一種核酸純化裝置的製作方法
2023-12-10 06:14:02
專利名稱：一種核酸純化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種核酸純化裝置。
背景技術：
基因診斷也稱核酸診斷，是用分子生物學的理論和技術，通過直接探查核酸的存在狀態或缺陷，從核酸結構、複製、轉錄或翻譯水平分析核酸的功能，從而對人體狀態與疾病做出診斷的方法。它的目標分子是DNA或RNA，反映核酸的結構和功能。檢測的基因有內源性(即機體自身的基因)和外源性(如病毒、細菌等)兩種，前者用於診斷基因有無病變，後者用於診斷有無病原體感染。常用的應用範圍為:各種疾病診斷、流行病預防；血庫的血液篩查；進出口商品的檢驗檢疫；食品安全檢測；生物恐怖的防範、法醫鑑定等領域。核酸診斷的整個技術環節可以分為:核酸的分離和純化、擴增和放大技術、檢測技術三個過程。本實用新型主要集中於核酸的分離和純化技術。核酸的分離與純化技術是生物化學與分子生物學的一項基本技術。隨著分子生物學技術廣泛應用於生物學、醫學及其相關等領域，核酸的分離與純化技術也得到進一步發展。各種新方法、經完善後的傳統經典方法以及商品試劑方法的不斷出現，極大地推動了分子生物學的發展。國內離心法應用以達安基因、科華生物為代表等，其典型特徵是經過高溫煮沸後用離心機進行分離，通過取上清液和去上清液的辦法進行核酸和其他大分子物質和其他雜質進行分析。其缺點是很難進行自動化操作，例如取上清、棄上清的過程很難用自動化的方式來實現。另外的缺點是操作繁瑣，費時費力。一個操作熟練的技術人員一個上午也只能處理幾十個標本，操作人員需要頻繁操作金屬、離心機等設備，操作人員全程暴露在生物汙染之中。膜分離法以AXYGEN、Qiagen等國外公司為代表，常應用於科學研究等領域。一般以科研研究為主，成本很高，操作繁瑣，在國內少見臨床診斷用途。基於納米微粒的磁珠法:磁珠法提取核酸是通過細胞裂解液裂解細胞，從細胞中游離出來的核酸分子被特異的吸附到磁性顆粒表面，而蛋白質等雜質不被吸附而留在溶液中。反應一定時間之後，再在磁場作用下，使磁性顆粒與液體分開，回收顆粒(即磁珠-DNA混合物)，再用洗脫液洗脫即可以得到純淨的DNA。磁珠法不需要離心、不需要加入多種試劑，操作簡單，符合核酸自動化提取要求，是未來核酸純化方法發展的一個重要方向。核酸診斷相對於傳統的免疫診斷等方法具有靈敏度高，特異性強等顯著優於傳統診斷方法的優點，但是也存在下述幾個缺點:1、自動化程度低:國內基本上無可以商業應用的核酸全自動自動提取和檢測儀器；國外僅有Gene-Probe、Roche等兩三家企業有FDA認可的自動化的核酸提取和檢測系統。2、交叉汙染難以克服:核酸診斷的優勢在於靈敏度極高。但是由於靈敏度高帶來的副作用就是交叉汙染問題難以克服，在加熱、振蕩、加樣等核酸提取的過程中非常微量的液體通過氣溶膠的方式擴散到空氣中，造成樣品之間交叉汙染，從而造成假陽性的出現一直是核酸診斷的普及的最大障礙之一。
實用新型內容本實用新型提供一種結構簡單、操作方便、自動化程度高、樣品之間交叉汙染的概率小、檢測靈敏度高的一種核酸純化裝置。本實用新型是通過下述技術方案實現的:一種核酸純化裝置，包括底板、振動模塊、開門機構、試管架、試管、磁分離模塊和控制模塊，所述振動模塊包括振動臺；所述開門機構包括第一電動機、第二電動機、第一同步帶、滑塊、滑塊座、滑軌、主動輪、從動輪、螺杆和頂塊，所述滑塊座固定於滑軌上，所述滑塊與所述滑軌滑動連接，所述第一電動機固定於所述滑塊上，所述第二電動機固定於滑塊座上，所述第一同步帶與所述第二電動機相連接，再穿過所述滑塊，並與所述滑塊相嚙合，所述主動輪與所述第一電動機相連接，所述從動輪與主動輪相嚙合，所述螺杆一端與從動輪相連接，另一端與頂塊相連接；所述試管架包括管架、彈簧和彈簧支架，所述管架上設有九個彈簧支架，所述兩個相鄰的彈簧支架之間設有相互重疊的上夾緊片和下夾緊片，所述上夾緊片和下夾緊片上設有五個矩形通孔，所述管架上位於所述兩個相鄰的彈簧支架之間的下方設有六個長條形通孔，所述每個彈簧支架內部設有彈簧，所述彈簧一端固定於上夾緊片上，另一端固定於下夾緊片上，所述上夾緊片和下夾緊片受彈力方向相反，所述上夾緊片一端與所述頂塊相牴觸；所述試管包括軟管和硬管，所述硬管一端呈開口狀，所述軟管兩端均呈開口狀，所述軟管一端套裝在所述硬管的開口端，所述硬管設於所述上夾緊片和下夾緊片下方，所述軟管夾在上夾緊片和下夾緊片之間，並與所述上夾緊片和下夾緊片相垂直；所述磁分離模塊設於所述振動臺下方；所述第一電動機和第二電動機分別與所述控制模塊電連接。所述振動模塊還包括第三電動機和偏心軸，所述第三電動機固定於所述底板上，所述振動臺與所述偏心軸相連接，並通過偏心軸固定塊固定於所述底板上。所述核酸純化裝置還包括掃描模塊，所述掃描模塊包括掃描器、第一鉤子、第二鉤子和連接板，所述連接板與所述滑塊座相連接，所述掃描器固定於所述連接板上，所述第一鉤子通過彈簧扭鉤固定於所述滑塊座上，所述第二鉤子固定於滑塊上。所述磁分離模塊包括加熱板、磁鋼座、磁鋼、第四電動機、第五電動機、X嚮導軌、兩根Z嚮導軌、X向支撐板和Z向支撐板，所述滑塊座架設於兩根Z嚮導軌上，所述底板在豎直方向上固定有絲槓，所述第四電動機設於所述絲槓上，所述Z向支撐板與X嚮導軌相連接，所述X嚮導軌通過X向支撐板與所述加熱板相連接，所述第五電動機通過第二同步帶和X向拖動塊與所述X向支撐板傳動連接，所述磁鋼座設於所述加熱板上方，所述磁鋼設於所述磁鋼座上，所述加熱板上設有加熱孔，所述第四電動機和第五電動機分別與所述控制模塊電連接。所述管架兩端各設有一個凸塊，所述凸塊中間處設有一個銷孔，所述振動臺上設有波珠螺絲支架和定位銷，所述定位銷插入銷孔內，所述波珠螺絲支架上設有兩個波珠螺絲，並側向穿過所述波珠螺絲支架與所述凸塊相牴觸。所述管架上位於相鄰兩個彈簧支架之間設有平衡支撐杆，所述平衡支撐杆上端套裝有軸承，所述軸承外部套裝有平衡杆，所述平衡杆可繞平衡支撐杆轉動，所述平衡杆兩端各設有一個銷軸，一個銷軸套裝在上夾緊片上，另一個銷軸套裝在下夾緊片上，所述彈簧支架上方覆蓋有支架上蓋。所述硬管底部設有一斜面，所述磁鋼上部設有與所述斜面傾斜角度相配合的切面。所述硬管上部外表面上設有一圈上突筋，所述軟管下部內表面上設有一圈下突筋，所述軟管下部套裝在所述硬管上部，所述下突筋卡於所述上突筋下方，所述軟管上部外表面設有一圈擋筋，所述上突筋下方設有一臺階，所述臺階下方設有若干豎筋。所述軟管採用矽膠或者橡膠或者乳膠材料製成。 所述硬管採用PP或者PC或者ABS或者PB材料製成。本實用新型所帶來的有益效果是:本實用新型中，所述核酸純化裝置包括底板、振動模塊、開門機構、試管架、試管和磁分離模塊，所述底板用於將整個核酸純化裝置固定在操作平臺上；所述振動模塊可以將提取液和樣本混合均勻；所述試管包括軟管和硬管，將試管裝載在試管架上，並通過開門機構控制試管的開啟或者閉合，一般只有在加液或者抽液時試管處於打開狀態，因此很好地解決了在加熱、振蕩、加樣等核酸提取的過程中非常微量的液體通過氣溶膠的方式擴散到空氣中，造成樣品之間交叉汙染的問題，進一步保證了純化的質量；所述磁分離模塊將通過細胞裂解液裂解細胞，再從細胞中游離出來的核酸分子被特異地吸附到磁性顆粒表面，而蛋白質等雜質不被吸附而留在溶液中，反應一定時間之後，再在磁場作用下，使磁性顆粒與液體分開，回收顆粒，再用洗脫液洗脫即可以得到純淨的提取物；所述核酸純化裝置還包括掃描模塊，在純化開始之前採集試管是否放置在試管架上、放置了多少數量的試管架或者什麼位置放置了試管等信息，進而方便後面的操作程序。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1為本實用新型所述核酸純化裝置正面的結構示意圖。圖2為本實用新型所述核酸純化裝置背面的結構示意圖。圖3為本實用新型所述試管架的爆炸圖。圖4為本實用新型所述試管的結構示意圖。圖5為本實用新型所述試管的剖面圖。圖中部件名稱對應的標號如下:1、底板；2、控制模塊；3、振動臺；4、第一電動機；5、第二電動機；6、第一同步帶；
7、滑塊；8、滑塊座；9、滑軌；10、主動輪；11、從動輪；12、螺杆；13、頂塊；14、管架；15、彈簧；16、彈簧支架；17、上夾緊片；18、下夾緊片；19、矩形通孔；20、長條形通孔；21、軟管；22、硬管；23、第三電動機；24、偏心軸；25、偏心軸固定塊；26、掃描器；27、第一鉤子；28、第二鉤子；29、連接板；30、彈簧扭鉤；31、加熱板；32、磁鋼座；33、磁鋼；34、第四電動機；35、第五電動機；36、X嚮導軌；37、Z嚮導軌；38、X向支撐板；39、Z向支撐板；40、絲槓；41、X向拖動塊；42、加熱孔；43、凸塊；44、銷孔；45、波珠螺絲支架；46、定位銷；47、波珠螺絲；48、平衡支撐杆；49、軸承；50、平衡杆；51、銷軸；52、支架上蓋；53、斜面；54、切面；55、上突筋；56、下突筋；57、擋筋；58、臺階；59、豎筋。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳述:作為本實用新型所述核酸純化裝置的實施例，如
圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，包括底板1、振動模塊、開門機構、試管架、試管、磁分離模塊和控制模塊2，所述振動模塊包括振動臺3 ;所述開門機構包括第一電動機4、第二電動機5、第一同步帶6、滑塊7、滑塊座
8、滑軌9、主動輪10、從動輪11、螺杆12和頂塊13，所述滑塊座8固定於滑軌9上，所述滑塊7與所述滑軌9滑動連接，所述第一電動機4固定於所述滑塊7上，所述第二電動機5固定於滑塊座8上，所述第一同步帶6與所述第二電動機5相連接，再穿過所述滑塊7，並與所述滑塊7相嚙合，所述主動輪10與所述第一電動機4相連接，所述從動輪11與主動輪10相嚙合，所述螺杆12 —端與從動輪11相連接，另一端與頂塊13相連接；所述試管架包括管架14、彈簧15和彈簧支架16，所述管架14上設有九個彈簧支架16，所述兩個相鄰的彈簧支架16之間設有相互重疊的上夾緊片17和下夾緊片18，所述上夾緊片17和下夾緊片18上設有五個矩形通孔19，所述管架14上位於所述兩個相鄰的彈簧支架16之間的下方設有六個長條形通孔20，所述每個彈簧支架16內部設有彈簧15，所述彈簧15 —端固定於上夾緊片17上，另一端固定於下夾緊片18上，所述上夾緊片17和下夾緊片18受彈力方向相反，所述上夾緊片17 —端與所述頂塊13相牴觸；所述試管包括軟管21和硬管22，所述硬管22一端呈開口狀，所述軟管21兩端均呈開口狀，所述軟管21 —端套裝在所述硬管22的開口端，所述硬管22設於所述上夾緊片17和下夾緊片18下方，所述軟管21夾在上夾緊片17和下夾緊片18之間，並與所述上夾緊片17和下夾緊片18相垂直；所述磁分離模塊設於所述振動臺3下方；所述第一電動機4和第二電動機5分別與所述控制模塊2電連接。所述試管的軟管21部分通過上夾緊片17和下夾緊片18夾緊封口，減小樣品之間的交叉汙染，在需要加液或者抽液時，第二電動機5帶動主動輪10轉動，進而促使從動輪11轉動帶動螺杆12直線運動，使頂塊13頂住上夾緊片17，使上夾緊片17和下夾緊片18產生一定位移，此時，所述軟管21埠處於打開狀態，可進行加液或者抽液，需要關閉時反向操作即可。本實施例中，所述振動模塊還包括第三電動機23和偏心軸24，所述第三電動機23固定於所述底板I上，所述振動臺3與所述偏心軸24相連接，並通過偏心軸固定塊25固定於所述底板I上。所述第三電動機23帶動偏心軸即帶動振動臺3在水平位置振動，進而實現振動操作。本實施例中，所述核酸純化裝置還包括掃描模塊，所述掃描模塊包括掃描器26、第一鉤子27、第二鉤子28和連接板29，所述連接板29與所述滑塊座8相連接，所述掃描器26固定於所述連接板29上，所述第一鉤子27通過彈簧扭鉤30固定於所述滑塊座8上，所述第二鉤子28固定於滑塊7上。當所述掃描模塊跟隨滑塊7在滑軌9上直線運動時，安裝在試管架上每一橫排的試管依次穿過所述兩個掃描器26之間，通過掃描器26反射接收的原理確認試管是否安裝到位或者是否安裝了試管。本實施例中，所述磁分離模塊包括加熱板31、磁鋼座32、磁鋼33、第四電動機34、第五電動機35、X嚮導軌36、兩根Z嚮導軌37、X向支撐板38和Z向支撐板39，所述滑塊座8架設於兩根Z嚮導軌37上,所述底板I在豎直方向上固定有絲槓40,所述第四電動機34設於所述絲槓40上，所述Z向支撐板39與X嚮導軌36相連接，所述X嚮導軌36通過X向支撐板38與所述加熱板31相連接，所述第五電動機35通過第二同步帶(圖中未示出)和X向拖動塊41與所述X向支撐板38傳動連接，所述磁鋼座32設於所述加熱板31上方，所述磁鋼33設於所述磁鋼座32上，所述加熱板31上設有加熱孔42，所述第四電動機34和第五電動機35分別與所述控制模塊2電連接。本實施例中，所述管架14兩端各設有一個凸塊43，所述凸塊43中間處設有一個銷孔44，所述振動臺2上設有波珠螺絲支架45和定位銷46，所述定位銷46插入銷孔44內，所述波珠螺絲支架45上設有兩個波珠螺絲47，並側向穿過所述波珠螺絲支架45與所述凸塊43相牴觸。本實施例中，所述管架14上位於相鄰兩個彈簧支架16之間設有平衡支撐杆48，所述平衡支撐杆48上端套裝有軸承49，所述軸承49外部套裝有平衡杆50，所述平衡杆50可繞平衡支撐杆48轉動，所述平衡杆50兩端各設有一個銷軸51，一個銷軸51套裝在上夾緊片17上，另一個銷軸套裝在下夾緊片18上，所述彈簧支架16上方覆蓋有支架上蓋52。本實施例中，所述硬管22底部設有一斜面53，所述磁鋼33上部設有與所述斜面傾斜角度相配合的切面54。所述斜面53可使磁珠在最短時間最短距離吸附到斜面53上，磁珠被集中吸附在斜面53的時候，可進行抽液，抽液管在硬管22底部，而磁珠不會被吸走，同時，也方便了清洗步驟，提取物始終在試管內，避免了與外界接觸，欲抽取提取物時，在斜面53上方加入檢測液，檢測液將磁珠沿著斜面53衝刷至硬管22底部，方便了磁珠的提取。本實施例中，所述硬管22上部外表面上設有一圈上突筋55，所述軟管21下部內表面上設有一圈下突筋56，所述軟管21下部套裝在所述硬管22上部，所述下突筋56卡於所述上突筋55下方，所述軟管21上部外表面設有一圈擋筋57，所述上突筋55下方設有一臺階58，所述臺階58下方設有七條豎筋59。所述上突筋55和下突筋56使軟管21更好地套裝在硬管22上，並且不易脫落。本實施例中，所述軟管21採用矽膠材料製成。本實施例中，所述硬管22採用PP材料製成。當然，所述上夾緊片和下夾緊片上也可以設有四個或者六個或者七個矩形通孔，相應的，所述管架上位於所述兩個相鄰的彈簧支架之間的下方也可以設有五個或者七個或者八個長條形通孔；所述臺階下方也可以設有四條或者五條或者六條或者八條豎筋；所述軟管也可以採用橡膠或者乳膠材料製成；所述硬管也可以採用PC或者ABS或者PB材料製成。那麼，也都在本實用新型保護範圍之內，這裡不再一一贅述。
權利要求1.一種核酸純化裝置，其特徵在於包括底板、振動模塊、開門機構、試管架、試管、磁分離模塊和控制模塊，所述振動模塊包括振動臺；所述開門機構包括第一電動機、第二電動機、第一同步帶、滑塊、滑塊座、滑軌、主動輪、從動輪、螺杆和頂塊，所述滑塊座固定於滑軌上，所述滑塊與所述滑軌滑動連接，所述第一電動機固定於所述滑塊上，所述第二電動機固定於滑塊座上，所述第一同步帶與所述第二電動機相連接，再穿過所述滑塊，並與所述滑塊相嚙合，所述主動輪與所述第一電動機相連接，所述從動輪與主動輪相嚙合，所述螺杆一端與從動輪相連接，另一端與頂塊相連接；所述試管架包括管架、彈簧和彈簧支架，所述管架上設有九個彈簧支架，所述兩個相鄰的彈簧支架之間設有相互重疊的上夾緊片和下夾緊片，所述上夾緊片和下夾緊片上設有五個矩形通孔，所述管架上位於所述兩個相鄰的彈簧支架之間的下方設有六個長條形通孔，所述每個彈簧支架內部設有彈簧，所述彈簧一端固定於上夾緊片上，另一端固定於下夾緊片上，所述上夾緊片和下夾緊片受彈力方向相反，所述上夾緊片一端與所述頂塊相牴觸；所述試管包括軟管和硬管，所述硬管一端呈開口狀，所述軟管兩端均呈開口狀，所述軟管一端套裝在所述硬管的開口端，所述硬管設於所述上夾緊片和下夾緊片下方，所述軟管夾在上夾緊片和下夾緊片之間，並與所述上夾緊片和下夾緊片相垂直；所述磁分離模塊設於所述振動臺下方；所述第一電動機和第二電動機分別與所述控制模塊電連接。
2.如權利要求1所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述振動模塊還包括第三電動機和偏心軸，所述第三電動機固定於所述底板上，所述振動臺與所述偏心軸相連接，並通過偏心軸固定塊固定於所述底板上。
3.如權利要求2所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述核酸純化裝置還包括掃描模塊，所述掃描模塊包括掃描器、第一鉤子、第二鉤子和連接板，所述連接板與所述滑塊座相連接，所述掃描器固定於所述連接板上，所述第一鉤子通過彈簧扭鉤固定於所述滑塊座上，所述第二鉤子固定於滑塊上。
4.如權利要求3所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述磁分離模塊包括加熱板、磁鋼座、磁鋼、第四電動機、第五電動機、X嚮導軌、兩根Z嚮導軌、X向支撐板和Z向支撐板，所述滑塊座架設於兩根Z嚮導軌上，所述底板在豎直方向上固定有絲槓，所述第四電動機設於所述絲槓上，所述Z向支撐板與X嚮導軌相連接，所述X嚮導軌通過X向支撐板與所述加熱板相連接，所述第五電動機通過第二同步帶和X向拖動塊與所述X向支撐板傳動連接，所述磁鋼座設於所述加熱板上方，所述磁鋼設於所述磁鋼座上，所述加熱板上設有加熱孔，所述第四電動機和第五電動機分別與所述控制模塊電連接。
5.如權利要求4所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述管架兩端各設有一個凸塊，所述凸塊中間處設有一個銷孔，所述振動臺上設有波珠螺絲支架和定位銷，所述定位銷插入銷孔內，所述波珠螺絲支架上設有兩個波珠螺絲，並側向穿過所述波珠螺絲支架與所述凸塊相牴觸。
6.如權利要求5所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述管架上位於相鄰兩個彈簧支架之間設有平衡支撐杆，所述平衡支撐杆上端套裝有軸承，所述軸承外部套裝有平衡杆，所述平衡杆可繞平衡支撐杆轉動，所述平衡杆兩端各設有一個銷軸，一個銷軸套裝在上夾緊片上，另一個銷軸套裝在下夾緊片上， 所述彈簧支架上方覆蓋有支架上蓋。
7.如權利要求1-6任一項所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述硬管底部設有一斜面，所述磁鋼上部設有與所述斜面傾斜角度相配合的切面。
8.如權利要求7所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述硬管上部外表面上設有一圈上突筋，所述軟管下部內表面上設有一圈下突筋，所述軟管下部套裝在所述硬管上部，所述下突筋卡於所述上突筋下方，所述軟管上部外表面設有一圈擋筋，所述上突筋下方設有一臺階，所述臺階下方設有若干豎筋。
9.如權利要求8所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述軟管採用矽膠或者橡膠或者乳膠材料製成。
10.如權利要求9所述的核酸純化裝置，其特徵在於所述硬管採用PP或者PC或者ABS或者PB材料 製成。
專利摘要本實用新型涉及一種核酸純化裝置。該核酸純化裝置包括底板、振動模塊、開門機構、試管架、試管、磁分離模塊和控制模塊。本實用新型提供一種結構簡單、操作方便、自動化程度高、樣品之間交叉汙染的概率小、檢測靈敏度高的一種核酸純化裝置。
文檔編號C12M1/00GK202968550SQ2012207074
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者周宋兵, 黃鶴, 張國兵, 朱慧偉, 胡瑞 申請人:嘉興凱實生物科技有限公司