一种集成便携式核酸提取装置的制作方法

本实用新型涉及生物科学研究与应用技术领域，具体而言，涉及一种集成便携式核酸提取装置。

背景技术：

核酸提取仪是应用配套的核酸提取试剂来自动完成样本核酸提取工作的仪器。广泛应用在疾病控制中心、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、畜牧业和分子生物学研究等多种领域。

核酸提取方法一般包括离心柱法和磁珠法。离心柱法的提取设备价格昂贵、效率低下，磁珠法提取设备由于具有效率高、成本低的优点已然成为市场上核酸提取的主流仪器。

根据仪器型号大小不同可以划分为：大型自动液体工作站和小型自动核酸提取仪。其中，大型自动液体工作站是功能非常强大的成套设备，建造和维护都需要比较大的资金，提取核酸只是其众多功能中的一个应用，不太适合常规实验室用来提取核酸。而小型自动核酸提取仪是通过运行结构的特殊性来达到自动提取核酸的目的，可以在任何实验室得到应用。

然而，即使是小型自动核酸提取仪，虽然具有自动化、高通量、安全环保、操作便捷、可同时处理不同类型样本等优点，仍存在提取工具集成度不高、核酸样本取出放入不方便等不足。

所以，如何改进小型核酸提取仪的结构设计、提高设备的集成度方便设备携带和使用、提高核酸提取速度和效果是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种集成便携式核酸提取装置及核酸提取方法，以解决现有技术中采用小型核酸提取仪时存在的提取工具集成度不高、核酸样本取出放入不方便等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种集成便携式核酸提取装置，包括壳体及内置于所述壳体的控制器、磁棒、磁棒套和试管平台；所述磁棒、所述磁棒套和所述试管平台从上往下依次设置，所述磁棒竖直穿过所述磁棒套，能够置入到所述试管平台的试管中；所述磁棒、所述磁棒套均能够上下升降，且能够左右平移；所述磁棒套能够震动；所述壳体的前方侧壁设置开口，所述试管平台能够前后移动，从所述开口进出所述壳体；所述控制器分别与所述磁棒、所述磁棒套电连接。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述磁棒套的外沿设置有多个环状凸起，多个所述环状凸起沿所述磁棒套的周向延伸，所述环状凸起的外轮廓呈圆滑状。

该技术方案的技术效果在于：环状凸起的圆滑外形，能够避免尺寸较小的磁珠留存在磁棒套的外壁。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述磁棒的数量为多个，多个所述磁棒逐个前后分布；所述磁棒套的数量为多个，多个所述磁棒套逐个前后分布；所述试管平台上设置有多排试管，每一排所述试管沿左右方向排布，多排所述试管沿前后方向依次布置。

该技术方案的技术效果在于：多个磁棒、多个磁棒套和多排试管对应设置，在同一批次中可同时提取相同或者不同的核酸样本，提高了核酸提取的效率，方便比较和统计。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括与所述控制器电连接的加热装置；所述加热装置设置于所述试管平台左侧和/或右侧的底部，用于对试管内的核酸样本进行加热。

该技术方案的技术效果在于：核酸裂解需要在高于环境温度下进行，利用控制器能够准确快速控制实验时试管需要达到的温度。另外由于只需要对用于裂解和洗脱的试管加热，故在试管平台两侧的设置加热装置。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述加热装置的上表面设置有多个槽腔，用于放置试管。

该技术方案的技术效果在于：槽腔一方面能够为试管提供容腔，使试管在振动等提取过程中稳定放置，另一方面槽腔的贴合性好，利于形成恒定的温度环境。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述加热装置与所述试管平台一体化设置。

该技术方案的技术效果在于：一体化设置的加热装置与试管平台稳定性较好，利于使用者平稳操作。

或者，可选地，所述加热装置、所述试管平台与所述试管三者之间可拆卸设置。

该技术方案的技术效果在于：可拆卸的加热装置、试管平台和试管使用灵活性较高，能够根据实际需要选择合适的试管进行操作，并且，在其中试管平台或者试管出现损坏时，可以只更换其中一个部件，降低设备使用成本。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括观察窗；所述观察窗设置在所述壳体的前方侧壁上。

该技术方案的技术效果在于：观察窗设置在壳体的前方，利于使用者观察核酸提取过程。特殊地，观察窗的玻璃优选设置为茶色或者灰褐色，以减少紫外光对外界的辐射。观察窗优选采用亚克力或相似材料制作，避免玻璃材质易碎的缺点。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括控制面板；所述控制面板设置在所述壳体的上表面，与所述控制器电连接。

该技术方案的技术效果在于：控制面板用于对核酸提取过程进行有步骤的操作，如选择裂解用的试管数量、选择清洗用试管的数量，以及控制实验中壳体内的环境温度。进一步地，可将控制面板设置为与壳体铰接，方便操作人员根据实际场合进行实验。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括灭菌灯；所述灭菌灯设置在所述壳体内，与所述控制器电连接。

该技术方案的技术效果在于：灭菌灯照射提取过程产生的游离核酸，避免造成前后批之间的污染。

使用本实用新型的集成便携式核酸提取装置进行核酸提取，包括如下步骤：

步骤一、在试管内放入待提取的核酸样本和磁珠，启动加热装置进行加热；

步骤二、利用磁棒套对核酸样本进行搅拌震荡；

步骤三、利用磁棒和磁棒套的组合转移磁珠至另一个试管并洗脱核酸。

其中，在步骤三结束后，取出核酸样品，开启灭菌灯对壳体内部进行消毒杀菌。在核酸样本裂解前，灭菌灯能够照射提取过程产生的游离核酸，避免造成前后批之间的污染。

其中，在步骤三中，洗脱核酸之前先在至少一个试管中对磁珠进行清洗。现有的多试剂条清洗磁珠机构，是先加入清洗液然后用磁铁将磁珠吸附在清洗的孔一边，然后用清洗针将未结合的物质吸走，这样要反复多次，磁珠容易被吸走、交叉污染和清洗不干净。本装置设置至少一个清洗用试管，以避免磁珠交叉污染，并能够彻底清洗。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的集成便携式核酸提取装置，将提取核酸的工具内置于统一壳体中，而试管平台可平稳进出壳体，便于使用者携带并随时进行核酸提取。

本实用新型的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本实用新型的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置的立体图；

图2为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置的内部结构示意图；

图3为图2中从前向后视角的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置中磁棒套的外形图；

图5为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置中试管平台的俯视图。

图标：1-壳体；2-磁棒；3-磁棒套；4-试管平台；5-开口；6-加热装置；7-槽腔；8-观察窗；9-控制面板；10-环状凸起；11-滑轨。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一、现有技术说明：

现有技术中，核酸提取仪根据仪器型号大小不同可以划分为：大型自动液体工作站和小型自动核酸提取仪。其中，大型自动液体工作站是功能非常强大的成套设备，建造和维护都需要比较大的资金，提取核酸只是其众多功能中的一个应用，不太适合常规实验室用来提取核酸。而小型自动核酸提取仪是通过运行结构的特殊性来达到自动提取核酸的目的，可以在任何实验室得到应用。

然而，即使是小型自动核酸提取仪，虽然具有自动化、高通量、安全环保、操作便捷、可同时处理不同类型样本等优点，仍存在提取工具集成度不高、核酸样本取出放入不方便、核酸裂解和提取效果低下等不足。

二、本实用新型技术方案概述：

本实用新型提供的集成便携式核酸提取装置，包括壳体1及内置于壳体1的控制器、磁棒2、磁棒套3和试管平台4；磁棒2、磁棒套3和试管平台4从上往下依次设置，磁棒2竖直穿过磁棒套3，能够置入到试管平台4的试管中；磁棒2、磁棒套3均能够上下升降，且能够左右平移；磁棒套3能够震动；壳体1的前方侧壁设置开口5，试管平台4能够前后移动，从开口5进出壳体1；控制器分别与磁棒2、磁棒套3电连接。

上述集成便携式核酸提取装置的技术方案，能够较好地解决现有技术中采用小型核酸提取仪时存在的提取工具集成度不高、核酸样本取出放入不方便、操作面板依赖整体计算机、不方便携带和随时随地操作等问题：将提取核酸的工具内置于统一壳体1中，而试管平台4可平稳进出壳体1，便于使用者携带并随时进行核酸提取。

三、本实用新型技术方案具体实施方式：

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本实用新型的技术方案做进一步的解释说明：

本实施例提供了一种集成便携式核酸提取装置，其中：图1为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置的立体图；图2为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置的内部结构示意图；图3为图2中从前向后视角的内部结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置中磁棒套3的外形图；图5为本实用新型实施例提供的集成便携式核酸提取装置中试管平台4的俯视图。如图1～图5所示，集成便携式核酸提取装置包括壳体1及内置于壳体1的控制器、磁棒2、磁棒套3和试管平台4；磁棒2、磁棒套3和试管平台4从上往下依次设置，磁棒2竖直穿过磁棒套3，能够置入到试管平台4的试管中；磁棒2、磁棒套3均能够上下升降，且能够左右平移；磁棒套3能够震动；壳体1的前方侧壁设置开口5，试管平台4能够前后移动，从开口5进出壳体1；控制器分别与磁棒2、磁棒套3电连接。磁棒套3的外沿设置有多个环状凸起10，多个环状凸起10沿磁棒套3的周向延伸。其中，磁棒2、磁棒套3分别设置于活动支架，且活动支架设置在壳体1上，具有上下升降和前后左右平移的三个活动自由度。该活动支架的运动可由齿轮齿条带动，也可以通过步进电机驱动。并且，磁棒套3所在的活动支架设置有振荡器，能够带动磁棒套3发生水平方向和/或竖直方向的频率振动。

其中，环状凸起10利于磁棒套3振荡时的核酸样本裂解，提高核酸提取速率和效果。

另外，为了方便一次性转移试管平台4上当前批次所有试管，并且在实验完成后方便快捷的进行核酸转移，可在试管平台4的下部与壳体1的内部之间设置滑轨11，直接抽拉开口5即可实现整个试管平台4的转移。

在上述实施例的基础上，如图3所示，进一步地，环状凸起10的外轮廓呈圆滑状，能够避免尺寸较小的磁珠留存在磁棒套3的外壁。

在上述实施例的基础上，如图2、图5所示，进一步地，磁棒2的数量为多个，多个磁棒2逐个前后分布；磁棒套3的数量为多个，多个磁棒套3逐个前后分布；试管平台4上设置有多排试管，每一排试管沿左右方向排布，多排试管沿前后方向依次布置。在该结构中，多个磁棒2、多个磁棒套3和多排试管对应设置，在同一批次中可同时提取相同或者不同的核酸样本，提高了核酸提取的效率，方便比较和统计。

在上述实施例的基础上，如图2、图3、图5所示，进一步地，还包括与控制器电连接的加热装置6；加热装置6设置于试管平台4左侧或/和右侧的底部，用于对试管内的核酸样本进行加热。由于核酸裂解需要在高于环境温度下进行，利用控制器能够准确快速控制实验时试管需要达到的温度。另外由于只需要对用于裂解和洗脱的试管加热，故在试管平台4的两侧设置加热装置6。

其中，加热装置6可设置为与试管平台4一体化设置，或者，加热装置6、试管平台4与试管三者之间可拆卸设置。一体化设置的加热装置6与试管平台4稳定性较好，利于使用者平稳操作。可拆卸的加热装置6、试管平台4和试管使用灵活性较高，能够根据实际需要选择合适的试管进行操作，并且，在其中试管平台4或者试管出现损坏时，可以只更换其中一个部件，降低设备使用成本。

在上述实施例的基础上，如图2、图5所示，进一步地，加热装置6的上表面设置有多个槽腔7，用于放置试管。此时，槽腔7一方面能够为试管提供容腔，使试管在振动等提取过程中稳定放置，另一方面槽腔7的贴合性好，利于形成恒定的温度环境。

在上述实施例的基础上，如图1所示，进一步地，还包括观察窗8；观察窗8设置在壳体1的前方侧壁上。在该结构中，观察窗8设置在壳体1的前方，利于使用者观察核酸提取过程。特殊地，观察窗8的玻璃优选设置为茶色或者灰褐色，以减少紫外光对外界的辐射。观察窗8优选采用亚克力或相似材料制作，避免玻璃材质易碎的缺点。

在上述实施例的基础上，如图1所示，进一步地，还包括控制面板9；控制面板9设置在壳体1的上表面，与控制器电连接。在该结构中，控制面板9用于对核酸提取过程进行有步骤的操作，如选择裂解用的试管数量、选择清洗用试管的数量，以及控制实验中壳体1内的环境温度。进一步地，可将控制面板9设置为与壳体1铰接，方便操作人员根据实际场合进行实验。

在上述实施例的基础上，进一步地，还包括灭菌灯；灭菌灯设置在壳体1内，与控制器电连接。在该结构中，灭菌灯作用在于消毒杀菌，可控制在实验前和实验后照射，减少环境因素对实验结果的影响。

使用本实用新型的集成便携式核酸提取装置的核酸提取方法，包括如下步骤：

步骤一、在试管内放入待提取的核酸样本和磁珠，启动加热装置6进行加热；

步骤二、利用磁棒套3对核酸样本进行搅拌震荡；

步骤三、利用磁棒2转移磁珠至另一个试管并洗脱核酸。

其中，在步骤一之前和/或步骤三之后，开启灭菌灯对壳体1内部进行消毒杀菌。在核酸样本裂解前，灭菌灯能够避免动物的血液或血清、动植物的组织液、细菌或病毒在壳体1内扩散；在核酸提取后，灭菌灯能够彻底杀菌消毒，防止取出实验结果时细菌病毒等对实验环境造成污染。

其中，在步骤三中，洗脱核酸之前先在至少一个试管中对磁珠进行清洗。现有的多试剂条清洗磁珠机构，是先加入清洗液然后用磁铁将磁珠吸附在清洗的孔一边，然后用清洗针将未结合的物质吸走，这样要反复多次，磁珠容易被吸走、交叉污染和清洗不干净。本装置设置至少一个清洗用试管，以避免磁珠交叉污染，并能够彻底清洗。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都能够以任意的组合方式来使用。另外，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。