一种转移液体式核酸提取装置的制作方法

本实用新型涉及一种转移液体式核酸提取装置，涉及核酸提取技术领域。

背景技术：

自沃森－克里克的DNA双螺旋模型诞生以后，生物学进入到了一个全新的时代，在生物学界，无论是进行病原微生物的检测、物种鉴定，还是进行物种起源、多样性评估及其亲缘关系、系统进化等的研究，首先都需要对核酸进行分离纯化，因此对DNA的提取成为生物医药领域甚至农林牧渔等领域内所有学科进行科学研究的基础。而能否提取出高质量的核酸则是核酸分子生物学试验中的关键，提取方法的灵敏度、特异性也将直接关系到后续试验的成败。

磁棒法，即通过磁珠的转移来实现核酸的分离纯化，一般通过仪器里磁棒的运动，来实现磁珠从样本裂解液/结合液到洗涤液，再到洗脱液的转移，从而自动完成核酸分离与纯化的全过程。现有的核酸提取技术方案，不能实现自动连续的加样、加试剂、孵育和提取等过程，无法实现对吸头的消毒，通常需要在多个分离的设备之间进行核酸提取，整体提取效率低，提取过程中不能对试剂或提取的产物进行制冷，提取的DNA容易断裂，影响检验效果。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种转移液体式核酸提取装置，基于现有的自动化控制技术，能够实现连续自动加样、加试剂、转移、孵育和提取动作，提取过程中不仅能对试剂或提取的产物进行制冷，同时还能实现对使用后的吸头消毒，提取效率高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种转移液体式核酸提取装置，所述提取装置包括框架，所述框架底端连接有基座，基座上设有扫码机构，所述框架中部连接有贯穿轨道，所述贯穿轨道上连接有横梁臂，所述横梁臂的一侧连接有夹持机构，横梁臂的另外一侧连接有加样机构，所述夹持机构沿所述横梁臂进行Y向移动，夹持机构自身进行Z向移动，所述加样机构沿所述横梁臂进行Y向移动，加样机构自身进行Z向移动；所述基座的上端面设有试管载架、吸头载架、洗针载架、脱针载架、试剂载架、PCR制冷机构、PCR盖载架、深孔板载架、深孔板震动加热机构和磁力提取机构，所述试剂载架和PCR制冷机构内部设有半导体制冷片，所述深孔板震动加热机构包括震荡电机，所述震荡电机连接有震动偏心轮，所述震动偏心轮上端连接有加热铝块，所述加热铝块上端连接有加热顶板，加热铝块下端连接有减震器，加热铝块和加热顶板外侧连接有震动加热挡板。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述框架中部连接有固定横梁，所述固定横梁和所述贯穿轨道在所述框架上呈口字型分布，固定横梁内侧连接有紫外杀菌灯。固定横梁与贯穿轨道共同组接框架提高框架的结构强度，同时固定横梁内侧的紫外杀菌灯能够为核酸提取装置进行杀菌消毒。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述横梁臂上端连接有第一Y向滑轨，加样机构通过第一Y向滑轨与所述横梁臂连接，加样机构通过同步带连接有加样Y向驱动电机；所述横梁臂上端连接有第二Y向滑轨，第二Y向滑轨与第一Y向滑轨平行排列，夹持机构通过第二Y向滑轨与所述横梁臂连接，夹持机构通过同步带连接有夹持Y向驱动电机。夹持Y向驱动电机通过同步带驱动夹持机构沿横梁臂上端的第二Y向滑轨运动。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述加样机构包括加样Z向驱动电机，所述加样Z向驱动电机连接有加样Z向驱动螺杆，加样Z向驱动螺杆连接有注射联动座，注射联动座经加样缸体连接有加样泵，所述加样泵连接有加样针。加样Z向驱动电机通过加样Z向驱动螺杆驱动注射联动座上下运动，注射联动座带动加样缸体通过加样泵实现加样针的加样。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述夹持机构包括夹持Z向电机，所述夹持Z向电机连接有夹持Z向螺杆，所述夹持Z向螺杆上套设有转接板，所述转接板下端连接有移动底板，所述移动底板下方连接有抓取固定座，所述抓取固定座上端连接有抓取电机，所述抓取电机通过同步带连接有T型丝杆，所述T型丝杆上套设有手指连接座，所述手指连接座连接有夹持手指。夹持Z向电机通过夹持Z向螺杆带动转接板，转接板带动移动底板上下移动，抓取电机通过同步带驱动T型丝杆上的手指连接座运动，从而实现夹持手指的张开和闭合动作的完成。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述洗针载架包括洗针顶板，洗针顶板上形成有洗针液槽；所述脱针载架包括脱针挡板，脱针挡板内部形成有消毒槽，所述消毒槽上端连接有脱针盖板，所述脱针盖板上形成有脱针槽。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述磁力提取机构包括磁铁升降电机，磁铁升降电机上端连接有磁力底座，磁力底座上端经导向光轴连接有磁力架托板，导向光轴穿过所述磁力架托板并连接有磁力座顶板，磁铁升降电机的电机轴穿过所述磁力底座和磁力架托板与所述磁力座顶板连接，所述磁力座顶板两侧形成有磁铁通口，磁力架托板上端两侧连接有磁力升降板，磁力升降板内部嵌入有磁力体，磁力升降板带动所述磁力体出入于所述磁铁通口，所述磁力体外侧连接有压块。磁铁升降电机通过电机轴驱动磁力座顶板上下运动,使磁力升降板内部嵌入的磁力体从磁力座顶板两侧的磁铁通口出入,从而实现通过磁力体对放置在磁力座顶板上的样品进行提取。

作为转移液体式核酸提取装置的优选方案，所述磁力底座上端边缘连接有磁力架挡板，所述磁力架托板和磁力座顶板位于所述磁力架挡板内侧；所述磁力架挡板内侧连接有复位弹片。磁力架挡板对放置在磁力座顶板上的深孔板起到限位阻挡作用，同时复位弹片能够起到夹紧作用。

本实用新型涉及的转移液体式核酸提取方法包括以下步骤：

步骤一：将待提取样品放入试管载架中，试管载架推入提取装置的过程中通过扫码机构进行扫描记录；

步骤二：夹持机构将预先放在深孔板载架内的深孔板抓入到深孔板震动加热机构内，加样机构移动至吸头载架装载吸头，再移动至试管载架处汲取样本，然后将样本加入到放在深孔板震动加热机构内的深孔板第一排孔内；

步骤三：加样机构移动至试剂载架处汲取试剂，再将汲取的试剂加入到放在深孔板震动加热机构内的深孔板第一排孔内，通过深孔板震动加热机构震动对加入样本和试剂的深孔板进行震荡和加热；

步骤四：震动加热完成后，夹持机构将深孔板抓放到磁力提取机构内，深孔板放入后，磁力提取机构的磁力体升起，深孔板内的磁珠被吸住，加样机构将液体吸走后，磁力体下降，夹持机构将深孔板再转移到深孔板震动加热机构内；

步骤五：深孔板放入深孔板震动加热机构后，夹持机构继续加入需要的试剂，同时深孔板震动加热机构震荡加热，重复上述步骤三和步骤四，直至实验步骤完成；

步骤六：加样机构将提取完成的DNA加入到PCR制冷机构内,完成提取。

作为转移液体式核酸提取方法的优选方案，所述提取方法中，提取完成后，加样机构移动至洗针载架的洗针液槽进行吸头洗针消毒，消毒后的吸头通过脱针载架的脱针槽脱针。

本实用新型框架中部连接有贯穿轨道，贯穿轨道上连接有横梁臂，横梁臂的一侧连接有夹持机构，横梁臂的另外一侧连接有加样机构，夹持机构沿横梁臂进行Y向移动，夹持机构自身进行Z向移动，加样机构沿横梁臂进行Y向移动，加样机构自身进行Z向移动；基座的上端面设有试管载架、吸头载架、洗针载架、脱针载架、试剂载架、PCR制冷机构、PCR盖载架、深孔板载架、深孔板震动加热机构和磁力提取机构，试剂载架和PCR制冷机构内部设有半导体制冷片，深孔板震动加热机构包括震荡电机，震荡电机连接有震动偏心轮，震动偏心轮上端连接有加热铝块，加热铝块上端连接有加热顶板，加热铝块下端连接有减震器，加热铝块和加热顶板外侧连接有震动加热挡板。本实用新型基于现有的自动化控制技术，能够实现连续自动加样、加试剂、转移、孵育和提取动作，提取过程中不能对试剂或提取的产物进行制冷，同时还能实现对使用后的吸头消毒，提取效率高。

附图说明

图1为实施例中转移液体式核酸提取装置结构示意图；

图2为实施例中转移液体式核酸提取装置内部结构示意图；

图3为实施例中基座上端面的结构示意图；

图4为实施例中另一视角下的基座上端面结构示意图；

图5为实施例中横梁臂与加样机构示意图；

图6为实施例中横梁臂与夹持机构示意图；

图7为实施例中PCR制冷机构示意图；

图8为实施例中磁力提取机构示意图；

图9为实施例中深孔板震动加热机构示意图；

图10为实施例中洗针载架示意图；

图11为实施例中脱针载架示意图；

图12为转移液体式核酸提取方法流程图；

其中，1、框架；2、基座；3、扫码机构；4、贯穿轨道；5、横梁臂；6、夹持机构；7、加样机构；8、试管载架；9、吸头载架；10、洗针载架；11、脱针载架；12、试剂载架；13、PCR制冷机构；14、PCR盖载架；15、深孔板载架；16、深孔板震动加热机构；17、提取机构；18、半导体制冷片；19、震荡电机；20、震动偏心轮；21、加热铝块；22、加热顶板；23、减震器；24、震动加热挡板；25、固定横梁；26、紫外杀菌灯；27、第一Y向滑轨；28、加样Y向驱动电机；29、第二Y向滑轨；30、夹持Y向驱动电机；31、加样Z向驱动电机；32、加样Z向驱动螺杆；33、注射联动座；34、加样缸体；35、加样泵；36、加样针；37、夹持Z向电机；38、夹持Z向螺杆；39、转接板；40、移动底板；41、抓取固定座；42、抓取电机；43、T型丝杆；44、手指连接座；45、夹持手指；46、洗针顶板；47、洗针液槽；48、脱针挡板；49、消毒槽；50、脱针盖板；51、脱针槽；52、磁铁升降电机；53、磁力底座；54、导向光轴；55、磁力架托板；56、磁力座顶板；57、磁铁通口；58、磁力升降板；59、磁力体；60、压块；61、磁力架挡板；62、复位弹片。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，一种转移液体式核酸提取装置，所述提取装置包括框架1，所述框架1底端连接有基座2，基座2上设有扫码机构3，所述框架1中部连接有贯穿轨道4，所述贯穿轨道4上连接有横梁臂5，所述横梁臂5的一侧连接有夹持机构6，横梁臂5的另外一侧连接有加样机构7，所述夹持机构6沿所述横梁臂5进行Y向移动，夹持机构6自身进行Z向移动，所述加样机构7沿所述横梁臂5进行Y向移动，加样机构7自身进行Z向移动；所述基座2的上端面设有试管载架8、吸头载架9、洗针载架10、脱针载架11、试剂载架12、PCR制冷机构13、PCR盖载架14、深孔板载架15、深孔板震动加热机构16和磁力提取机构17，所述试剂载架12和PCR制冷机构13内部设有半导体制冷片18，所述深孔板震动加热机构16包括震荡电机19，所述震荡电机19连接有震动偏心轮20，所述震动偏心轮20上端连接有加热铝块21，所述加热铝块21上端连接有加热顶板22，加热铝块21下端连接有减震器23，加热铝块21和加热顶板22外侧连接有震动加热挡板24。

半导体制冷片18也称也叫热电制冷片，是一种热泵，没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。

参见图1，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述框架1中部连接有固定横梁25，所述固定横梁25和所述贯穿轨道4在所述框架1上呈口字型分布，固定横梁25内侧连接有紫外杀菌灯26。固定横梁25与贯穿轨道4共同组接框架1提高框架1的结构强度，同时固定横梁25内侧的紫外杀菌灯26能够为核酸提取装置进行杀菌消毒。

参见图1、图5和图6，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述横梁臂5上端连接有第一Y向滑轨27，加样机构7通过第一Y向滑轨27与所述横梁臂5连接，加样机构7通过同步带连接有加样Y向驱动电机28；所述横梁臂5上端连接有第二Y向滑轨29，第二Y向滑轨29与第一Y向滑轨27平行排列，夹持机构6通过第二Y向滑轨29与所述横梁臂5连接，夹持机构6通过同步带连接有夹持Y向驱动电机30。夹持Y向驱动电机30通过同步带驱动夹持机构6沿横梁臂5上端的第二Y向滑轨29运动。

参见图5，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述加样机构7包括加样Z向驱动电机31，所述加样Z向驱动电机31连接有加样Z向驱动螺杆32，加样Z向驱动螺杆32连接有注射联动座33，注射联动座33经加样缸体34连接有加样泵35，所述加样泵35连接有加样针36。加样Z向驱动电机31通过加样Z向驱动螺杆32驱动注射联动座33上下运动，注射联动座33带动加样缸体34通过加样泵35实现加样针36的加样。

参见图6，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述夹持机构6包括夹持Z向电机37，所述夹持Z向电机37连接有夹持Z向螺杆38，所述夹持Z向螺杆38上套设有转接板39，所述转接板39下端连接有移动底板40，所述移动底板40下方连接有抓取固定座41，所述抓取固定座41上端连接有抓取电机42，所述抓取电机42通过同步带连接有T型丝杆43，所述T型丝杆43上套设有手指连接座44，所述手指连接座44连接有夹持手指45。夹持Z向电机37通过夹持Z向螺杆38带动转接板39，转接板39带动移动底板40上下移动，抓取电机42通过同步带驱动T型丝杆43上的手指连接座44运动，从而实现夹持手指45的张开和闭合动作的完成。

参见图10和图11，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述洗针载架10包括洗针顶板46，洗针顶板46上形成有洗针液槽47；所述脱针载架11包括脱针挡板48，脱针挡板48内部形成有消毒槽49，所述消毒槽49上端连接有脱针盖板50，所述脱针盖板50上形成有脱针槽51。

参见图8，转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述磁力提取机构17包括磁铁升降电机52，磁铁升降电机52上端连接有磁力底座53，磁力底座53上端经导向光轴54连接有磁力架托板55，导向光轴54穿过所述磁力架托板55并连接有磁力座顶板56，磁铁升降电机52的电机轴穿过所述磁力底座53和磁力架托板55与所述磁力座顶板56连接，所述磁力座顶板56两侧形成有磁铁通口57，磁力架托板55上端两侧连接有磁力升降板58，磁力升降板58内部嵌入有磁力体59，磁力升降板58带动所述磁力体59出入于所述磁铁通口57，所述磁力体59外侧连接有压块60。磁铁升降电机52通过电机轴驱动磁力座顶板56上下运动,使磁力升降板58内部嵌入的磁力体59从磁力座顶板56两侧的磁铁通口57出入,从而实现通过磁力体59对放置在磁力座顶板56上的样品进行提取。

转移液体式核酸提取装置的一个实施例中，所述磁力底座53上端边缘连接有磁力架挡板61，所述磁力架托板55和磁力座顶板56位于所述磁力架挡板61内侧；所述磁力架挡板61内侧连接有复位弹片62。磁力架挡板61对放置在磁力座顶板56上的深孔板起到限位阻挡作用，同时复位弹片62能够起到夹紧作用。

本实用新型框架1中部连接有贯穿轨道4，贯穿轨道4上连接有横梁臂5，横梁臂5的一侧连接有夹持机构6，横梁臂5的另外一侧连接有加样机构7，夹持机构6沿横梁臂5进行Y向移动，夹持机构6自身进行Z向移动，加样机构7沿横梁臂5进行Y向移动，加样机构7自身进行Z向移动；基座2的上端面设有试管载架8、吸头载架9、洗针载架10、脱针载架11、试剂载架12、PCR制冷机构13、PCR盖载架14、深孔板载架15、深孔板震动加热机构16和磁力提取机构17，试剂载架12和PCR制冷机构13内部设有半导体制冷片18，深孔板震动加热机构16包括震荡电机19，震荡电机19连接有震动偏心轮20，震动偏心轮20上端连接有加热铝块21，加热铝块21上端连接有加热顶板22，加热铝块21下端连接有减震器23，加热铝块21和加热顶板22外侧连接有震动加热挡板24。

本实用新型的夹持Y向驱动电机30通过同步带驱动夹持机构6沿横梁臂5上端的第二Y向滑轨29运动，夹持Y向驱动电机30通过同步带驱动夹持机构6沿横梁臂5上端的第二Y向滑轨29运动。加样Z向驱动电机31通过加样Z向驱动螺杆32驱动注射联动座33上下运动，注射联动座33带动加样缸体34通过加样泵35实现加样针36的加样。夹持Z向电机37通过夹持Z向螺杆38带动转接板39，转接板39带动移动底板40上下移动，抓取电机42通过同步带驱动T型丝杆43上的手指连接座44运动，从而实现夹持手指45的张开和闭合动作的完成。磁力架挡板61对放置在磁力座顶板56上的深孔板起到限位阻挡作用，同时复位弹片62能够起到夹紧作用。磁铁升降电机52通过电机轴驱动磁力座顶板56上下运动,使磁力升降板58内部嵌入的磁力体59从磁力座顶板56两侧的磁铁通口57出入,从而实现通过磁力体59对放置在磁力座顶板56上的样品进行提取。本实用新型基于现有的自动化控制技术，能够实现连续自动加样、加试剂、转移、孵育和提取动作，提取过程中不能对试剂或提取的产物进行制冷，同时还能实现对使用后的吸头消毒，提取效率高。

参见图12，本实用新型涉及的一种转移液体式核酸提取方法包括以下步骤：

S1：将待提取样品放入试管载架8中，试管载架8推入提取装置的过程中通过扫码机构3进行扫描记录；

S2：夹持机构6将预先放在深孔板载架15内的深孔板抓入到深孔板震动加热机构16内，加样机构7移动至吸头载架9装载吸头，再移动至试管载架8处汲取样本，然后将样本加入到放在深孔板震动加热机构16内的深孔板第一排孔内；

S3：加样机构7移动至试剂载架12处汲取试剂，再将汲取的试剂加入到放在深孔板震动加热机构16内的深孔板第一排孔内，通过深孔板震动加热机构16震动对加入样本和试剂的深孔板进行震荡和加热；

S4：震动加热完成后，夹持机构6将深孔板抓放到磁力提取机构17内，深孔板放入后，磁力提取机构17的磁力体59升起，深孔板内的磁珠被吸住，加样机构7将液体吸走后，磁力体59下降，夹持机构6将深孔板再转移到深孔板震动加热机构16内；

S5：深孔板放入深孔板震动加热机构16后，夹持机构6继续加入需要的试剂，同时深孔板震动加热机构16震荡加热，重复上述步骤三和步骤四，直至实验步骤完成；

S6：加样机构7将提取完成的DNA加入到PCR制冷机构13内,完成提取。

转移液体式核酸提取方法的一个实施例中，所述提取方法中，提取完成后，加样机构7移动至洗针载架10的洗针液槽47进行吸头洗针消毒，消毒后的吸头通过脱针载架11的脱针槽51脱针。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。