動方式一起控制振幅的大小。
[0188]雖然關於本發明的示例實施例及其優點已經詳細說明，應當理解在不脫離本發明的精神和所附權利要求限定的保護範圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變化、替換和修改。對於其他例子，本領域的普通技術人員應當容易理解在保持本發明保護範圍內的同時，工藝步驟的次序可以變化。
[0189]此外，本發明的應用範圍不局限於說明書中描述的特定實施例的工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法及步驟。從本發明的公開內容，作為本領域的普通技術人員將容易地理解，對於目前已存在或者以後即將開發出的工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法或步驟，其中它們執行與本發明描述的對應實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結果，依照本發明可以對它們進行應用。因此，本發明所附權利要求旨在將這些工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法或步驟包含在其保護範圍內。
【權利要求】
1.一種用於生物活性物質提取儀的工作檯系統，其具有載物面板(67)，所述載物面板上具有至少一組樣品處理區(66)，每組所述樣品處理區具有兩個固定在所述載物面板上的加熱工作區(2)和所述兩個加熱工作區中間的非加熱工作區(3)， 例如，所述加熱工作區為加熱槽，每組樣品處理區具有固定在載物面板上的加熱槽一(64)、加熱槽二(65)和這兩個加熱槽中間的非加熱工作區(3)，所述非加熱工作區可具有或設置容納樣品或試劑的容器。 優選的，其中所述容納樣品或試劑的容器為24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等標準深孔板，非標準孔板，離心管或離心管聯管，或可放置所述離心管或離心管聯管的板。
2.權利要求1的工作檯系統，其中所述加熱工作區是可裝卸的加熱槽，其具有長方體槽體，其上設有用於安放樣品管的多個槽孔，優選的，其中槽體溫度範圍為約100-200°C，優選為約 120-180°C。
3.權利要求1或2的工作檯系統，其中所述加熱工作區和非加熱工作區是有效地分離的，有效的分離是指，加熱工作區與非加熱工作區容納待處理樣品或試劑的區域在工作平臺上相距一定距離，以使得加熱工作區產生的熱量不會對在非加熱區處理的樣品產生有效的影響。
4.權利要求1-3中任一項的工作檯系統，其中加熱工作區與最接近其的放置在非加熱工作區的或非加熱工作區具有的用於容納樣品或試劑的孔的距離D大於5_，優選大於IOmm,最優選大於15mm。
5.權利要求1-4中任一項的工作檯系統，其中兩個加熱區(例如加熱槽)之間的距離Dl大於90mm,優選大於105mm,最優選大於120mm,例如Dl為約90-160mm,優選約105-150mm,最優選約120-140mm, 任選的，兩個加熱槽的中心的距離D2大於IlOmm,優選大於120mm,最優選大於130mm,例如D2為約110-200mm，優選約115_180mm，最優選約120_160mm， 更優選的，其中加熱區(例如加熱槽)與放置在非加熱區的用於容納樣品或試劑的容器距離D3為大於約3mm,優選大於約IOmm,最優選大於約15mm,例如D3為約3-60mm,優選約10-40mm,最優選約 15_35mm。
6.權利要求1-5中任一項的工作檯系統,其中在所述樣品處理區66中具有兩個固定在載物面板上的加熱槽，分別為加熱槽一(64)、加熱槽二(65)，以及所述兩個加熱槽之間水平放置的一塊24或96孔PCR微孔板或深孔板，或一塊放置離心管或離心管聯的板，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的長邊與加熱槽平行。
7.權利要求6的工作檯系統，其中所述樣品處理區66中具有兩個固定在載物面板上的加熱槽，分別為加熱槽一(64)、加熱槽二(65)，每個加熱槽具有1-5個槽孔，在所述兩個加熱槽之間水平平行設置一至五個四聯管，所述四聯管上有4個離心管，任選的，在加熱槽一的每個槽孔與對應的四聯管之間還可設置一個磁珠離心管。
8.權利要求6或7的工作檯系統，其中在加熱槽一中設置用於容納裂解液的容器(例如裂解液離心管)；在加熱槽二設置用於納洗脫液的容器(例如洗脫液離心管)，以及在非加熱工作區的所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置離心管或離心管聯的板中可依次設置容納洗滌液1、洗滌液II和洗滌液III的孔；任選的，還可以在所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置離心管或離心管聯的板中設置容納磁珠或結合液或核酸助沉劑的孔。
9.權利要求1-8中任一項的工作檯系統，其中所述工作檯系統具有驅動機構控制，可以在水平方向移動，優選的，所述驅動機構系統包括工作檯支架(61)，用於支撐載物面板，支架與移動軸(62 )連接，在工作檯電機(63 )帶動下支架可沿移動軸水平移動，從而使得載物面板能夠移動到需要的位置。
10.一種用於提取生物活性物質的儀器，例如用於提取細胞、蛋白質或核酸的儀器，優選為提取核酸的儀器，其包括: 外殼， 底板(1)， 如權利要求1-20中任一項所述的工作檯系統(15)，工作檯系統具有載物面板(67)，其上具有樣品處理區(66)，樣品處理區可放置用於容納樣品或試劑的容器， 磁針(7 )和磁針移動機構(48 ),通過磁針移動機構的上下移動，使得磁針能夠上下移動，豎直插入和脫離套管， 套管(4)和套管移動機構(16)，通過套管移動機構的上下移動，使得套管能夠上下移動，豎直插入和脫離設置在樣品處理區中的容器。
11.權利要求10所述的儀器，其還包括氣流產生系統，所述系統用於在放置在所述樣品處理區上的容器的開口的上部區域產生局部氣流，所述系統包括氣流源和氣流通道，其中氣流源可產生氣流，氣流通道可引導所述氣流水平通過所述容器的開口的上部區域，使得套管與容器中的樣品或試劑接觸產生的氣溶膠從容器開口釋放後進行水平移動。
12.權利要求11所述的儀器，其中在所述外殼的兩個相對的側板設置水平對稱的開孔，形成所述氣流產生系統的氣流通道，其中設置開孔的位置使得通過這兩個開孔的水平流動的氣流可通過放置在樣品處理區上的容器的開口的上部區域，優選的，其中開孔的底部距離所述載物面板上表面為高約0-50mm,優選最優選約5_10mm。
13.權利要求9-12中任一項的儀器，其中所述局部氣流的速度為約0.3-0.8米/秒，優選約0.5-0.7米/秒，最優選約0.45-0.5米/秒。
14.一種使用權利要求1-9中任一項所述的工作檯系統或權利要求9-13中任一項所述的儀器提取和純化生物活性物質的方法， 優選的，所述方法包括以下步驟:提供權利要求1-9中任一項所述的工作檯系統或權利要求9-13中任一項所述的儀器，在所述工作檯系統載物面板的樣品處理區放置用於容納樣品或試劑的容器，在所述容器中容納樣品或試劑，通過生物活性物質提取儀的套管和/或磁針插入和脫離放置在樣品處理區上的容器從而實現轉移磁珠或結合磁珠的生物物質，任選的，其中還包括套管和/或磁針在放置在樣品處理區上的容器內振動從而對容器中的試劑和/或樣品進行攪拌和混勻，以使得樣品和試劑充分反應的步驟。
【文檔編號】C07K1/14GK103923163SQ201310015219
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月15日 優先權日:2013年1月15日
【發明者】劉新志, 趙海峰 申請人:北京金麥格生物技術有限公司