用于生物活性物质提取仪的工作台系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于利用磁棒法提取生物活性物质的自动化仪器的工作台系统，其具有载物面板，所述载物面板上具有至少一组样品处理区，每组所述样品处理区具有两个固定在所述载物面板上的加热工作区和所述两个加热工作区中间的非加热工作区。本发明还提供了采用所述工作台系统的提取生物活性物质的自动化仪器。本发明还提供了使用所述工作台系统或仪器提取生物活性物质的方法。本发明的工作台系统和仪器的设计使得核酸提取仪的自动化进一步提高，并且能够同时适用各种培养板，用于个别或大通量核酸提取的需要。
【专利说明】用于生物活性物质提取仪的工作台系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物学和仪器装置领域。具体的，本发明提供了一种用于提取生物活性物质的自动化仪器的工作台系统，以及采用所述工作台系统的提取生物活性物质的自动化仪器。本发明还提供了使用所述工作台系统或仪器提取生物活性物质的方法。
【背景技术】
[0002]利用磁珠法提取生物活性物质特别是活性大分子是近年发展起来的技术。磁珠法是利用能够特异性识别细胞、蛋白质或核酸的磁珠，该磁珠能与核酸分子特异性地结合，然后在磁场的作用下，从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中的活性大分子分离出来。例如，对核酸的磁珠法提取可以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修饰，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能与核酸分子特异性地识别。利用氧化娃纳米微球的超顺磁性，在Chaotropic盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和外加磁场的作用下，能从样本中将DNA和RNA分离出来。
[0003]磁珠法自动提取仪又分为磁棒法和抽吸法。抽吸法是通过自动移液装置来进行。以磁珠法核酸提取仪为例，可通过自动移液装置来加入裂解液、磁珠吸附；抽走溶液，加入漂洗液，磁珠吸附，抽走漂洗液，加入洗脱缓冲液。由于抽吸法存在去除废液的时候不抽走磁珠，移液器不能靠磁珠太近，以防磁珠连同废液被抽掉的问题，影响洗脱效率和纯度。[0004]磁棒法提取是近年发展起来的技术，其原理是将带磁性的分离设备浸入液体，通过磁场作用使混合物中能被磁性吸引的颗粒集中在分离设备表面。其中一种方式中，带磁性的分离设备是一个套管，通过插入磁棒令套管产生磁性，吸引混合物中能被磁性吸引的颗粒吸附到套管表面，当把磁棒抽离时，套管失去磁性，被磁性吸引的颗粒脱离套管。相对于抽吸法，磁棒法的优点是每一步的液体不残留，因为磁棒只带走磁珠，转移到下一个步骤相应的反应孔中。磁棒法仪器中带动磁棒的机构能带动磁棒在套管中上下移动，有助于提取过程的裂解和漂洗和纯化。
[0005]然而，本领域还需要一种提高自动化程度，并且能够同时适用各种标准培养板，以及同时可以用于个别或大通量核酸提取的需要的提取仪。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种用于利用磁棒法提取生物活性物质的自动化仪器的工作台系统，以及采用所述工作台系统的提取生物活性物质的自动化仪器，本发明还提供了使用所述工作台系统或仪器提取生物活性物质的方法，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，用于提取和纯化生物活性物质，例如细胞、蛋白和核酸。本发明的工作台系统和仪器的设计使得核酸提取仪的自动化进一步提高，并且能够同时适用各种标准培养板，以及同时可以用于个别或大通量核酸提取的需要。
[0007]用于提取生物活性物质的仪器通常包括用于放置容纳样品和试剂的工作台，磁针和磁针移动机构，通过磁针移动机构的上下移动，使得磁针能够上下移动，竖直插入和脱离套管；套管和套管移动机构，通过套管移动机构的上下移动，使得套管能够上下移动，竖直插入和脱离设置在工作台的容器。使用所述仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸时，可以在放置在工作台上的容器(例如离心管、深孔板等)加入生物样品和/或试剂，然后通过套管在容器中的上下移动或振动，可以对容器中的试剂和样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应。另外可以通过将套管和磁针同时插入容器，由此令套管外产生磁场，从而实现套管对容器内溶液中的磁珠或带磁珠的生物样品的吸附。在磁针离开套管时，套管外磁场消失，从而实现磁珠或带磁珠的生物样品脱离套管，即释放磁珠或带磁珠的生物样品。由此可以通过套管和磁针在不同容器中移动，达到转移磁珠或带磁珠的生物样品的目的。
[0008]本发明提供了一种用于生物活性物质提取仪的工作台系统，其具有载物面板，所述载物面板上具有至少一组样品处理区，每组所述样品处理区具有两个固定在所述载物面板上的加热工作区和所述两个加热工作区中间的非加热工作区。两个固定在所述载物面板上的加热工作区可平行设置在所述样品处理区的两端。
[0009]在本发明的一个方面，所述工作台系统中所述加热工作区为加热槽，每组样品处理区具有固定在载物面板上的两个加热槽，分别为加热槽一 64、加热槽二 65和这两个加热槽中间的非加热工作区。加热槽一 64、加热槽二 65可平行设置在样品处理区的两端。所述非加热工作区可具有或设置容纳样品或试剂的容器。在本发明的其中一个方面，所述容纳样品或试剂的容器为24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等标准深孔板，非标准孔板，离心管或离心管联管，或可放置所述离心管或离心管联管的板。
[0010]在本发明 的一个方面，上述工作台系统中所述加热工作区是可装卸的加热槽，其具有长方体槽体，其上设有用于安放样品管的多个槽孔。在本发明的其中一个方面，所述加热槽的槽体底部具有加热槽凸块，可与载物面板上的凹槽配合。在本发明的其中一个方面，上述加热槽的槽体温度范围为约100-200°c，优选为约120-180°c。
[0011]在本发明的一个方面，上述工作台系统中加热工作区和非加热工作区之间具有隔热块。
[0012]在本发明的一个方面，上述工作台系统中所述加热工作区和非加热工作区是有效地分离的，有效的分离是指，加热工作区与非加热工作区容纳待处理样品或试剂的区域在工作平台上相距一定距离，以使得加热工作区产生的热量不会对在非加热区处理的样品产生有效的影响。
[0013]有效的分离是指，加热工作区与非加热工作区容纳待处理样品或试剂的区域在工作平台上相距一定距离，以使得加热工作区产生的热量不会对在非加热区处理的样品产生有效的影响。在本发明的其中一个方面，加热工作区(例如加热槽)的设置可以使得两个加热工作区与最接近其的放置在非加热工作区的或非加热工作区具有的用于容纳样品或试剂的孔(例如设置在非加热区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的最靠近加热区的孔，或设置在非加热区的离心管或离心管联管中最靠近加热区的孔等)的距离D大于约5_，优选大于约IOmm,最优选大于约15mm。例如D为约5-60mm,优选约10-40mm,最优选约15_35mm。其中，术语“用于容纳样品或试剂的孔”是指用于容纳样品或试剂的容器中容纳样品或试剂的空穴，其可以是凹孔、井或槽的形式。“有效的影响”一般是指非加热区处理的样品由于加热工作区产生的热量导致影响反应的温度上升和/或样品蒸发引起的体积变化等。
[0014]在本发明的一个方面，两个平行设置固定在载物面板上的加热区(例如加热槽)之间的距离Dl大于90mm,优选大于105mm,最优选大于120mm。例如Dl为约90-160mm,优选约105-150mm，最优选约120_140mm。优选的，所述加热区为加热槽，两个加热槽的中心距离D2大于约IlOmm,优选大于约115mm,最优选大于约120mm。例如D2为约110-200mm,优选约115-180mm，最优选约 120_160mm。
[0015]在本发明的一个方面，加热区(例如加热槽)与非加热区具有的或设置在非加热区的用于容纳样品或试剂的容器(例如设置在非加热区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或设置在非加热区的离心管或离心管联管等)没有接触。优选的，加热区(例如加热槽)与放置在非加热区的用于容纳样品或试剂的容器距离D3为大于约3mm，优选大于约10mm，最优选大于约15mm。例如D3为约3-60mm,优选约10-40mm,最优选约15_35mm。在本发明的其中一个方面，在加热区和非加热区之间还具有隔热块。
[0016]在本发明的一个方面，上述工作台系统中在所述样品处理区66中具有两个平行设置固定在载物面板上的加热槽，分别为加热槽一 64、加热槽二 65，以及所述两个加热槽之间水平放置的一块24或96孔PCR微孔板或深孔板，或一块放置离心管或离心管联的板，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的长边与加热槽平行。所述可以是居中放置在所述两个加热槽之间。所述24或96孔PCR微孔板或深孔板可以是标准板，例如符合ANSISBS1-42004标准的参数的96孔标准板。24孔板为4X6型，即具有4排每排6个孔。24孔板孔径可为约18mm,板为长方形，其外框的长为约127.76mm±0.25mm,宽为约85.48mm±0.25mm。96孔板为8 X 12型，即具有8排每排12个孔。96孔板孔径可为约9mm，板为长方形，其外框的长为约127.76mm±0.25mm，宽为约85.48mm±0.25mm。在本发明的一个方面，上述工作台系统中两个加热槽与最接近其的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板中最靠近加热槽的孔的距离D大于5mm,优选大于IOmm,最优选大于15mm,例如D为约5-60mm,优选约10-40mm,最优选约15-35mm。在本发明的一个方面，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的边框与其相距较近的加热槽的距离D3为大于约3mm,优选大于约IOmm,最优选大于约15mm。例如D3为约3-60mm,优选约 10-40mm,最优选约 15_35mm。
[0017]在本发明的一个方面，上述工作台系统中所述两个加热槽之间水平设置一块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长边与加热槽平行。
[0018]在本发明的一个方面，上述工作台系统中所述样品处理区66中具有两个固定在载物面板上的加热槽，分别为加热槽一 64、加热槽二 65，每个加热槽具有1-5个槽孔。在所述两个加热槽之间水平平行设置一至五个四联管或离心管四联管。所述四联管上有4个离心管。任选的，在加热槽一的槽孔与对应的四联管之间还可设置一个离心管。
[0019]磁棒法提取生物活性物质，例如提取核酸的方法通常包括以下步骤:a)通过将样品与裂解液(lysis buffer)和/或蛋白酶K接触,在约50_60°C下温育,裂解生物样品；b)加入磁珠，在使用前充分混匀磁珠；c)加入结合液(binding buffer),静置；d)分别用洗漆液 I (wash buffer I )、洗漆液 II (wash buffer II)和洗漆液 III (wash buffer III)洗漆三次；e)用洗脱液(elution buffer)洗脱核酸。
[0020]在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，结合液可在步骤a)加入到裂解液中，即步骤c)是可以合并到步骤a)的。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，在步骤b)和d)之间具有入核酸助沉剂(Acryl Carrier)的步骤。
[0021]其中的试剂,如裂解液(lysis buffer)、结合液(binding buffer)、洗漆液1-1II(wash buffer)和洗脱液(elution buffer)可事先放置/封存在容器中，也可在进行提取前加入。磁珠通常需要在使用前对容纳磁珠的容器进行离心，以使磁珠充分混匀或集中在该容器底部。
[0022]在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸时，可以在放置在工作台上的容器(例如离心管、深孔板等)加入生物样品和/或试剂，然后通过套管在容器中的上下移动或振动，可以对容器中的试剂和样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应。另外可以通过将套管和磁针同时插入容器，由此令套管外产生磁场，从而实现套管对容器内溶液中的磁珠或带磁珠的生物样品的吸附。在磁针离开套管时，套管外磁场消失，从而实现磁珠或带磁珠的生物样品脱离套管，即释放磁珠或带磁珠的生物样品。由此可以通过套管和磁针在不同容器中移动，达到转移磁珠或带磁珠的生物样品的目的。 [0023]在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸的方法中，通常包括以下步骤:a)通过将样品加入容纳裂解液(lysis buffer)的容器a,在约50_60°C下温育；b)通过磁针和套管将磁珠从容纳磁珠的容器b中将磁珠吸附和转移到上述容器a，任选的，在使用离心容纳磁珠的容器；c)任选的，通过磁针和套管将容器a中的磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳结合液(binding buffer)的容器c ;d)将上述磁珠或结合磁珠的样品依次吸附和转移到容纳洗漆液I (wash buffer I)、洗漆液II (wash buffer II)和洗涤液III (wash buffer III)的容器dl，容器d2和容器d3; e)将经过步骤d)中的磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳洗脱液(elution buffer)的容器e,约50_60°C下温育。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，结合液可在步骤a)加入到裂解液中，即步骤c)是可以合并到步骤a)的。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，步骤b)和d )之间具有将磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳核酸助沉剂(AcryI Carri er )的容器的步骤。
[0024]在本发明的一个方面，上述工作台系统中，可在加热槽一中设置用于容纳裂解液的容器(例如裂解液离心管)。另外，可在加热槽二设置用于纳洗脱液的容器(例如洗脱液离心管)。另外，可在非加热工作区的所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置离心管或离心管联的板中可依次设置容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III的孔。任选的，还可以在所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置离心管或离心管联的板中设置容纳磁珠或结合液或核酸助沉剂的孔。
[0025]在本发明的一个方面，上述工作台系统具有驱动机构控制，可以在水平方向移动。在本发明的其中一个方面，其中所述驱动机构系统包括工作台支架，用于支撑载物面板，支架与移动轴连接，在工作台电机带动下支架可沿移动轴水平移动，从而使得载物面板能够移动到需要的位置。
[0026]本发明还提供了一种用于提取生物活性物质的仪器，包括:
[0027]外壳，
[0028]底板，
[0029]上述的工作台系统，工作台系统具有载物面板，其上具有样品处理区，样品处理区可放置用于容纳样品或试剂的容器，[0030]磁针和磁针移动机构,通过磁针移动机构的上下移动，使得磁针能够上下移动,竖直插入和脱离套管，
[0031]套管和套管移动机构，通过套管移动机构的上下移动，使得套管能够上下移动，竖直插入和脱离设置在样品处理区中的容器。
[0032]在本发明的一个方面，上述仪器还包括气流产生系统，所述系统用于在放置在所述样品处理区上的容纳样品或试剂的容器的开口的上部区域产生局部气流，所述系统包括气流源和气流通道，其中气流源可产生气流，气流通道可引导所述气流水平通过所述容器的开口的上部区域，使得套管与容器中的样品或试剂接触产生的气溶胶从容器开口释放后进行水平移动。所述局部气流的速度可为约0.3-0.8米/秒，优选约0.5-0.7米/秒，最优选约0.45-0.5米/秒。
[0033]在本发明的其中一个方面，在所述仪器外壳的两个相对的侧板设置水平对称的开孔，形成所述气流产生系统的气流通道，其中设置开孔的位置使得通过这两个开孔的水平流动的气流可通过放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域。在本发明的其中一个方面，其中开孔的底部距 离所述载物面板上表面为高约0-50mm，优选3_15mm，最优选约5-10mmo
[0034]在本发明的其中一个方面，开孔可以为气孔区，例如长方形气孔区。长方形气孔区的长度(即气孔区的水平长度)与放置在样品处理区上的容器相适应。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的长度设置为与支架臂的长度相同或相近。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的长度设置为与放置在载物面板上的24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004标准的参数的96孔标准板)的长边相等或大于所述长边。，优选的，所述长方形气孔区的长度大于约127.76mm，例如为约127_140mm，优选为约128-135mm。长方形气孔区的宽度(即所述气孔区的垂直长度)设置为兼顾各种高度的放置在样品处理区上的容器的高度。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的宽度设置为约30-80mm,优选为约40-70mm,最优选为约50_65mm。
[0035]长方形气孔区的底部距离载物面板上表面的高度与放置在样品处理区上的容器的顶部相同或略低于所述顶部。例如，设置开孔区的底部比载物面板高约0-15mm，优选3~1 Omm,最优选 5_10mm。
[0036]在本发明的其它实施方式中，可以通过在侧板设置可上下移动的开孔来调整开孔的高度，使得通过这两个开孔的水平流动的气流可通过开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域。
[0037]在本发明的其它实施方式中，可以通过在设置可上下移动的工作平台系统，使得载物面板可以调整高度，使得放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域与通过两个开孔的水平位置相同或相似。
[0038]在本发明的另一种实施方式中，其中气流通道还包括设置在仪器外壳外，与所述开孔连接的导管，所述导管的一端与开孔连接，另一端与指定位置连接。在本发明的另一种实施方式中，在仪器外壳侧板开孔的外侧设置导管。所述导管的一端与外侧板上的开孔的外缘密封性连接，另一端与指定位置连接。在本发明的一种实施方式中，连接出气的开孔的导管的一端与所述开孔连接，另一端开口设置在指定区域，例如与仪器所在房间隔离的房间，从仪器内部流出的气体只能沿导管进入指定区域，由此保证仪器内的生物物质例如核酸不会对仪器所在房间造成污染。在本发明的一种实施方式中，连接进气的开孔的导管的一端与所述开孔连接，另一端开口在仪器所在房间隔离的房间或提供无污染气体的区域，由此，由此保证进入仪器内部或仪器所在房间的气体没有受到其它生物物质的污染。
[0039]在本发明的一个方面，其中所述气流产生系统的气流源为风扇。
[0040]在本发明的一个方面，其中所述风扇设置在外壳侧壁的开孔中，被配置为可产生水平流动的气流。在本发明的其中一个方面，在外壳侧壁的两个开孔内都设置风扇，其中一个风扇为进气风扇，产生的气流为从仪器外部进入仪器内部，另一个为抽气风扇，产生的气流为从仪器内部进入仪器外部。在本发明的另一实施方式中，可以只有进气风扇或抽气风扇。
[0041]在本发明的另一实施方式中，所述气流产生系统的气流源也可以为气压差产生系统，例如在出气开孔外设置的产生负压的机构。
[0042]在本发明的一个方面，在进气风扇的外侧设置滤网栅。在本发明的一个方面，在进气风扇的外侧设置滤网栅。在本发明的其中一个方面，所述滤网栅的筛孔尺寸通常为大于或等于约0.045mm。在本发明的其中一个方面，所述滤网栅的滤网目数为小于或等于325目。
[0043]在一个方面，本发明的用于提取生物活性物质的仪器中，所述气流产生系统在样品处理区上的容器的开口的上部区域产生的局部气流的速度为约0.3-0.8米/秒，优选约0.5-0.7米/秒，最优选约0.45-0.5米/秒。 [0044]在一个方面，本发明的用于提取生物活性物质的仪器中，所述气流产生系统在样品处理区上的容器的开口的上部区域产生的局部气流可防止套管与容器中的液体接触产生的带有生物样品的气溶胶漂移到其它容器中导致污染。
[0045]在本发明的一个方面，上述本发明的仪器中所述气流产生系统还具有控制系统，用于控制所述局部气流的产生与否和产生的气流的速度。优选的，所述控制系统可在套管和/或磁针升高和离开放置在样品处理区上的容器时，使得局部气流产生系统停止产生水平流动的气流。
[0046]在本发明的其中一个方面，所述仪器中所述磁针为永磁体材料。
[0047]在本发明的其中一个方面，所述仪器中所述套管为非磁性材料。
[0048]在本发明的其中一个方面，其中所述生物活性物质为细胞、蛋白质或核酸。
[0049]在本发明的其中一个方面，所述仪器为用于提取和纯化核酸的仪器。
[0050]本发明还提供了使用上述的工作台系统或上述仪器来提取和纯化生物活性物质的方法。所述生物活性物质可以为细胞、蛋白质或核酸，特别是核酸。
[0051]在本发明的一个方面，使用上述用于生物活性物质提取仪的工作台系统或上述仪器来提取和纯化生物活性物质的方法包括以下步骤:提供所述的工作台系统或所述的仪器，在工作台系统载物面板的样品处理区放置用于容纳样品或试剂的容器，在所述容器中容纳样品或试剂，通过生物活性物质提取仪的套管和/或磁针插入和脱离放置在样品处理区上的容器从而实现转移磁珠或结合磁珠的生物物质。任选的，其中还包括套管和/或磁针在放置在样品处理区上的容器内振动从而对容器中的试剂和/或样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应的步骤。本发明的方法中还可包括通过局部气流产生系统在开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域产生水平流动的局部气流的步骤，使得套管与容器中的样品或试剂接触产生的气溶胶从容器开口释放后进行水平移动。在本发明的其中一个方面，在套管和/或磁针升高和离开放置在样品处理区上的容器时，上述局部气流产生系统停止产生水平流动的气流。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0053]图1为根据本发明一个优选实施例仪器内部的第一方向内部结构立体图；
[0054]图2为根据本发明一个优选实施例仪器内部的第二方向内部结构立体图；
[0055]图3为根据本发明一个优选实施例仪器的立体图；
[0056]图4为根据本发明一个优选实施例仪器的正面剖视图；
[0057]图5为根据本发明一个优选实施例仪器的俯视剖视图；
[0058]图6a为根据本发明一个优选实施例的机构的俯视剖视图；
[0059]图6b为根据本发明一个优选实施例的机构的俯视剖视图；
[0060]图6c为根据本发明一个优选实施例的机构的俯视剖视图；
[0061]图7a为根据本发明一个优选实施例的机构的侧面剖视图；
[0062]图7b为根据本发明一个优选实施例的机构的侧面剖视图；
[0063]图8为根据本发明一个优选实施例的机构的立体图。
[0064]附图标记
[0065]I 底板50进气风扇
[0066]2 加热处理区51滤网栅一
[0067]3 非加热处理区52网滤罩一
[0068]4 套管53出气风扇
[0069]5 套管支架臂54滤网栅二
[0070]6 套管支架55网滤罩二
[0071]7 磁针56气孔区
[0072]8 磁针支架60工作台移动驱动机构
[0073]9 磁针支架端块61工作台支架
[0074]10光轴62工作台移动轴
[0075]11电机一63工作台移动机构电机
[0076]12电机二64加热槽一
[0077]13机构支架65加热槽二
[0078]14机构平台66样品处理区
[0079]15工作台系统67载物面板
[0080]16套管移动机构71顶板
[0081]17磁针推动端块72背板
[0082]18套管升降机构73侧板
[0083]19振动机构74显示屏
[0084]20偏心轮驱动电机75面板[0085]21偏心轮76进样窗
[0086]22杠杆臂731外侧板
[0087]23移动支架732内侧板
[0088]24移动支架驱动机构
[0089]25振动轮81隔热块
[0090]26套管振动推杆82固定块
[0091]31丝杆一8324 孔板
[0092]32丝杆二8496 孔板
[0093]33磁针上升机构85离心管架
[0094]34磁针支架臂86四联管
[0095]35套管支架端块87磁珠离心管
[0096]36套管升降端块88裂解液离心管
[0097]37移动支点轴 89洗脱液离心管
[0098]48磁针移动机构
【具体实施方式】
[0099]为了更好地理解和阐释本发明，下面将参照附图对本发明作进一步的详细描述。
[0100]图1和图2是采用本发明的工作台系统的用于提取生物活性物质的仪器的内部结构立体图。
[0101]所述本发明的优选实施例仪器可用于提取和纯化核酸。该仪器具有底板1，磁针7和磁针移动机构48，套管4和套管移动机构16，用于支撑所述磁针移动机构和套管移动机构的支架13，以及用于产生振动，使得套管移动机构进行上下振动的振动机构19。
[0102]套管是具有封闭底部和中空管腔的管。套管可具有例如细长的圆柱形形状。套管的材料通常是非磁性的。其材料和厚度的选择和设计为不削弱磁场或仅稍微影响磁场，但需要保证在磁针插入时能在套管外产生能够吸引磁珠或带磁珠的生物样品的磁场。
[0103]磁针能够竖直插入和脱离套管。磁针的底端(即插入套管的一端)具有磁性。当磁针插入和接触或接近套管底部时，可在套管外产生磁场，从而实现套管对套管外溶液中的磁珠或带磁珠的生物样品的吸附和脱离。在本实施例中，磁针的底部具有永磁体，由此带有磁性。在本发明的其它实施方式中,磁针可通过电磁作用产生磁性(电磁体)。
[0104]所述用于提取生物活性物质的仪器具有可水平移动的工作台系统15。在本发明的其它实施方式中，工作台系统可以是固定的，例如固定在仪器底座上，此时可通过磁针和套管系统的水平移动实现磁针和套管相对工作台的移动。
[0105]图3是上述采用本发明工作台系统的用于提取生物活性物质的仪器的立体图，其中显不了包括其外壳和外壳上的机构的仪器。
[0106]图示本发明的仪器的外壳具有顶板71、侧板73、背板72和面板75。外壳通常为金属材料例如不锈钢或铝合金制成。本发明的仪器的正前方的面板上具有进样窗76，用于放入和取出样品。进样窗具有用透明材料制成的舱门(未在附图示出)。舱门可方便地向上或向左或右方向打开和关闭。外壳可具有观察窗，供操作者观察实验进行的情况。在图示本发明的优选实施例中，进样窗和观察窗为同一部件。[0107]图示本发明的仪器的外壳具有用户界面，例如与控制装置连接的显示屏74。
[0108]另外外壳还可具有与外部设备连接的外部设备接口，各种操控开关、按键或按钮
坐寸ο
[0109]图4是上述采用本发明工作台系统的用于提取生物活性物质的仪器的主视图。工作台系统15具有载物面板67。可水平移动的工作台的移动由设置于载物面板下方的工作台移动驱动机构60控制，可以在水平方向移动。从而使得样品处理区的容器能移动到套管的下方，套管能够竖直插入和脱离样品处理区中的容器，例如离心管，PCR板和深孔板等。所述驱动机构系统包括工作台支架61，支架设于载物面板下方，用于支撑载物面板。移动轴62穿过支架61，在工作台移动机构电机63带动下支架可沿移动轴水平移动，从而使得载物面板能够移动到需要的位置，即使得放置在载物面板上的容器的管或孔根据程序控制移动到套管下方。
[0110]图5是上述采用本发明工作台系统的用于磁棒法提取生物活性物质的仪器的剖面俯视图。图6a_6c为根据本发明优选实施例的工作台的俯视图，其中在载物面板上设置了容纳样品或试剂的容器。
[0111]如图所示，工作台系统15具有载物面板67，其上具有两个样品处理区66。每个样品处理区66在其左右两端具有两个固定在载物面板67上的加热槽:加热槽一 64、加热槽二 65。样品处理区用于设置用于容纳样品或试剂的容器，如微量离心管、离心管，PCR微孔板、深孔板、微孔过滤板、管架等，所述容器可以是标准容器，例如ANSI/SBS标准的实验器皿，也可以非标准容器。
[0112]PCR微孔板是适用于磁珠法的一种培养板。常见的PCR微孔板的板的外框的长为约127.76mm±0.25mm,宽为约85.48mm±0.25mm。常见的PCR微孔板的板的高度为约
14.35mm±0.76mm。例如，具有符合ANSI SBS1-42004标准的参数的96孔标准PCR微孔板。
[0113]深孔板是适用于磁珠法的另一种培养板，具有比PCR微孔板较深的孔。常见的深孔板的板的外框的长为约127.76mm±0.25mm,宽为约85.48mm±0.25mm。例如，具有符合ANSI SBS1-42004标准的参数的96孔标准深孔培养板。常见的深孔板的板的高度为约30-50mm,例如约 32mm 和 43_。
[0114]在图示的本发明的优选实施例仪器中，工作台具有两组样品处理区66，对应两组磁针和套管。本发明的工作台系统的每个样品处理区66在其左右两端具有两个固定在载物面板67上的加热工作区2，以及这两个加热工作区中间的非加热工作区3。在本发明的一个方面，加热工作区为加热槽。在图示的本发明的优选实施例仪器中，每组样品处理区66分别包括固定在载物面板上的加热槽一 64、加热槽二 65和这两个加热槽中间的非加热工作区3。
[0115]在本发明的 一种实施方式中，非加热工作区3包括位于两个加热槽中的载物面板，用于放置容纳样品或试剂的容器，例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等标准深孔板，也可以放置非标准孔板，或单个、多个或单排离心管或离心管联管，以及可放置所述离心管或离心管联管的板等。非加热工作区3可具有用于固定所述容纳样品或试剂的容器的定位装置。在一种实施方式中，可以在非加热工作区的前后侧设置固定块82，适于限定所述容纳样品或试剂的容器在载物平台上的前后移动。前后固定块的距离与所述容纳样品或试剂的容器例如深孔板和的长度宽度相同。固定块内侧上可具有弹簧。在另一种实施方式中，在非加热工作区的前后侧设置弹性夹，利用弹性形变在前后方向上压紧培养板，限定其在载物平台上的前后移动。
[0116]在本发明的一种实施方式中，非加热工作区3具有用于放置容纳样品或试剂的容器，例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等标准深孔板，或是非标准板，或单个、多个或单排离心管或离心管联管，以及可放置所述单个、多个或单排离心管或离心管联管的板。
[0117]在本发明的其它实施方式中，非加热工作区也可以具有穿孔或槽，穿孔或槽的数量、位置和尺寸可适于所述容纳样品或试剂的容器的孔的数量、位置和尺寸，使得所述容器可以插入所述穿孔或槽，达到固定所述容器的作用。
[0118]本发明的工作台系统的每个样品处理区66在其两端设置有两个固定在载物面板上的加热工作区2。加热工作区可设置用于容纳样品或试剂的容器，如微量离心管、离心管。加热工作区可对所述容器进行加热。在图示的本发明的工作台系统中，加热工作区是可装卸的加热槽，分别为加热槽一 64和加热槽二 65。加热槽可采用导热的材料制备，例如不锈钢、铝等金属。加热槽具有长方体槽体，其上以居中的方式设有用于安放样品管的多个槽孔。槽孔的深度和孔径与适于放置在加热槽的槽孔的用于容纳样品或试剂的容器的高度和孔径对应。在加热槽的槽孔的用于容纳样品或试剂的容器的高度和孔径可与在非加热工作区放置的容器对应。在 本发明的一个方面，放置在加热槽的槽孔的容器的孔径具有与在非加热工作区放置的容器的管或孔相同的孔径。在本发明的一个方面，加热槽和放置在加热槽的槽孔的容器的设置使得所述容器插入槽孔后其管口距离载物面板上表面的高度与在非加热工作区放置的容器的高度相同或相似，即使得放置在加热槽的槽孔的容器的管口高度与非加热工作区放置的容器的上表面基本水平。
[0119]加热槽是可装卸的，可以根据不同的处理对象更换具有不同数量槽孔和不同孔径的加热槽。例如，对应24孔和96孔PCR微孔板或深孔板可采用具有6个或12个槽孔的加热槽。加热槽可以通过例如设于槽体底部的加热槽凸块与载物面板上的凹槽配合。载物面板上的凹槽的长度、宽度和深度可以是固定的，由此可以固定设于槽体底部的凸块的长度、宽度和高度，而只是改变槽体的长度和宽度，就可以获得可用于同一载物面板的一系列具有不同半径或数量的槽孔而适合用于不同应用对象的加热槽。
[0120]加热槽的设置可以高出载物面板表面，例如加热槽槽体位于载物面板表面，加热槽凸块凸块嵌入载物面板。加热槽也可以都嵌入载物面板，例如加热槽上表面与载物面板表面平行。
[0121]加热槽的槽体可以通过各种常用的方式加热。例如，可以在槽体的下半部分设置沿槽体长度方向穿过整个槽体的金属制的加热管，通过电热作用使加热管产生热量，从而使整个槽体温度上升，以对放置在槽体中的样品管加热。另外，例如可通过半导体温控(或称为电子温控)方式。半导体温控的工作运转是用直流电流加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现加热。槽体的温度可以高达约200°C，常见的温度范围为约100-200°C，优选为约 120-180°C。
[0122]在本发明的其中一个方面，在加热槽的周围可设置隔热块，一方面可以防止操作人员接触加热槽而受到伤害，另一方面可以防止热量传导到非加热工作区，影响非加热工作区的容器中的反应的温度条件，以及防止导致放置在非加热工作区的容器中的溶液挥发，也影响容器中的反应条件。防热块可以由不导热的材料例如橡胶或塑料制成。[0123]在本发明的一个方面，加热槽的隔热块可用于限定放置在非加热工作区3的容纳样品或试剂的容器的位置。例如，隔热块为中空的长方体，加热槽可嵌入隔热块的中空部分。隔热块的边框的厚度可设置为使得两个加热槽的隔热块之间的距离与对放置在非加热工作区的容器(例如24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等标准深孔板或非标准板，或放置离心管或离心管联管的板等)的宽度相同，由此限定所述容器的左右移动。
[0124]本发明的其中一个优点在于，非加热工作区和其两端的两个加热工作区的设置使得在加热工作区和非加热工作区中处理的样品是有效地分离的。有效的分离是指，加热工作区与非加热工作区容纳待处理样品或试剂的区域在工作平台上相距一定距离，以使得加热工作区产生的热量不会对在非加热区处理的样品产生有效的影响。在本发明的其中一个方面，加热工作区(例如加热槽)的设置可以使得两个加热工作区与最接近其的放置在非加热工作区的或非加热工作区具有的用于容纳样品或试剂的孔(例如设置在非加热区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的最靠近加热区的孔，或设置在非加热区的离心管或离心管联管中最靠近加热区的孔等)的距离D大于约5mm,优选大于约IOmm,最优选大于约15mm。例如D为约5-60mm，优选约10_40mm，最优选约15_35mm。其中，术语“用于容纳样品或试剂的孔”是指用于容纳样品或试剂的容器中容纳样品或试剂的空穴，其可以是凹孔、井或槽的形式。“有效的影响”一般是指非加热区处理的样品由于加热工作区产生的热量导致影响反应的温度上升和/或样品蒸发引起的体积变化等。在现有技术中，对同一培养板的相邻两个(或两排)样品孔分别进行加热和不加热处理，这样会造成不需要加热的样品孔中温度的升高，从而导致生物样品的提取效果变劣。[0125]在本发明的一个方面，两个加热区(例如加热槽)之间的距离Dl大于90mm，优选大于105mm,最优选大于120mm。例如Dl为约90-160mm,优选约105-150mm,最优选约120-140mm。优选的，所述加热区为加热槽，两个加热槽的中心距离D2大于约110mm，优选大于约115mm,最优选大于约120mm。例如D2为约110-200mm,优选约115-180mm,最优选约120-160mmo
[0126]在本发明的一个方面，加热区(例如加热槽)与非加热区具有的或设置在非加热区的用于容纳样品或试剂的容器(例如设置在非加热区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或设置在非加热区的离心管或离心管联管等)没有接触。优选的，加热区(例如加热槽)与放置在非加热区的用于容纳样品或试剂的容器距离D3为大于约3mm，优选大于约10mm，最优选大于约15mm。例如D3为约3-60mm,优选约10-40mm,最优选约15_35mm。在本发明的其中一个方面，在加热区和非加热区之间还具有隔热块。
[0127]本发明的另外一个优点在于，由于在每个样品处理区采用了两个加热区，可以在提取生物活性物质特别是核酸的最后一个步骤(通常是洗脱和溶解核酸步骤)方便地对样品进行加热，大大提高提纯的效果。而且，由于第二个加热区和非加热区是分开的，在第二个加热区的容器可独立于非加热区的容器地取出，便于进一步的处理。例如，当使用本发明的仪器和方法提取生物活性物质(例如核酸)时，在第二个加热区的容器(例如离心管或微量离心管)用于洗脱和溶解所述生物活性物质(例如核酸)。这些容器(例如离心管或微量离心管)可独立取出，便于自动化地进行移液等进一步处理。而现有技术中通常在同一培养板上进行洗脱和溶解所述生物活性物质，最后获得的生物活性物质不便于进一步处理，而需要从该培养板上手动吸出，或是对整块板进行操作。[0128]另外，在提取生物样品的方法中，容纳样品和试剂的容器中液体的体积对提取效果的影响巨大，上述本发明的非加热工作区和其两端的两个加热工作区的设置，特别是第二个加热区的设置，避免或大大减少了非加热工作区的容器中的液体的挥发，保证了实验的准确性和效果。
[0129]在本发明的一个方面，本发明的工作台系统适用于24孔或96孔深孔板或PCR微孔板，例如符合ANSISBS1-42004标准的参数的96孔标准板。24孔板为4X6型，即具有4排每排6个孔。24孔板孔径可为约18mm,板为长方形,其外框的长为约127.76mm±0.25mm,宽为约85.48mm±0.25mm。96孔板为8X 12型，即具有8排每排12个孔。96孔板孔径可为约9mm,板为长方形，其外框的长为约127.76mm±0.25mm,宽为约85.48mm±0.25mm。
[0130]本发明的工作台系统使得磁棒法提取仪能够方便地用于处理单个或数个样品，也可以处理大通量的样品。 [0131]如图6a_6c所不,在本发明的其中一个方面，在一个样品处理区66中所述两个固定在载物面板上的加热工作区2 (例如加热槽64，65)的设置使得在所述两个加热工作区之间可以水平放置一块24孔或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置离心管或离心管联的板(其具有与24孔或96孔PCR微孔板或深孔板相同的长度和宽度)，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的长边(即24孔板的每排6个孔的排列方向或96孔板的每排12个孔的排列方向)与加热工作区(例如加热槽)平行。优选的，所述PCR微孔板或深孔板居中设置在两个加热工作区之间。优选的，所述PCR微孔板或深孔板为标准深孔板，例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004标准的参数的96孔标准板，其外框的长为127.76mm±0.25mm,宽为85.48mm±0.25mm。为了满足加热工作区和非加热区处理样品的区域在工作平台上相距一定距离，以使得加热工作区处理样品产生的热量不会对在非加热区处理的样品产生有效的影响，其中两个加热区(例如加热槽)与最接近其的非加热区的用于放置容器的孔(例如设置在非加热区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板中最靠近加热槽的孔)的距离D大于5mm，优选大于IOmm,最优选大于15mm。例如D为约5-60mm,优选约10-40mm,最优选约15_35mm。在本发明的一个实施方式中，两个固定在载物面板上的加热工作区为加热槽，两个加热槽的距离Dl大于90mm,优选大于105mm,最优选大于120mm。例如Dl为约90-160mm,优选约105-150mm,最优选约120_140mm。两个加热槽的中心的距离D2大于IlOmm,优选大于120mm,最优选大于130mm。例如D2为约110-200mm，优选约115_180mm，最优选约120-160mm。在本发明的又一个优选实施方式中，在加热槽外设置隔热块，隔热块为中空的长方体，加热槽可嵌入隔热块的中空部分。隔热块的边框的厚度可设置为使得两个隔热块之间的距离与放置在非加热工作区的24孔或96孔PCR微孔板或深孔板的宽度相同。在本发明的又一个优选实施方式中，所述PCR微孔板或深孔板或板的边框与其相距较近的加热工作区(例如加热槽)的距离D3为约5-20mm,优选大于约5mm,最优选为大于约10mm。
[0132]磁棒法提取生物活性物质，例如提取核酸的方法通常包括以下步骤:a)通过将样品与裂解液(lysis buffer)和/或蛋白酶K接触,在约50_60°C下温育,裂解生物样品；b)加入磁珠，在使用前充分混匀磁珠；c)加入结合液(binding buffer),静置；d)分别用洗漆液 I (wash buffer I)、洗漆液 II (wash buffer II)和洗漆液 III (wash buffer III)洗漆三次；e)用洗脱液(elution buffer)洗脱核酸。
[0133]在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，结合液可在步骤a)加入到裂解液中，即步骤C)是可以合并到步骤a)的。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，在步骤b)和d)之间具有入核酸助沉剂(Acryl Carrier)的步骤。
[0134]其中的试剂,如裂解液(lysis buffer)、结合液(binding buffer)、洗漆液1-1II(wash buffer)和洗脱液(elution buffer)可事先放置/封存在容器中，也可在进行提取前加入。磁珠通常需要在使用前对容纳磁珠的容器进行离心，以使磁珠充分混匀或集中在该容器底部。
[0135]在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸时，可以在放置在工作台上的容器(例如离心管、深孔板等)加入生物样品和/或试剂，然后通过套管在容器中的上下移动或振动，可以对容器中的试剂和样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应。另外可以通过将套管和磁针同时插入容器，由此令套管外产生磁场，从而实现套管对容器内溶液中的磁珠或带磁珠的生物样品的吸附。在磁针离开套管时，套管外磁场消失，从而实现磁珠或带磁珠的生物样品脱离套管，即释放磁珠或带磁珠的生物样品。由此可以通过套管和磁针在不同容器中移动，达到转移磁珠或带磁珠的生物样品的目的。
[0136]在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸的方法中，通常包括以下步骤:a)通过将样品加入容纳裂解液(lysis buffer)的容器a,在约50_60°C下温育；b)通过磁针和套管将磁珠从容纳磁珠的容器b中将磁珠吸附和转移到上述容器a，任选的，在使用离心容纳磁珠的容器；c)任选的，通过磁针和套管将容器a中的磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳结合液(binding buffer)的容器c ;d)将上述磁珠或结合磁珠的样品依次吸附和转移到容纳洗漆液I (wash buffer I)、洗漆液II (wash buffer II)和洗涤液III (wash buffer III)的容器dl，容器d2和容器d3; e)将经过步骤d)中的磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳洗脱液(elution buffer)的容器e,约50_60°C下温育。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，结合液可在步骤a)加入到裂解液中，即步骤c)是可以合并到步骤a )的。在用于某些生物材料(例如病毒)中提取核酸时，步骤b)和d )之间具有将磁珠或结合磁珠的样品吸附和转移到容纳核酸助沉剂(AcryI Carri er )的容器的步骤。
[0137]在本发明的其中一种利用本发明的仪器或工作台系统通过磁棒法提取核酸的仪器和方法中，其用于处理大通量的样品。
[0138]如图6a所示，在本发明的其中一个方面，前述本发明的工作台系统中，载物面板具有两个样品处理区66，每个样品处理区的左右两端固定有两个加热槽64和65，两个加热槽的距离Dl约120-140_。两个加热槽的中心的距离D2约130-150mm。每个加热槽具有6个槽孔，在所述两个加热槽中间居中水平设置一块24孔深孔板83。其中所述深孔板的长边(即24孔深孔板的每排6个孔的排列方向)与加热槽平行，每个加热槽的6个槽孔分别与24孔标准深孔板的6个横排(即每排4个孔的排)在一条直线上。深孔板可居中设置在两个加热槽之间。加热槽外具有隔热块81，隔热块为中空的长方体，加热槽嵌入隔热块的中空部分。隔热块的边框的厚度设置为与24孔深孔板的长边和加热槽之间的距离相等，即两个加热槽的隔热块之间的距离D2与所述24孔深孔板的宽度相同。24孔深孔板的上下两侧被设置在载物面板上的固定块82限制。在加热槽的槽孔可放置离心管，所述离心管可为圆柱形。所述离心管孔径可与所述标准24孔的孔径相同或相似。在采用前本述发明的工作台系统通过磁棒法提取核酸的方法中，可以在加热槽一的离心管容纳裂解液；在24孔深孔板的3个竖排(即每排6个孔的排)中可依次容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III ;任选的，还可以在24孔深孔板的一个竖排中容纳磁珠或结合液或核酸助沉剂；以及在加热槽二的离心管容纳洗脱液。加热槽一的试剂的温度可以设为约50-60°C，加热槽二的试剂的温度可以设为约50-60°C。对应的，采用上述本发明的工作台系统的生物活性物质提取仪的磁棒和套管系统的两个支架臂上各装配6套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先将样品加入加热槽一的离心管(即容纳裂解液的离心管)。在程序控制下，磁棒和/或套管依次插入和离开容纳裂解液、洗涤液1、洗涤液I1、洗涤液III和洗脱液的容器中，完成生物活性物质例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和离开容纳裂解液的容器之前还可以包括插入和离开容纳磁珠的容器的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳结合液的容器的步骤。
[0139]在本发明的一个方面，上述容纳试剂的孔可以密封，即密封容纳前述试剂。优选的，前述24孔深孔板为符合ANSISBS标准的参数的24孔标准深孔培养板，其外框的长为127.76mm±0.25mm,宽为85.48mm±0.25mm,孔径为约18mm。在本发明的一个方面，所述加热槽的槽孔适于插入孔径为约18mm的离心管。在本发明的一个方面，所述离心管和加热槽的设置使得离心管插入槽孔后其管口距离载物面板上表面的高度与所述深孔板的高度相同或相似，即使得离心管的管口高度与深孔板的上表面基本水平。
[0140]如图6b所示，在本发明的其中一个方面，前述本发明的工作台系统中，载物面板具有两个样品处理区66，每个样品处理区的左右两端固定有两个加热槽64和65，两个加热槽的距离Dl约120-140_。两个加热槽的中心的距离D2约130-150mm。每个加热槽具有12个槽孔，在所述两个加热槽中间居中水平设置一块96孔深孔板84。其中所述深孔板的长边(即96孔深孔板的每排12个孔的排列方向)与加热槽平行，每个加热槽的12个槽孔分别与96孔深孔板的12个横排(即每排8个孔的排)在一条直线上。深孔板可居中设置在两个加热槽之间。加热槽外具有隔热块81，隔热块为中空的长方体，加热槽嵌入隔热块的中空部分。隔热块的边框 的厚度设置为与96孔深孔板的长边和加热槽之间的距离相等，即两个加热槽的隔热块之间的距离与所述96孔深孔板的宽度相同。96孔深孔板的上下两侧被设置在载物面板上的固定块82限制。在加热槽的槽孔可放置离心管，所述离心管为圆柱形。孔径可与所述标准96孔的孔径相同或相似。在采用前本述发明的工作台系统通过磁棒法提取核酸的方法中，可以在加热槽一的离心管容纳裂解液；在96孔深孔板的3个竖排(即每排12个孔的排)中可依次容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III ;任选的，还可以在96孔深孔板的竖排中容纳磁珠和/或结合液和/或核酸助沉剂；以及在加热槽二的离心管容纳洗脱液。加热槽一的试剂的温度可以设为约50-60°C，加热槽二的试剂的温度可以设为约50-60°C。对应的，采用上述本发明的工作台系统的生物活性物质提取仪的磁棒和套管系统的两个支架臂上各装配12套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先将样品加入加热槽一的离心管(即容纳裂解液的离心管)。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和离开容纳裂解液、洗涤液1、洗涤液I1、洗涤液III和洗脱液的容器中，完成生物活性物质例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和离开容纳裂解液的容器之前还可以包括插入和离开容纳磁珠的容器的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳结合液的容器的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳核酸助沉剂的容器的步骤。[0141]在本发明的一个方面，上述容纳试剂的孔可以密封，即密封容纳前述试剂。优选的，前述96孔深孔板为符合ANSISBS标准的参数的96孔标准深孔培养板，其外框的长为127.76mm±0.25mm,宽为85.48mm±0.25mm,孔径为约9mm。在本发明的一个方面，所述加热槽的槽孔适于插入孔径为约9mm的离心管。在本发明的一个方面，所述离心管和加热槽的设置使得离心管插入槽孔后其管口距离载物面板上表面的高度与所述深孔板的高度相同或相似，即使得离心管的管口高度与深孔板的上表面基本水平。
[0142]上述本发明的设备和方法也可以用于处理单个或数个样品。
[0143]在本发明的其中一种利用本发明的工作台系统通过磁棒法提取核酸的方法中，其工作实施方式用于处理单个或少数几个样品(通常为少于6个)。
[0144]如图6c所示，在本发明的其中一个方面，采用本发明的工作台系统和方法处理I个至5个样品。对应的，在前述本发明的工作台系统中，载物面板具有两个样品处理区，每个样品处理区的两端固定有两个加热槽64和65,两个加热槽的距离Dl约120-140mmm。两个加热槽的中心的距离D2约130-150mm。每个加热槽具有5个槽孔。在所述两个加热槽之间设置一至五个四联管86，所述四联管上有4个离心管。每个四联管的4个离心管与两个加热槽的对应的槽孔在一条直线上。所述四联管可固定在放置在载物面板的离心管架85上。所述离心管架85可为具有供所述一个或多个四联管插入的槽或孔的平板。优选的，所述离心管架具有与符合ANSISBS12004和ANSISBS22004标准的参数的96孔标准深孔培养板同样的长度和宽度，即长为127.76mm±0.25mm,宽为85.48mm±0.25mm。由此,在非加热工作区的前后侧设置的适用于固定所述标准深孔培养板的固定块82也可用于固定所述离心管架。所述四联管也可固定在载物面板的槽或孔中。加热槽二外可具有隔热块，隔热块为中空的长方体，加热槽嵌入隔热块的中空部分。隔热块的边框的厚度可设置为与放置所述四联管的离心管架和加热槽之间的距离相等。在加热槽的槽孔可放置离心管，所述离心管为圆柱形，孔径可与所述四联管的孔径相似。另外，在加热槽一的每个槽孔与对应的四联管之间还可设置一个磁珠离心管87，其可用于封装磁珠。磁珠离心管可方便地取出，以便在提前生物活性物质的步骤开始之前进行震荡和/或离心，达到反应前充分混匀磁珠的目的。所述磁珠离心管可固定在前述用于固定四联管的离心管架上，也可固定在载物面板的槽或孔中。
[0145]在采用前本述发明的工作台系统通过磁棒法提取核酸的方法中，可以在加热槽一的离心管容纳裂解液；在四联管的3个孔中可依次容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III ；任选的，还可以在四联管的一个孔中容纳结合液和/或核酸助沉剂；以及在加热槽二的离心管容纳洗脱液。任选的，还可以在所述磁珠离心管中容纳磁珠。加热槽一的试剂的温度可以设为约50-60°C，加热槽二的试剂的温度可以设为约50-60°C。对应的，采用上述本发明的工作台系统的生物活性物质提取仪的磁棒和套管系统的两个支架臂上各装配I至5套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先将样品加入加热槽一的离心管(即容纳裂解液的离心管)。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和离开容纳裂解液、洗涤液1、洗涤液I1、洗涤液III和洗脱液的容器中，完成生物活性物质例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和离开容纳裂解液的容器之前还可以包括插入和离开磁珠离心管的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开磁珠离心管之前还可以包括将磁珠离心管离心的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳结合液的容器的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳核酸助沉剂的容器的步骤。加热槽一的试剂的温度可以设为约50-60°C，加热槽二的试剂的温度可以设为约50-60。。。
[0146]在本发明的一个方面，上述容纳试剂的孔可以密封，即密封容纳前述试剂。
[0147]在本发明的其中一个方面，所述四联管和固定所述四联管的离心管架或载物面板的槽或孔的设置使得四联管管口距离载物面板上表面的高度与前述标准深孔板的高度相同或相似，即使得四联管的离心管的管口高度与标准深孔板水平置于载物面板时的上表面基本水平。在本发明的又一个方面，在加热槽一的每个槽孔与对应的四联管之间还设置一个磁珠离心管，所述磁珠离心管的孔径与四联管的相同或相似。优选的，所述磁珠离心管和固定所述磁珠离心管的离心管架或载物面板的槽或孔的设置使得磁珠离心管管口距离载物面板上表面的高度与前述标准深孔板的高度相同或相似，即使得磁珠离心管的管口高度与标准深孔板水平置于载物面板时的上表面基本水平。
[0148]在本发明的其中一个方面，在前述本发明的工作台系统中，在加热槽一的槽孔设置裂解液离心管88。在加热槽二的槽孔设置洗脱液离心管89。在加热槽一的每个槽孔与对应的四联管之间还可设置一个磁珠离心管87，其可用于封装磁珠。磁珠离心管可方便地取出，以便在提前生物活性物质的步骤开始之前进行震荡和/或离心，达到反应前充分混匀磁珠的目的。
[0149]在采用前本述发明的工作台系统通过磁棒法提取核酸的方法中，可以在加热槽一的裂解液离心管容纳裂解液；在四联管的3个孔中可依次容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III ;任选的，还可以在四联管的一个孔中容纳结合液和/或核酸助沉剂；以及在加热槽二的洗脱离心管容纳洗脱液。任选的，还可以在所述磁珠离心管中容纳磁珠。加热槽一的试剂的温度可以设为约50-60°C，加热槽二的试剂的温度可以设为约50-60°C。
[0150]对应的，采用上述本发明的工作台系统的生物活性物质提取仪的磁棒和套管系统的两个支架臂上各装配I至5套磁棒和套管。在上述方法中，可以首先将样品加入加热槽一的裂解液离心管。在程序控制下，磁棒和套管依次插入和离开容纳裂解液、洗涤液1、洗涤液
I1、洗涤液III和洗脱液的容器中，完成生物活性物质例如核酸的提取。在磁棒和/或套管插入和离开容纳裂解液的容器之前还可以包括插入和离开磁珠离心管的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开磁珠离心管之前还可以包括将磁珠离心管离心的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳结合液的容器的步骤。在磁棒和/或套管插入和离开容纳洗涤液I的容器之前还可以包括插入和离开容纳核酸助沉剂的容器的步骤。
[0151]本发明的工作台系统的设计使得核酸提取仪的自动化进一步提高，并且能够同时适用各种标准培养板，以及同时可以用于个别或大通量核酸提取的需要。
[0152]本发明的仪器还可具有局部气流产生系统。通过采用产生局部气流来改善磁棒法提取生物活性物质的 微环境，从而有效降低气溶胶在磁棒法提取时导致的污染。在采用磁棒法的生物活性物质提取仪中，套管与容纳样品或试剂的容器中的液体接触，有机会生成气溶胶。在本发明中，所述微环境优选配置为在生物活性物质提取仪中开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域产生水平流动的局部气流，使得套管与容器中的液体接触产生的气溶胶从容器开口释放后进行水平移动，从而防止带有生物样品的气溶胶漂移到其它容器中导致污染。本发明的方法和仪器特别适用于提取核酸。
[0153]如图3和4所示，本发明的仪器外壳的两个侧板具有水平对称的开孔，形成气流产生系统的气流通道。开孔设置的高度使得通过这两个开孔的水平流动的气流可通过开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域。可根据采用的容器以及所述容器在样品处理区上的放置方式决定开孔的高度。开孔的高度可以设置为开孔底部与放置在样品处理区上的容器的顶部相同或略低于所述顶部。为了兼容各种容器，开孔的高度可以设置为开孔底部与放置在样品处理区上的高度最低的容器的顶部相同或略低于所述顶部。在本发明的一个方面，开孔的底部比载物面板的上表面高约0-50mm,优选最优选约5_10mm。[0154]在本发明的一个方面，载物面板上的非加热工作区用于设置PCR微孔板，所述PCR微孔板可平放在载物面板上，其高度通常为约10-20mm，优选约13_16mm。在本发明的一个发明，载物面板上的非加热工作区用于设置深孔板，所述深孔板可平放在载物面板上，其高度通常为约30-50mm,优选38-45mm,最优选约40_43mm。另外,载物面板上的加热工作区为加热槽，在加热槽中放置的容器为离心管或微量离心管，放置在加热槽的槽孔中。所述离心管和加热槽的设置使得离心管插入槽孔后其管口距离载物面板上表面的高度与所述PCR微孔板或深孔板的高度相同或相似，即使得离心管的管口高度与所述PCR微孔板或深孔板的上表面基本水平。例如，在如图所示的本发明实施方式中，加热槽比载物面板高约10mm，如果非加热区的容器为PCR微孔板，则放置在加热槽的离心管顶部比加热槽顶部高约1-1Omm,优选约3_6mm,最优选为4.35mm±0.76mm。如果非加热区的容器为板高为30_50mm的深孔板，则放置在加热槽的离心管顶部比加热槽顶部高约20-40mm。为了兼容各种容器，开孔的高度可以设置为开孔底部与放置在样品处理区上的高度最低的容器的顶部相同或略低于所述顶部。由此，可设置开孔的底部比载物面板的上表面高约0-15mm，优选3-15mm，最优选约5-10mm。
[0155]开孔可以为气孔区56。气孔区56可为长方形。长方形气孔区的长度(即气孔区的水平长度)与放置在样品处理区上的容器相适应。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的长度设置为与支架臂的长度相同或相近。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的长度设置为与24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004标准的参数的96孔标准板)的长边相等或大于所述长边，优选的，所述长方形气孔区的长度大于约127.76mm，例如为约127_140mm，优选为约128_135mm。长方形气孔区的宽度(即所述气孔区的垂直长度)适于形成水平流动的局部气流，并能兼顾各种高度的放置在样品处理区上的容器的高度。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的宽度设置为约30-80_，优选为约40-70mm,最优选为约50_65mm。长方形气孔区的底部距离载物面板上表面的高度与放置在样品处理区上的容器的顶部相同或略低于所述顶部。例如，设置开孔区的底部比载物面板高约5_15mm,优选5_10mm。
[0156]在本发明的其它实施方式中，可以通过在侧板设置可上下移动的开孔来调整开孔的高度，使得通过这两个开孔的水平流动的气流可通过开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域。
[0157]在本发明的其它实施方式中，可以通过在设置可上下移动的工作平台系统，使得载物面板可以调整高度，使得放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域与通过两个开孔的水平位置相同或相似。[0158]在本发明的其中一种实施方式中，侧板73包括外侧板731和内侧板732。
[0159]在外侧板可开设圆形开孔，适于安装风扇。
[0160]内侧板的开孔为长方形气孔区56。长方形气孔区的长度(即气孔区的水平长度)与放置在样品处理区上的容器相适应。在本发明的其中一种实施方式中，长方形气孔区的长度设置为与24孔板或96孔板(例如符合ANSISBS12004和ANSISBS22004标准的参数的96孔标准板)的长边相等或大于所述长边，例如为约127-140_，优选为约128-135_。长方形气孔区的宽度设置为40-70mm，最优选为约50_65mm。长方形气孔区的底部距离载物面板上表面的高度与放置在样品处理区上的容器的顶部相同或略低于所述顶部。在如图所示的本发明实施方式中，设置开孔的底部比载物面板的上表面高约0-15mm，优选3-lOmm，最优选5-10mmo
[0161]在本发明的另一种实施方式中，在仪器外壳侧板开孔的外侧设置导管(图上未示出)。所述导管的一端与外侧板上的开孔的外缘密封性连接，另一端与指定位置连接。在本发明的一种实施方式中，连接出气的开孔的导管的一端与所述开孔连接，另一端开口设置在指定区域，例如与仪器所在房间隔离的房间，从仪器内部流出的气体只能沿导管进入指定区域，由此保证仪器内 的生物物质例如核酸不会对仪器所在房间造成污染。在本发明的一种实施方式中，连接进气的开孔的导管的一端与所述开孔连接，另一端开口在仪器所在房间隔离的房间或提供无污染气体的区域，由此，由此保证进入仪器内部或仪器所在房间的气体没有受到其它生物物质的污染。
[0162]图示本发明的仪器的外壳外侧板的两个开孔内都设置风扇。风扇放置在外侧板的开孔内。其中一个风扇为进气风扇50，放置在外侧板731的开孔内，内侧板设置气孔56。进气风扇50产生的气流为从仪器外部进入仪器内部。另一个风扇为抽气风扇53,产生的气流为从仪器内部进入仪器外部。风扇被设置为产生水平流动的气流。
[0163]在本发明的另一实施方式中，可以只有进气风扇或抽气风扇。
[0164]本发明仪器的气流产生系统的气流源也可以为气压差产生系统，例如在出气开孔外设置的产生负压的机构。
[0165]图示本发明的仪器中，在进气风扇50的外侧设置滤网栅一 51，滤网栅一 51外侧设置网滤罩一 52。另外，在出气风扇53的外侧设置滤网栅二 54，滤网栅二 54外侧设置网滤罩二 55。本发明采用的滤网栅可以为生化过滤网，过滤棉，生化毡，塑料过滤网等。本发明采用的滤网栅的筛孔尺寸通常为大于或等于0.045_。所述滤网栅的滤网目数为小于或等于325目。滤网目数一般定义是指在I英寸*1英寸的面积内有多少个网孔数，即筛网的网孔数，物料能通过该网孔即定义为多少目数。如200目，就是该物料能通过I英寸*1英寸内有200个网孔的筛网。滤网栅一可以防止外界空气未经过滤进入仪器，避免进入仪器内部或仪器所在房间的气体受到灰尘和/或其它生物物质的污染。滤网栅二可以防止仪器内空气未经过滤溢出仪器，也可防止对仪器所在房间的气体造成污染。
[0166]本发明中气流产生系统产生的水平通过样品处理区上容器的开口的上部区域的局部气流的速度为约0.3-0.8米/秒，优选约0.4-0.7米/秒，最优选约0.45-0.5米/秒。
[0167]在采用磁棒法的生物活性物质提取仪中，套管与容纳样品或试剂的容器中的液体接触，有机会生成带有生物样品的气溶胶。所述局部气流有助于防止套管与放置在样品处理区上的容器内的样品或试剂(通常为液体)接触产生的气溶胶在溢出容器后漂移到其它容器中导致污染。
[0168]在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸时，包括套管和/或磁针在放置在样品处理区上的容器内振动从而对容器中的试剂和/或样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应的步骤。在本发明的一个方面，在套管和/或磁针在容器内振动时，通过上述局部气流产生系统在开口向上放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域产生水平流动的局部气流。在使用本发明的仪器进行提取生物活性物质，例如提取核酸时，包括套管和/或磁针升高和离开放置在样品处理区上的容器，从而实现转移磁珠或结合磁珠的生物物质的步骤。在本发明的一个方面，在套管和/或磁针升高和离开放置在样品处理区上的容器时，上述局部气流产生系统停止产生水平流动的气流。
[0169]在本发明中，所述气流产生系统还具有控制系统，用于控制所述局部气流的产生与否和产生的气流的速度。在本方面的一个方面，所述控制系统可在套管和/或磁针升高和离开放置在样品处理区上的容器时，使得局部气流产生系统停止产生水平流动的气流。在本方面的另一个方面，所述控制系统可以控制气流源，例如风扇，产生的气流的速度。
[0170]如图所示，所述用于提取生物活性物质的仪器具有磁针7和磁针移动机构48。磁针移动机构48包括磁针支架8和磁针上升机构33。
[0171]磁针支架8包括磁针支架端块9和磁针支架臂34。磁针可拆卸地固定在磁针支架臂上。在图示本发明的优选实施例的用于提取生物活性物质的仪器中，磁针支架具有两条平行设置的磁针支架臂。磁针支架也可以只有一条磁针支架臂，也可以是超过两条。每个磁针支架臂可固定的磁针的数量可根据需要调整，通常每组为1-12根磁针，常见的为4根、6根或12根磁针。在另一个实施例，磁针支架臂可固定磁针组，每个磁针组具有多排磁针，例如对应培养板的24个磁针(排列形式为4X6)，96个磁针(排列形式为8 X 12)等。在本实施例中，磁针的底部具 有永磁体，由此带有磁性。在本发明的其它实施方式中，磁针也可通过电磁作用产生磁性。
[0172]磁针上升机构包括磁针推动端块17，电机12，丝杠二 32和螺母传动副，电机通过丝杠和螺母传动副带动推动端块17向上运动。磁针推动端块17设置在磁针支架端块9下方。磁针推动端块可与磁针支架端块接触。当电机通过丝杠和螺母传动副带动推动端块向上运动时，磁针推动端块与磁针支架端块接触，并推动磁针支架端块向上运动，从而推动磁针支架向上运动。
[0173]所述用于提取生物活性物质的仪器还具有套管4和套管移动机构16。套管移动机构包括套管支架6和套管升降机构18。套管支架包括套管支架端块35和套管支架臂5。在图示本发明的优选实施例的用于提取生物活性物质的仪器中，套管支架具有两条平行设置的套管支架臂。套管支架也可以只有一条套管支架臂，也可以是超过两条。套管可拆卸地固定在套管支架臂上。每个套管支架臂可固定的套管的数量可根据需要调整。套管的数量可根据需要调整，通常每组为1-12根套管。常见的为4根、6根或12根套管。在另一个实施例，套管支架臂可固定套管组，每个套管组具有多排套管，例如对应培养板的24个套管(排列形式为4X6)，96个套管(排列形式为8X 12)等。
[0174]套管升降机构包括套管升降端块36，电机11，丝杠一 31和螺母传动副。电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向上或向下运动。套管升降端块设置在套管支架端块下方。套管升降端块可与套管支架端块的接触。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向上运动时，套管升降端块可与套管支架端块接触，并推动套管支架端块向上运动，从而推动套管支架向上运动。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向下运动时，套管支架端块根据重力作用与套管升降端块同步向下运动，从而带动套管支架向下运动。
[0175]套管升降端块36与套管支架端块35是可分离的，由此实现套管的振动与上下移动可独立地由不同机构操控。
[0176]套管升降端块设置于套管支架端块35下方。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向上运动时，推动套管支架向上运动。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向下运动时，套管支架端块根据重力作用与套管升降端块同步向下运动，从而带动套管支架向下运动。
[0177]在图示本发明的优选实施例的用于提取生物活性物质的仪器中，套管支架端块下方设置套管振动推杆26,其与振动机构连接,传导振动。
[0178]在图示本发明的优选实施例的用于提取生物活性物质的仪器中，套管升降端块设置在套管支架端块下方，其上表面的长度和宽度与套管支架端块的下表面相同，可以对套管升降端块起支撑和推动作用。在套管升降端块中间具有空腔。套管振动推杆也设置在套管支架端块下方，其上表面长度与宽度比套管支架端块的下表面小。在套管升降端块中间具有空腔，可让套管振动推杆穿过，套管振动推杆的上端与套管支架端块接触，下端与设置在套管移动机构下方的振动机构接触。
[0179]在本发明的一个方面，磁针推动端块17与磁针支架端块9是可分离的。磁针推动端块与磁针支架端块的一侧接触。当电机通过丝杠和螺母传动副带动推动端块向上运动时，通过磁针支架端块推动磁针支架向上运动。这样可以使磁针向上从套管中脱离。磁针支架的向下运动是根据重力作用。本发明的仪器的磁针推动端块与磁针支架是可分离的，这种设计可以实现磁针端头与套管底部的充分密切接触，简化了对电控部分的要求，防止磁针冲击套管底部的现象发生。
[0180]图7a示出所述仪器在磁针插入套管时的工作状态。磁针4插入套管，其底端与套管的底部接触。此时磁针推动端块17与磁针支架端块9分离，磁针支架8由套管支架6支撑并随套管支架一同运动。另一种实施方式是磁针4插入套管，到达预定的最接近套管的底部的位置，此时磁针推动端块17与磁针支架端块9分离，磁针支架由套管支架支撑并随套管支架一同运动。预定的磁针底端到达最接近套管底部的位置可由套管支架6和磁针支架8的设置来限定，例如设置为磁针支架臂与套管支架臂接触，或磁针支架臂与套管支架臂上设置的凸件接触，所述凸件可为缓冲材料制备。
[0181]图7b示出套管与磁针分离的工作状态。磁针推动端块17与磁针支架端块9的一侧接触。当电机通过丝杠和螺母传动副带动磁针推动端块向上运动时，通过磁针支架端块推动磁针支架向上运动，磁针与套管分离。
[0182]另外，套管升降端块35与套管支架端块36接触，电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向上运 动时，推动套管支架向上运动。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向下运动时，套管支架在重力作用下随套管升降端块向下运动。
[0183]当需要套管通过振动从而洗脱套管外吸附的磁珠或带磁珠的生物样品时，磁针支架端块推动磁针支架向上运动，套管与磁针分离。套管升降端块与套管支架端块脱离接触。套管支架在振动机构作用下发生振动。
[0184]当需要套管插入或样品区的离心管或深孔板的孔时，套管升降端块35与套管支架端块36接触，电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向上运动时，推动套管支架向上运动离开样品区。当电机通过丝杠和螺母传动副带动套管升降端块向下运动时，套管支架在重力作用下随套管升降端块向下运动，插入样品区。
[0185]另外，如图所示，所述磁针移动机构和套管移动机构设置在机构平台14上，由机构支架13支撑。
[0186]磁针支架端块9、套管升降端块36和套管支架端块35的两侧具有穿孔，两条竖直设置在机构平台上的光轴10穿过所述磁针支架端块9、套管升降端块36和套管支架端块35的穿孔，对磁针支架端块、套管升降端块和套管支架端块起限定和固定作用。磁针推动端块的两侧也具有穿孔，由另两条光轴穿过。
[0187]本发明的用于提取生物活性物质的仪器具有振动机构，所述振动机构能够产生振动，使得套管移动机构带动套管进行上下振动。本发明的提取生物活性物质的仪器的套管可以高达20Hz的频率进行上下振动。如图8所示，本发明的驱动机构包括直线型的杠杆臂22，移动支架23，移动支点轴37，驱动移动支架水平移动的驱动机构24，与套管升降机构的套管振动推杆26接触而传导振动的振动轮25，以及偏心轮21和偏心轮驱动电机20。杠杆臂为直线型，具有与其上缘和下缘平行的中空槽。移动支点轴穿过中空槽，在移动支架驱动机构驱动下可沿杠杆臂方向在中空槽内移动，形成杠杆的移动支点。与套管升降机构的套管振动推杆26接触而传导振动的振动轮25和偏心轮分别位于移动支点的两侧。偏心轮与杠杆臂接触，偏心轮转动时，引起在支点的偏心轮一侧的杠杆臂(动力臂)发生位移，支点的另一侧的杠杆臂(阻力臂)和振动轮则同步进行相反方向的位移，即杠杆臂发生围绕支点的转动。偏心轮的转动令 振动轮发生振动，从而使得套管移动机构带动套管进行上下振动。也即，本发明的用于提取生物活性物质的仪器的振动机构中，由偏心机构(实施例中为偏心轮)产生振动，控制频率的快慢。移动支点在杠杆臂上的位置的移动可控制振幅的大小，也可和偏心轮的转动方式一起控制振幅的大小。
[0188]虽然关于本发明的示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
[0189]此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于生物活性物质提取仪的工作台系统，其具有载物面板(67)，所述载物面板上具有至少一组样品处理区(66)，每组所述样品处理区具有两个固定在所述载物面板上的加热工作区(2)和所述两个加热工作区中间的非加热工作区(3)， 例如，所述加热工作区为加热槽，每组样品处理区具有固定在载物面板上的加热槽一(64)、加热槽二(65)和这两个加热槽中间的非加热工作区(3)，所述非加热工作区可具有或设置容纳样品或试剂的容器。 优选的，其中所述容纳样品或试剂的容器为24孔或96孔PCR微孔板或深孔板等标准深孔板，非标准孔板，离心管或离心管联管，或可放置所述离心管或离心管联管的板。
2.权利要求1的工作台系统，其中所述加热工作区是可装卸的加热槽，其具有长方体槽体，其上设有用于安放样品管的多个槽孔，优选的，其中槽体温度范围为约100-200°C，优选为约 120-180°C。
3.权利要求1或2的工作台系统，其中所述加热工作区和非加热工作区是有效地分离的，有效的分离是指，加热工作区与非加热工作区容纳待处理样品或试剂的区域在工作平台上相距一定距离，以使得加热工作区产生的热量不会对在非加热区处理的样品产生有效的影响。
4.权利要求1-3中任一项的工作台系统，其中加热工作区与最接近其的放置在非加热工作区的或非加热工作区具有的用于容纳样品或试剂的孔的距离D大于5_，优选大于IOmm,最优选大于15mm。
5.权利要求1-4中任一项的工作台系统，其中两个加热区(例如加热槽)之间的距离Dl大于90mm,优选大于105mm,最优选大于120mm,例如Dl为约90-160mm,优选约105-150mm,最优选约120-140mm, 任选的，两个加热槽的中心的距离D2大于IlOmm,优选大于120mm,最优选大于130mm,例如D2为约110-200mm，优选约115_180mm，最优选约120_160mm， 更优选的，其中加热区(例如加热槽)与放置在非加热区的用于容纳样品或试剂的容器距离D3为大于约3mm,优选大于约IOmm,最优选大于约15mm,例如D3为约3-60mm,优选约10-40mm,最优选约 15_35mm。
6.权利要求1-5中任一项的工作台系统,其中在所述样品处理区66中具有两个固定在载物面板上的加热槽，分别为加热槽一(64)、加热槽二(65)，以及所述两个加热槽之间水平放置的一块24或96孔PCR微孔板或深孔板，或一块放置离心管或离心管联的板，其中所述PCR微孔板或深孔板或板的长边与加热槽平行。
7.权利要求6的工作台系统，其中所述样品处理区66中具有两个固定在载物面板上的加热槽，分别为加热槽一(64)、加热槽二(65)，每个加热槽具有1-5个槽孔，在所述两个加热槽之间水平平行设置一至五个四联管，所述四联管上有4个离心管，任选的，在加热槽一的每个槽孔与对应的四联管之间还可设置一个磁珠离心管。
8.权利要求6或7的工作台系统，其中在加热槽一中设置用于容纳裂解液的容器(例如裂解液离心管)；在加热槽二设置用于纳洗脱液的容器(例如洗脱液离心管)，以及在非加热工作区的所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置离心管或离心管联的板中可依次设置容纳洗涤液1、洗涤液II和洗涤液III的孔；任选的，还可以在所述24或96孔PCR微孔板或深孔板，或放置离心管或离心管联的板中设置容纳磁珠或结合液或核酸助沉剂的孔。
9.权利要求1-8中任一项的工作台系统，其中所述工作台系统具有驱动机构控制，可以在水平方向移动，优选的，所述驱动机构系统包括工作台支架(61)，用于支撑载物面板，支架与移动轴(62 )连接，在工作台电机(63 )带动下支架可沿移动轴水平移动，从而使得载物面板能够移动到需要的位置。
10.一种用于提取生物活性物质的仪器，例如用于提取细胞、蛋白质或核酸的仪器，优选为提取核酸的仪器，其包括: 外壳， 底板(1)， 如权利要求1-20中任一项所述的工作台系统(15)，工作台系统具有载物面板(67)，其上具有样品处理区(66)，样品处理区可放置用于容纳样品或试剂的容器， 磁针(7 )和磁针移动机构(48 ),通过磁针移动机构的上下移动，使得磁针能够上下移动，竖直插入和脱离套管， 套管(4)和套管移动机构(16)，通过套管移动机构的上下移动，使得套管能够上下移动，竖直插入和脱离设置在样品处理区中的容器。
11.权利要求10所述的仪器，其还包括气流产生系统，所述系统用于在放置在所述样品处理区上的容器的开口的上部区域产生局部气流，所述系统包括气流源和气流通道，其中气流源可产生气流，气流通道可引导所述气流水平通过所述容器的开口的上部区域，使得套管与容器中的样品或试剂接触产生的气溶胶从容器开口释放后进行水平移动。
12.权利要求11所述的仪器，其中在所述外壳的两个相对的侧板设置水平对称的开孔，形成所述气流产生系统的气流通道，其中设置开孔的位置使得通过这两个开孔的水平流动的气流可通过放置在样品处理区上的容器的开口的上部区域，优选的，其中开孔的底部距离所述载物面板上表面为高约0-50mm,优选最优选约5_10mm。
13.权利要求9-12中任一项的仪器，其中所述局部气流的速度为约0.3-0.8米/秒，优选约0.5-0.7米/秒，最优选约0.45-0.5米/秒。
14.一种使用权利要求1-9中任一项所述的工作台系统或权利要求9-13中任一项所述的仪器提取和纯化生物活性物质的方法， 优选的，所述方法包括以下步骤:提供权利要求1-9中任一项所述的工作台系统或权利要求9-13中任一项所述的仪器，在所述工作台系统载物面板的样品处理区放置用于容纳样品或试剂的容器，在所述容器中容纳样品或试剂，通过生物活性物质提取仪的套管和/或磁针插入和脱离放置在样品处理区上的容器从而实现转移磁珠或结合磁珠的生物物质，任选的，其中还包括套管和/或磁针在放置在样品处理区上的容器内振动从而对容器中的试剂和/或样品进行搅拌和混匀，以使得样品和试剂充分反应的步骤。
【文档编号】C07K1/14GK103923163SQ201310015219
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】刘新志, 赵海峰 申请人:北京金麦格生物技术有限公司