节省人力的自动质粒提取装置的制作方法

技术领域

本发明涉及生物实验设备领域，特别是一种自动质粒提取装置。

背景技术：

质粒是附加到细胞中的非细胞的染色体或核区DNA原有的能够自主复制的较小的DNA分子, 它是把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖和表达的常用载体。因而质粒提取是基因克隆过程中的一个常规操作，目前通常使用碱裂解法从大肠杆菌制备质粒。原理为：使用高pH值溶液使质粒DNA和染色体DNA变性，同时沉淀蛋白质。再将pH值调至中性，质粒DNA较小，很容易复性成双链。而染色体DNA较大，不会复性，缠结成网状不溶物质，从而可以通过离心除去。一般步骤为将细菌培养液离心获得菌体，加入重悬液，再加入新配制的细菌裂解溶液，最后加入用冰预冷的用于中和PH的中和溶液，然后离心，去除沉淀，在上清液中加入DNA吸附柱，离心去除废液，再加入洗液1洗一遍，离心去除废液，洗液2洗2遍，离心去除废液，最后用洗脱液洗脱得到纯的质粒DNA。从中可见操作步骤繁琐，每提取20个质粒需要开盖关盖多达400多次，离心10余次。由于质粒提取是从事分子生物学研究的实验室每天都要用的常规技术，因而工作量较大，又由于其机械重复性较高，为自动化提供了可能。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有的质粒提取过程人工操作重复性高，工作量大的问题，提供一种能够解决前述问题的节省人力的自动质粒提取装置。

能够实现本发明的发明目的的技术方案如下：

一种节省人力的自动质粒提取装置，其包括主控制器、离心振动装置、以及分别设置于离心振动装置两侧的加液取液装置和升降压盖旋转升降机构，离心振动装置上设置有离心座，离心座上设置有多个离心管槽，其中一个离心管槽旁设置定位感应器，离心座上设置有与定位感应器对应的传感器，升降压盖旋转升降机构包括可旋转的支架和可升降的升降压盖，支架为L形，升降压盖连接在支架上，升降压盖下面设置有与离心管槽对应的离心管塞，加液取液装置包括可转动的L形支架和设置于L形支架上的移液盘，移液盘上设置有多个加液管和吸液管，加液管上连接电磁阀。

上述的离心振动装置包括底座、振动电机、振动座以及离心机。

上述的离心座上设置离心管槽为偶数个；升降压盖下方对应设置有相同数量的离心管塞；根据具体提取ＤＮＡ质粒的过程的不同，需要设置不同数量的离心管槽。

上述的加液取液装置上设置有6个加液管和两个吸液管；根据具体提取ＤＮＡ质粒的过程的不同，需要设置不同数量的加液管和吸液管。

为了便于对废液进行集中处理，上述的离心座上位于加液取液装置附近设置有废液槽。

本发明的节省人力的自动质粒提取装置的工作原理为：通过主控器来控制离心振动装置的旋转和振动、加液取液装置的旋转和升降以及对离心管内注入和取出液体、升降压盖旋转升降机构的旋转和升降，电磁阀的开关，离心管塞的压紧和松开以及离心盖的开关。离心座上根据需要可设置有偶数个离心管槽，使用时，将离心管和DNA吸附柱间隔放入离心管槽内，下面以离心座上设置四个离心管槽为例进行说明，四个离心管槽顺次编号为一号至四号；一号离心管槽旁有定位感应器，与离心工作台上相应的传感器感应后能自动停在一号的位置上。在提取质粒时，首先，人工将洁净的一号离心管和三号离心管分别放入一号离心管槽和三号离心管槽内，将二号DNA吸附柱和四号DNA吸附柱分别放入二号离心管槽和四三号离心管槽内，并将已经发酵好的同等体积的细菌培养液（约1.5mL）加入一号和三号离心管内，然后转动升降压盖旋转升降机构的支架，将升降压盖从离心座的侧面水平转动到离心座的上方，再下移升降压盖，将预先安置在升降压盖下面的四个离心管塞松开后压紧到四个对应的离心管上，然后支架上移并将升降压盖水平转动至原来的位置。然后，关紧离心盖，离心振动装置对一号和三号离心管内的细菌培养液旋转离心；离心完成后，离心盖开启，升降压盖从离心座的侧面水平转动到离心座的上面，再下移将四个离心管塞同时松开并固定在升降压盖下面，升降压盖上移，再水平转动支架至原来的位置，这时细菌沉淀在一号和三号离心管的底部，随后加液取液装置的Ｌ形支架转动，将移液盘水平转动到离心座的上面,再转动移液盘使第一废液吸管转动至一号离心管正上方，下移移液盘，将第一废液吸管末端预先装上的一次性用的长塑料管慢慢进入一号离心管，将其中的上清液体慢慢吸干，然后转动移液盘到废液槽上方，将废液排到废液槽内，再转动移液盘使第一废液吸管转动至三号离心管正上方，下移移液盘将第一废液吸管下端的长塑料管慢慢进入三号离心管，将其中的上清液体也慢慢吸干并排到废液槽中。然后移液盘旋转使第一加液管移动到一号离心管正上方并通过电磁阀控制加入定量的重悬液250μl，然后加同等体积的重悬液到三号离心管中，按上述的方式，将离心管塞压在离心管上，启动离心振动装置，离心管剧烈振荡1分钟，使细菌菌体均匀悬浮，再旋转移液盘使第二加液管分别移动到一号离心管和三号离心管上方并通过电磁阀控制加入新配制的细菌裂解溶液250μl，通过离心振动装置按照上述的方法轻轻振荡离心管使溶液混匀，最后旋转移液盘使第三加液管分别移动到一号离心管和三号离心管上方并通过电磁阀控制加入用冰预冷的用于中和pH的中和溶液350μl，通过离心振动装置按照上述的方法轻轻振荡离心管使溶液混匀后离心。离心结束后，移动和旋转移液盘使第二吸液管末端预先装上的一次性用的长塑料管伸至一号离心管中将其中含有质粒DNA的上清液体慢慢吸出，再转动移液盘将第二吸液管中的含有质粒DNA的上清液体慢慢加到二号DNA吸附柱中，同样用第二吸液管将三号离心管中的液体吸出并转移到四号DNA吸附柱中，然后离心，这时质粒DNA会吸附到DNA吸附柱中DNA结合膜上，而滤过的废液收集在DNA吸附柱的下部。然后转动移液盘使第四加液管依次移动到二号DNA吸附柱和四号DNA吸附柱的上方并通过控制电磁阀向DNA吸附柱中加入含有异丙醇的第一洗液清洗一遍去除杂蛋白，然后离心，再转动移液盘从第五加液管向DNA吸附柱中再加入含有乙醇的第二洗液，洗两遍以上去除杂蛋白，然后离心，人工取出DNA吸附柱上部，将收集有废液的DNA吸附柱下部取出丢弃，换放一个新的DNA收集管，将含有质粒DNA的DNA吸附柱上部放入DNA收集管中，从第六加液管分别加入洗脱液到二号和四号DNA收集管中，然后离心洗脱后，在DNA收集管中得到纯的质粒DNA，人工取出含有质粒DNA的收集管保存备用。这样一次操作可以提取两倍体积的质粒DNA，增加了产量，节约了时间。上述以四个离心管为例，但根据实际需要，离心座中可以设置更多的离心管槽，以增加更高的产量，也可以根据需要，同时提取几种不同的质粒DNA。

本发明的有益效果：本发明结构紧凑，整个提取质粒的过程主要通过机器来自动完成，不需要人工参与，质粒提取过程中，可以通过修改控制器的参数来调节各溶液及洗液的加入量，还可以调节离心时间和振动强度，可以调节清洗液的清洗次数，以提高提取的质粒的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为发明中的离心振动装置的结构示意图。

上述附图中的附图标记如下：1为主控制器，2为离心座，３为离心管槽，４为定位感应器，5为传感器，6为升降压盖，7为离心管塞，8为L形支架，9为移液盘，10为加液管，11为吸液管，12为电磁阀，13为废液槽，14为底座，15为振动电机，16为振动座，17为离心机。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对本发明的具体实施方式进行进一步阐述：

（实施例1）

如图1所示的一种节省人力的自动质粒提取装置，其包括主控制器1、离心振动装置、以及分别设置于离心振动装置两侧的加液取液装置和升降压盖旋转升降机构，离心振动装置上设置有离心座2，离心座2上设置有多个离心管槽3，其中一个离心管槽3旁设置定位感应器4，离心座2上设置有与定位感应器4对应的传感器5，所述的升降压盖旋转升降机构包括可旋转的支架和可升降的升降压盖6，支架为L形，升降压盖6连接在支架上，升降压盖6下面设置有与离心管槽3对应的离心管塞7，加液取液装置包括可转动的L形支架8和设置于L形支架8上的移液盘9，移液盘9上设置有多个加液管10和吸液管11，加液管10上连接电磁阀12。

如图2所示，前述方案中，离心振动装置包括底座14、振动电机15、振动座16以及离心机17。通过振动电机15带动振动座16振动，离心机17设置在振动座16上，通过这种设置可以实现振动和离心的操作，简化自动质粒提取装置的结构，使整个装置结构更加紧凑。

前述方案中，加液取液装置上设置有6个加液管10和两个吸液管11，离心座2上共设置4个离心管槽3，升降压盖6下方对应设置4个离心管塞7。

前述的方案中，为了便于对废液进行集中处理，所述的离心座2上位于加液取液装置附近设置有废液槽13。

上述节省人力的自动质粒提取装置的工作原理为：通过主控器1来控制离心振动装置的旋转和振动、加液取液装置的旋转和升降以及对离心管内注入和取出液体、升降压盖旋转升降机构的旋转和升降，电磁阀12的开关，离心管塞7的压紧和松开以及离心盖的开关。

离心座2上根据需要可设置有偶数个离心管槽3，使用时，将离心管和DNA吸附柱间隔放入离心管槽3内，下面以离心座2上设置四个离心管槽3为例进行说明。

四个离心管槽顺次编号为一号至四号；一号离心管槽3旁有定位感应器4，与离心工作台上相应的传感器5感应后能自动停在一号的位置上。在提取质粒时，首先，人工将洁净的一号离心管和三号离心管分别放入一号离心管槽3和三号离心管槽3内，将二号DNA吸附柱和四号DNA吸附柱分别放入二号离心管槽3和四三号离心管槽内3，并将已经发酵好的同等体积的细菌培养液（约1.5mL）加入一号和三号离心管内，然后转动升降压盖旋转升降机构的支架，将升降压盖6从离心座2的侧面水平转动到离心座2的上方，再下移升降压盖6，将预先安置在升降压盖6下面的四个离心管7塞松开后压紧到四个对应的离心管上，然后支架上移并将升降压盖6水平转动至原来的位置。然后，关紧离心盖，离心振动装置对一号和三号离心管内的细菌培养液旋转离心。

离心完成后，离心盖开启，升降压盖6从离心座2的侧面水平转动到离心座2的上面，再下移将四个离心管塞7同时松开并固定在升降压盖6下面，升降压盖6上移，再水平转动支架至原来的位置，这时细菌沉淀在一号和三号离心管的底部。

随后加液取液装置的Ｌ形支架8转动，将移液盘9水平转动到离心座2的上面,再转动移液盘9，使第一废液吸管转动至一号离心管正上方。下移移液盘9，将第一废液吸管11末端预先装上的一次性用的长塑料管慢慢进入一号离心管，将其中的上清液体慢慢吸干，然后转动移液盘9到废液槽13上方，将废液排到废液槽13内，再转动移液盘9，使第一废液吸管11转动至三号离心管正上方。下移移液盘将第一废液吸管11下端的长塑料管慢慢进入三号离心管，将其中的上清液体也慢慢吸干并排到废液槽13中。

然后移液盘9旋转，使第一加液管10移动到一号离心管正上方并通过电磁阀12控制加入定量的重悬液250μl。然后加同等体积的重悬液到三号离心管中，按上述的方式，将离心管塞7压在离心管上。启动离心振动装置，离心管剧烈振荡1分钟，使细菌菌体均匀悬浮。

再旋转移液盘9使第二加液管分别移动到一号离心管和三号离心管上方并通过电磁阀12控制加入新配制的细菌裂解溶液250μl，通过离心振动装置按照上述的方法轻轻振荡离心管使溶液混匀，最后旋转移液盘9使第三加液管分别移动到一号离心管和三号离心管上方并通过电磁阀12控制加入用冰预冷的用于中和pH的中和溶液350μl。通过离心振动装置按照上述的方法轻轻振荡离心管使溶液混匀后离心。

离心结束后，移动和旋转移液盘9，使第二吸液管11末端预先装上的一次性用的长塑料管伸至一号离心管中将其中含有质粒DNA的上清液体慢慢吸出，再转动移液盘9将第二吸液管11中的含有质粒DNA的上清液体慢慢加到二号DNA吸附柱中。同样用第二吸液管将三号离心管中的液体吸出并转移到四号DNA吸附柱中，然后离心，这时质粒DNA会吸附到DNA吸附柱中DNA结合膜上，而滤过的废液收集在DNA吸附柱的下部。

然后转动移液盘9，使第四加液管依次移动到二号DNA吸附柱和四号DNA吸附柱的上方并通过控制电磁阀12向DNA吸附柱中加入含有异丙醇的第一洗液清洗一遍去除杂蛋白，然后离心。

再转动移液盘9从第五加液管向DNA吸附柱中再加入含有乙醇的第二洗液，洗两遍以上去除杂蛋白，然后离心，人工取出DNA吸附柱上部，将收集有废液的DNA吸附柱下部取出丢弃，换放一个新的DNA收集管，将含有质粒DNA的DNA吸附柱上部放入DNA收集管中。

从第六加液管分别加入洗脱液到二号和四号DNA收集管中，然后离心洗脱后，在DNA收集管中得到纯的质粒DNA，人工取出含有质粒DNA的收集管保存备用。

这样一次操作可以提取两倍体积的质粒DNA，增加了产量，节约了时间。上述以四个离心管为例，但根据实际需要，离心座中2可以设置更多的离心管槽3，以增加更高的产量，也可以根据需要，同时提取几种不同的质粒DNA。