本实用新型涉及核酸提取领域，具体是指一种电磁法高通量核酸提取装置。
背景技术：
在传染性和遗传性疾病的诊断过程中，分子水平的检测(如核酸检测)能显著的缩短检测窗口期和提高检测灵敏度。通常，从标本中获得的分析物的品质(如纯度)是影响检测结果的重要因素。就核酸检测而言，从标本中提取的核酸的量和纯度，直接影响后续pcr(聚合酶链式反应)检测的结果。
核酸的提取一般经历以下步骤：
1、核酸释放，将包被核酸的膜质裂解；
2、蛋白质及其他杂质的去除；
3、核酸收集。
经典的方法为煮沸裂解法和酚-氯仿提取法；这两种方法步骤繁琐，涉及多次加热及离心操作，不便于实现自动化且手工劳动强度大。在操作过程中可能涉及毒性较大试剂，对操作人员健康不利。
在此基础上，有采用膜技术提取核酸的方法，简化了操作，可实现自动化。然而利用膜对核酸进行洗涤和收集时仍然需要用离心机来完成。这也是该方法的一个较大局限。
近年，一种纳米尺寸的微粒(磁珠)被用于核酸提取过程。这种材料可以特意性吸附或释放核酸，利用磁场可以将核酸从水相中方便的分离出来，达到提取核酸的目的。随即出现了多种基于纳米磁性颗粒的自动化核酸提取技术和装置。
一般的，磁珠法提取核酸的步骤包括：(1)裂解；(2)结合；(3)洗涤；(4)分离。具体的，细胞或组织在裂解液的作用下将核酸释放出来，经过表面修饰的顺磁性纳米磁珠与所释放的核酸进行特异性结合形成磁珠-核酸复合物，在复合物中加入洗涤液，洗去非特异性蛋白质等杂质，复合物在磁场条件下分离并富集磁珠，最后得到提取的核酸物质。
目前，磁珠与样品液的混合、分离方法主要有以下几种：
1、磁棒法，或称多管转移法，是通过棒状磁性材料、一次性外套的配合使用，完成磁珠的振动、混合、收集。在操作中，逐排的将磁珠从一种试剂转移到另一种试剂，从而完成结合、洗涤、分离操作，实现核酸提取。在此过程中，核酸提取操作在多个操作管中逐步完成。
2、磁珠吸附-移液法，或称单管法，是将磁珠通过磁性分离装置吸附在操作管中，在洗涤、分离等步骤中借助移液机械臂将试剂注入或转移来完成不同试剂的处理，进而在同一孔中完成核酸提取过程。在提取过程中有辅助的振动装置完成液体的振动，磁体一般由电动机、导轨等机械装置，通过凸轮、丝杆、转盘等使磁体与液相产生相对运动，驱动磁珠在管内的富集和吸附。
此外，还有一些装置采用特殊设计的搅拌装置，如非球形曲面、双叶双曲面、精确控制的搅拌运动等，可减少产生液体飞沫、气溶胶等。或者在提取过程中采用气溶胶传感器，当气溶胶浓度达到一定水平时，给出交叉污染的提示。
同时，还有一些设计未采用磁珠法，通过在一特殊形状的管材中内置一个特殊设计的吸附物，管材及吸附物的三维尺寸保证吸附物位于管材中。通过吸液操作将待提取液体多次反复流过吸附物，再经洗涤、洗脱后得到提取的核酸。
传统方法操作复杂、不便于自动化，或可能涉及操作有毒试剂，有可能会给操作人员的健康带来不利影响。
在现在常用的磁珠法中，一般情况下，采用磁棒法时，在转移磁珠时容易造成磁珠残留，导致提取效率较低，提取量较小。同时，每份核酸需要多个操作管来完成提取过程，在设计\制作高通量提取装置时，采用多排磁棒并联操作，会占用大量的操作空间、消耗大量的耗材，导致设备体积庞大、耗材成本增加；采用单管法，在提取过程中的机械振动，可能会导致磁珠脱落、吸附不完全，因此容易在废液、核酸提取液中包含磁珠(磁珠夹带)，导致核酸提取效率降低，品质降低。同时，以上两种方法，都需要在混合过程中用机械振动加速混合过程，难免产生液体飞溅、气溶胶等，会影响每个通道核酸的纯度或导致交叉污染。交叉污染是导致测量结果不准确的重要原因之一。
虽然特殊设计的管材、搅拌装置及精确控制的搅拌动作有益于降低气溶胶的产生，但该装置未解决磁珠残留的问题，还需要特殊设计的搅拌架及搅拌控制方法，同时增大了仪器复杂度和成本。增加气溶胶浓度传感器的方法，虽然操作人员可根据气溶胶浓度或其警报而干预提取过程从而实现一些有益效果，但未从根源上降低气溶胶生成概率，气溶胶依然可能会产生交叉污染的后果，而过多的人工干预会降低核酸提取的速度。
其他的非磁珠方法，虽然避免了一些磁珠法相关的问题，但未能同时解决气溶胶、液体飞溅等问题。同时为避免试剂内的蛋白质等杂质的堆积、堵塞液体流通通路，这些方法使用的吸附物一般体积较大，相对表面积(表面积/体积比率)远小于纳米尺寸的磁珠，导致该方法对核酸的提取效率较低，提取出的核酸量及纯度比磁珠法较低。
基于以上问题的发现，我们迫切需要一种能够解决在核酸提取中存在液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题的核酸提取装置及其使用方法。
技术实现要素：
基于以上问题，本实用新型提供了一种电磁法高通量核酸提取装置及使用方法。本实用新型可实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题目的，使提取管四周有一个大小、方向可变的磁场来替代常规磁珠法中的外源振动方式，避免出现液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题，可更为有效提取核酸。
为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种电磁法高通量核酸提取装置，包括提取管和磁珠，提取管内部、四周和底部设有一个使磁场大小与方向均可控的矢量磁场设备，矢量磁场设备能够使提取管中的磁珠在不同方向上发生运动。
在本实用新型中，将待测样本和裂解液加入到提取管，再将磁珠加入到提取管内，启动矢量磁场设备，通过使磁场大小与方向均可变的矢量磁场设备使磁珠在提取管内的不同方向发生振动称可为自振动磁场(自振动磁场可防止液体从提取管内飞溅出来产生气溶胶，使液体能够更加均匀的混合，且人工参与度低，使核酸的提取过程更加安全)，使待测样本和裂解液混合均匀得到混合均匀的液体后停止矢量磁场设备发出的自振动磁场，启动矢量磁场设备使矢量磁场设备产生一个偏心旋转磁场(能有效将磁珠富集到提取管的管壁的吸附区域，避免了核酸提取液中夹带磁珠和残留有磁珠)，磁珠在偏心旋转磁场中自发的产生绕提取管中轴线的旋转运动，在离心力作用下靠近提取管外管壁和底部的磁场，偏心旋转磁场持续一段时间后，提取管四周和底部的磁场形成吸附区域，将磁珠吸附到吸附区域，再将提取管内的液体移出，停止矢量磁场设备发出的偏心旋转磁场；继续向提取管内加入洗涤试剂，启动矢量磁场设备使磁珠在提取管内的不同方向发生振动使其液体混合均匀得到含磁珠-核酸混合物的混合液，停止矢量磁场设备发出的自振动磁场，启动矢量磁场设备发出偏心旋转磁场，将磁珠-核酸混合物吸附到吸附区域，再将提取管内的混合液移出，停止矢量磁场设备发出偏心旋转磁场；最后向提取管内加入洗脱液，启动矢量磁场设备发出自振动磁场，使磁珠-核酸混合物分离成磁珠和核酸，停止矢量磁场设备发出自振动磁场，启动矢量磁场设备发出偏心旋转磁场，将磁珠吸附到吸附区域从而得到核酸，移出核酸，完成核酸提取，停止矢量磁场设备发出偏心旋转磁场，实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题的目的。本实用新型可实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题目的，使提取管四周有一个大小、方向可变的磁场来替代常规磁珠法中的外源振动方式，避免出现液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题，可更为有效提取核酸。
作为一种优选的方式，矢量磁场设备包括环绕提取管四周与底部的磁场强度发生器和矢量磁场控制器，磁场强度发生器与提取管的管壁贴合，磁场强度发生器与矢量磁场控制器电连接。
作为一种优选的方式，磁场强度发生器包括磁芯和缠绕在磁芯上的线圈，磁芯的两极分布在提取管的同一侧，线圈与矢量磁场控制器电连接。
作为一种优选的方式，磁芯为马蹄形、c形、条形中的任意一种。
作为一种优选的方式，提取管同一侧有一组或多组竖向排列的磁芯和线圈。
作为一种优选的方式，多个提取管和与提取管管壁贴合的磁场强度发生器以阵列的拓扑结构并列分布，多个磁场强度发生器与矢量磁场控制器之间设有集成的多通道控制器，多个磁场强度发生器与多通道控制器电连接，矢量磁场控制器与多通道控制器和多个磁场强度发生器之间的任意一种电连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型可实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题目的，使提取管四周有一个大小、方向可变的磁场来替代常规磁珠法中的外源振动方式，避免出现液滴飞溅、气溶胶、磁珠夹带和磁珠残留问题，可更为有效提取核酸；
(2)本实用新型用矢量磁场控制器控制提取管四周与底部的磁场强度发生器产生一个叠加的大小和方向均可变的矢量磁场，即可通过矢量磁场控制提取管内磁珠的振动，避免人工搅拌提取管内的液体时使液滴飞溅和产生气溶胶，可更加安全有效的使液体混合均匀；
(3)本实用新型用矢量磁场控制器控制提取管四周与底部的磁场强度发生器产生一个偏心旋转磁场，使磁珠在偏心旋转磁场的偏心力的作用下被吸附到提取管的内管壁上，避免在核酸提取液中使磁珠夹带和磁珠残留；
(4)本实用新型用矩形阵列的拓扑结构并列分布组合成高通量的核酸提取装置，可保证每个通道同时进行相同动作或分组顺次进行系列动作；
附图说明
图1为本实用新型的正面结构示意图。
图2为本实用新型的俯视结构示意图。
图3为高通量的核酸提取装置示意图。
其中，1提取管，2磁珠，3矢量磁场设备，310磁场强度发生器，311磁芯，312线圈，320矢量磁场控制器，4多通道控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
参见图1～2，一种电磁法高通量核酸提取装置，包括提取管1和磁珠2，提取管1内部、四周和底部设有一个使磁场大小与方向均可控的矢量磁场设备3，矢量磁场设备3能够使提取管1中的磁珠2在不同方向上发生运动。
在本实例中，将待测样本和裂解液加入到提取管1，再将磁珠2加入到提取管1内，启动矢量磁场设备3，通过使磁场大小与方向均可变的矢量磁场设备3使磁珠2在提取管1内的不同方向发生振动称可为自振动磁场(自振动磁场可防止液体从提取管1内飞溅出来产生气溶胶，使液体能够更加均匀的混合，且人工参与度低，使核酸的提取过程更加安全)，使待测样本和裂解液混合均匀得到混合均匀的液体后停止矢量磁场设备3发出的自振动磁场，启动矢量磁场设备3使矢量磁场设备3产生一个偏心旋转磁场(能有效将磁珠2富集到提取管1的管壁的吸附区域110，避免了核酸提取液中夹带磁珠2和残留有磁珠2)，磁珠2在偏心旋转磁场中自发的产生绕提取管1中轴线的旋转运动，在离心力作用下靠近提取管1外管壁和底部的磁场，偏心旋转磁场持续一段时间后，提取管1四周和底部的磁场形成吸附区域110，将磁珠2吸附到吸附区域110，再将提取管1内的液体移出，停止矢量磁场设备3发出的偏心旋转磁场；继续向提取管1内加入洗涤试剂，启动矢量磁场设备3使磁珠2在提取管1内的不同方向发生振动使其液体混合均匀得到含磁珠2-核酸混合物的混合液，停止矢量磁场设备3发出的自振动磁场，启动矢量磁场设备3发出偏心旋转磁场，将磁珠2-核酸混合物吸附到吸附区域110，再将提取管1内的混合液移出，停止矢量磁场设备3发出偏心旋转磁场；最后向提取管1内加入洗脱液，启动矢量磁场设备3发出自振动磁场，使磁珠2-核酸混合物分离成磁珠2和核酸，停止矢量磁场设备3发出自振动磁场，启动矢量磁场设备3发出偏心旋转磁场，将磁珠2吸附到吸附区域110从而得到核酸，移出核酸，完成核酸提取，停止矢量磁场设备3发出偏心旋转磁场，实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠2夹带和磁珠2残留问题的目的。本实用新型可实现解决核酸提取过程中液滴飞溅、气溶胶、磁珠2夹带和磁珠2残留问题目的，使提取管1四周有一个大小、方向可变的磁场来替代常规磁珠2法中的外源振动方式，避免出现液滴飞溅、气溶胶、磁珠2夹带和磁珠2残留问题，可更为有效提取核酸。
磁珠2选用超顺磁体磁珠2，超顺磁体磁珠2具有：(1)超强的顺磁性，就是指在磁场的存在下能迅速聚集，离开磁场能够均匀分散，不出现聚集显现现象；(2)合适的粒径且粒径分布范围窄，使微球有足够强的磁响应性，又不会因粒径太大而发生沉降；(3)具有丰富的表面活性基团，以便微球可以和生化物质偶联，并在外磁场的作用下实现与被待测样品的分离。
实施例2：
参见图1～2，一种电磁法高通量核酸提取装置，包括提取管1和磁珠2，提取管1四周和底部设有一个使磁场大小与方向均可变的矢量磁场设备3，矢量磁场设备3能够使提取管1中的磁珠2在不同方向上发生振动。
通过矢量磁场设备3包括环绕提取管1四周与底部的磁场强度发生器310和矢量磁场控制器320，磁场强度发生器310与提取管1的管壁贴合，磁场强度发生器310与矢量磁场控制器320电连接，启动矢量磁场控制器320，使矢量磁场控制器320控制磁场强度发生器310产生一个叠加的大小和方向均可变的矢量磁场，使提取管1内的磁珠2能够在矢量磁场的作用力下振动或被吸附到提取管1管壁上，即可实现自动使提取管1内的液体均匀混合，并有效防止液体在混合时飞溅到提取管1外或形成气溶胶，使核酸提取的过程更加安全。
矢量磁场控制器320可采用以dsp(数字信号处理器)和/或fpga(现场可编程门阵列)为核心的数字控制主板实现，还可以采用以arm、mcu、cpld、plc等常用的微控制器、微处理器为核心，实现相同或相似的功能。
作为一种优选方式，通过磁场强度发生器310包括磁芯311和缠绕在磁芯311上的线圈312，磁芯311的两极分布在提取管1的同一侧，线圈312与矢量磁场控制器320电连接，用矢量磁场控制器320控制流通到提取管1四周和底部的磁场强度发生器310上的线圈312有不相同的电流，每个线圈312在提取管1四周和底部产生不同的磁场强度，且线圈312上的电流不断发生变化，多个磁场叠加后形成一个方向和大小可变的矢量磁场。
线圈312选用矽钢片堆叠磁芯311及铜制漆包线绕组。
用矢量磁场控制器320快速调整每个线圈312电流的强度、方向、时序、持续时间，即可控制矢量磁场产生水平、垂直等不同指向的自振动磁场或产生一个偏心旋转磁场。
作为一种优选方式，通过磁芯311为马蹄形、c形、条形中的任意一种，马蹄形和c形磁芯311的电感和磁场范围广，有利于使同一侧的提取管1外侧磁场范围更大，扩大了对磁珠2再提取管1同侧的吸附区域110，条形磁芯和线圈312的结合也可实现对磁珠2的吸附。
作为一种优选方式，通过提取管1同一侧有一组或多组竖向排列的磁芯311和线圈312，由于磁珠2在提取管1液体内的上、中、下等不同，为了使磁场强度发生器310产生的磁场覆盖提取管1液体的上、中、下等不同区域，根据提取管1液面的高度，竖向排列一组或多组磁芯311和线圈312。
参见图3，作为一种优选的方式，通过多个提取管1和与提取管1管壁贴合的磁场强度发生器310以阵列的拓扑结构并列分布，多个磁场强度发生器310与矢量磁场控制器320之间设有集成的多通道控制器4，多个磁场强度发生器310与多通道控制器4电连接，矢量磁场控制器320与多通道控制器4和多个磁场强度发生器310之间的任意一种电连接，可设置96个单元，以12*8矩形阵列的拓扑结构并列分布，配套常规的96孔板或96个独立提取管1耗材，配套所需要的移液机械臂、移液枪等常用装置\配件，组合成为96通量的核酸提取装置，矢量磁场控制器320可直接连接与提取管1贴合的磁场强度发生器310来控制每个单位的磁场的变化，也可以通过先使96个通量上的磁场强度发生器310和多通道控制器4连接，用矢量磁场控制器320控制多通道控制器4来达到对96个通量的核酸提取装置的控制，有利于试验者的操作。
多通道控制器4，通过常规的通信技术及并行处理技术，可保证每个通道同时进行相同动作或分组顺次进行系列动作。
由于自动化流水线中的液体处理工作站、pcr检测仪等上下游设备的匹配，调整各单元的阵列结构和/或调整一个/多个单元的提取顺序，都应视为对本实例的简单模仿，都应在本专利保护范围之内。
本实施例的其他部分与实施例1相同，这里就不再赘述。
如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型的验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。