一种基于膜吸附法的核酸提取装置及其提取方法与流程

1.本技术涉及医疗器械的领域，尤其是涉及一种基于膜吸附法的核酸提取装置及其提取方法。


背景技术：

2.目前核酸作为遗传信息的载体，位于真核细胞的细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器内或原核细胞的细胞质内(病毒等无细胞结构的生命体除外)。多种与核酸相关的技术，都需要首先获得纯度较高的核酸溶液，即核酸提取，例如，医学核酸检测技术、法医dna物证鉴定技术、基因克隆技术等等。
3.目核酸提取的方法有传统的液相提取和固相提取两大类型，传统的液相提取技术中所包含的沉淀、离心等操作需要大量生物样本，而且步骤繁琐，耗时长，效率低，需要操作人员频繁进行手工操作，且会接触到化学试剂，对身体健康造成威胁，已慢慢被近年来发展的固相提取技术所取代。固相提取技术又主要分为磁珠吸附法和滤膜吸附法，磁珠法提取技术运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠，该磁珠可与核酸分子特异性结合，利用磁珠的超顺磁性，在外加磁场的作用下，从血液、动物组织、病原微生物等样本中将核酸分离出来。磁珠吸附法具有自动化程度高、灵敏度高，效率高等特点得到人们的普遍认可，为目前核酸提取的主要方法。而膜吸附法是采用特殊的滤膜材料(比如二氧化硅、硅藻土、玻璃纤维等)在特殊环境下可吸附、释放核酸的特性实现样本的核酸提取，具有简单、灵活、快速提取的特点。
4.近年来随着突发传染病的严重威胁以及社区医疗模式的发展，基于分子诊断技术的即时检测(poct)得到了迅速发展，一种简单、便携、高效的核酸提取装置是实现检测体系现场应用的关键。而目前磁珠法提取装置，因其需要频繁吸磁和脱磁，需多次振荡、清洗，步骤繁琐，提取时间长，且必须要加热才能实现核酸的提取，结构复杂，价格相对昂贵，而且一次提取样本个数需要匹配仪器，否则会造成试剂和耗材的浪费，对使用环境具有一定局限性。


技术实现要素：

5.为了提高核酸提取的效率以及方便工作人员进行操作，本技术提供一种基于膜吸附法的核酸提取装置及其提取方法。
6.第一方面，本技术提供一种基于膜吸附法的核酸提取装置，采用如下的技术方案：一种基于膜吸附法的核酸提取装置，包括外壳以及设置在外壳上的过滤试管，所述外壳上设置有试剂管组件，所述试剂管组件包括多个用于存放试剂的试剂管，多个试剂管排列设置在外壳上，并且多个试剂管的一端与过滤试管内部连通，多个试剂管上均设置有加液口，所述外壳上转动设置有压力塞组件，所述压力塞组件可以单独对每个试剂管进行压缩，并将每个试剂管中的液体压缩到过滤试管中。
7.通过采用上述技术方案，本技术实施例中，采用多个独立设置的试剂管以及与多
个试剂管连通的过滤试管，在进行核酸样品提取过程中，能够将样品液以及多种不同类型的洗脱液单独的加入到对应的试剂管中，通过压力塞组件将每个试剂管中的液体挤入到过滤试管中，避免各个试剂管之间产生污染，并且采用该设备进行的核酸提取设备，具有提高核酸提取的效率，同时也更加方便工作人员进行操作。
8.可选的，所述压力塞组件包括转动设置的转轴以及间隔设置在转轴上的多个压力块，压力块为圆形板状结构，并且多个压力块与多个试剂管一一对应，每个压力块的周面上均设置有压缩部和连通部，所述连通部为开设在压力块周面上的凹槽，所述压缩部为压力块周面上除凹槽剩余的部分，所述试剂管远离过滤试管的一端设置有开口，压力块的周面与试剂管端部的开口密封配合，并且试剂管内部可以与连通部连通，多个压力块在转轴上依次错位设置，使多个压力块的压缩部在与转轴轴线垂直平面上的投影组合成圆形。
9.通过采用上述技术方案，本技术对应每个试剂管设置的压力块，通过压力块上的压缩部能够能够将试剂管中和连通部中的空气进行压缩，当压缩部抵接到试剂管的开口处后，能够产生瞬时的压力，从而将试剂管中的液体压入到过滤试管中。
10.可选的，所述过滤试管远离其开口的一端设置有连通口，所述过滤试管内部且靠近连通口的一端安装有过滤棉。
11.通过采用上述技术方案，过滤试管内部设置的过滤棉能够洗掉核酸样品液中的废液，将待提取核酸的检测样品颗粒留入到过滤棉中，以便进行下一步的检测操作，并且通过设置的连通口流入到其它的试剂管中。
12.可选的，所述过滤试管远离其开口的一端设置有检测试管。
13.通过采用上述技术方案，设置的检测试管具有方便安装以及快速取下的作用，检测试管可以为实验室检验用的标准试管还可以是每个公司独立使用的试剂杯，具有较强的适用性。
14.可选的，所述过滤试管的开口端盖设有密封盖，并且在过滤试管上设置有加剂口。
15.通过采用上述技术方案，设置的密封盖能够防止外部的污染源通过过滤试管的开口进入到过滤试管中，造成核酸检测数值的不准确；在过滤试管上设置的加剂口，在对核酸提取样品进行检测，并且需要添加的洗脱液多余三种时，可以通过加剂口将多余的洗脱液直接加入到过滤试管中，避免出现因需要添加的洗脱液过多，导致不能正常进行核酸提取检测，提高了该提取装置的适用性，并且能够用于肝炎或者dna检测的试验中。
16.可选的，多个所述加液口和加剂口上均盖设有橡胶塞。
17.通过采用上述技术方案，橡胶塞能够将通孔进行密封，并且设置的橡胶塞能够避免外部的污染源由通孔、加液口和加剂口进入到试剂管中，影响最终的测量数据。
18.可选的，所述转轴一端设置有驱动转轴转动的驱动件。
19.通过采用上述技术方案，设置的驱动件能够为转轴和多个压力块的转动提供动力源，从而使压力块能够将对应试剂管中的液体挤入到过滤试管中。
20.可选的，所述转轴远离驱动件的一端设置有固定件，所述固定件用于限制压力块在外壳上沿转轴轴线方向的位置。
21.通过采用上述技术方案，设置的固定件具有防止转轴沿轴线方向移动的作用，当多个压力块在依次转动的过程中，固定件能够避免出现转轴带着压力块从转动槽内部滑出的问题，从而使多个压力块与多个试剂管之间始终紧密配合。
22.可选的，所述驱动件上和外壳上均设置有准确安装压力块的指示标。
23.通过采用上述技术方案，设置的两指示标能够起到导向和指示的作用，在将压力塞组件安装到转动槽中时，工作人员将转盘上的指示标与外壳上的指示标进行对齐，然后将转轴和压力块插接安装到转动槽中。
24.第二方面，本技术提供一种基于膜吸附法的核酸提取方法，采用如下的技术方案：一种基于膜吸附法的核酸提取方法，包括以下步骤：s1：添加待测样品，在多个试剂管中的第一个加入核酸待检测液体，然后转动压力块，使试剂管中的待检测液体流入到过滤试管中；s2：添加多种洗脱液，在第二个试剂管中加入洗脱液，并转动对应的压力块，使第二个试剂管中的洗脱液可以被压入到过滤试管中，在第三个试剂管中加入不同种类的洗脱液，并转动对应的压力块，使第三个试剂管中的洗脱液可以被压入到过滤试管中；s3：更换检测试管，步骤s1和s2中流入到过滤试管中的液体在经过过滤棉的过滤后，废液流入到检测试管中，待检测的样品会存入到过滤棉上，然后更换新的检测试管；s4：添加洗脱液，在第四个试剂管中加入新的洗脱液，并转动转轴，使对应的压力块将新的洗脱液压入到过滤试管中，然后在经过过滤棉后，可以将过滤棉中含有的待检测样品一同流入到新检测试管中；s5：检测核酸数值，取下新的检测试管，将其中的待测样品进行核酸数值的测量。
25.通过采用上述技术方案，在进行核酸提取检测的过程中，采用该种方法，具有快速提取核酸的作用，方便进行操作，并且能够防止各试剂管之间产生污染。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术实施例中，采用多个独立设置的试剂管以及与多个试剂管连通的过滤试管，在进行核酸样品提取过程中，能够将样品液以及多种不同类型的洗脱液单独的加入到对应的试剂管中，通过压力塞组件将每个试剂管中的液体挤入到过滤试管中，避免各个试剂管之间产生污染，并且采用该设备进行的核酸提取设备，具有提高核酸提取的效率，同时也更加方便工作人员进行操作；2.该核酸提取装置，采用压缩空气的原理，将每个试剂管中的叶片或者液体挤入到过滤试管中，避免直接接触到样品和化学试剂；3.该方案中的核酸提取装置，采用一次性使用的塑料耗材，能够防止污染，并且该装置除了能够进行核酸的提取，还能适用于肝炎和dna等样品的检测。
附图说明
27.图1是本技术实施例体现提取装置的整体结构示意图；图2是本技术实施例体现试剂管组件和压力塞组件的剖视图；图3是本技术实施例体现过滤棉的示意图；图4是本技术实施例体现密封组件与连通部的配合示意图；图5是本技术实施例体现密封组件的示意图。
28.附图标记说明：1、外壳；11、安装槽；12、转动槽；2、试剂管组件；21、试剂管；22、加液口；23、橡胶塞；3、压力塞组件；31、转轴；32、压力块；321、压缩部；322、连通部；33、驱动件；34、指示标；35、阶梯轴；36、紧固螺钉；4、过滤试管；41、连通口；42、过滤棉；43、密封盖；
44、加剂口；5、检测试管；6、密封组件；61、密封板；62、固定筒；63、弹簧。
具体实施方式
29.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种基于膜吸附法的核酸提取装置。
31.实施例1参照图1和图2，一种基于膜吸附法的核酸提取装置包括呈矩形的外壳1以及安装在外壳1内部的试剂管组件2、压力塞组件3和过滤试管4，在外壳1内部且靠近一端的位置处开设有沿外壳1宽度贯穿的安装槽11，同时在外壳1内部另外一端的位置处开设有沿外壳1宽度方向不贯穿的转动槽12，安装槽11与转动槽12之间相互平行，并且安装槽11和转动槽12的横截面均为圆形，过滤试管4插接在安装槽11中，压力塞组件3转动设置在转动槽12中，试剂管组件2设置在过滤试管4和压力塞组件3之间。
32.试剂管组件2包括安装固定在外壳1内部的多个试剂管21，多个试剂管21沿外壳1的宽度方向均匀间隔设置，每个试剂管21的长度方向均与过滤试管4的长度方向垂直，并且每个试剂管21的一端均与过滤试管4内部连通，设置的多个试剂管21能够在核酸检测的过程中，将待检测样品和多种洗脱液分开且独立的加入到每个试剂管21中，避免各个试剂管21之间产生污染；每个试剂管21远离过滤试管4的一端均设置有开口，每个试剂管21的开口端与压力塞组件3相配合，压力塞组件3与过滤试管4的开口配合，通过采用压缩空气的原理将每个试剂管21中的液体压入到过滤试管4中；在每个试剂管21的周面上均开设有加液口22，并且在外壳1上且对应每个加液口22的位置处开设有多个通孔，在外壳1上且位于通孔的位置处安装有橡胶塞23，橡胶塞23能够将通孔进行密封，并且设置的橡胶塞23能够避免外部的污染源由通孔和加液口22进入到试剂管21中，影响最终的测量数据；本技术实施例中，以四个试剂管21的数量进行举例说明，四个试剂管21从过滤试管4的开口端沿外壳1的宽度方向依次进行布设，第一个试剂管21为样本管，第二个到第四个试剂管21分别为洗脱液的添加管，在使用时，将核酸待提取样品加入到第一个试剂管21中，三种不同的洗脱液分别加入到第二个到第四个试剂管21中。
33.压力塞组件3包括穿设在安装槽11中的转轴31，转轴31与安装槽11同轴线设置，并且转轴31相对于安装槽11沿转轴31的轴线转动，转轴31远离过滤试管4开口的一端从转动槽12内部伸出，在转轴31上固定连接有多个压力块32，本技术实施例中，以四个压力块32进行举例说明，四个压力块32与四个试剂管21之间一一配合，压力块32为圆形板状结构，并且转轴31同时从四个压力块32的圆心处穿过，四个压力块32之间相互平行，并且四个压力块32沿转轴31的长度方向均匀间隔设置，每个压力块32的周面与外壳1内部且位于转动槽12位置处的内壁紧密配合，并且每个试剂管21端部的开口处与对应每个压力块32的周面密封配合。
34.参照图1和图2，每个压力块32的周面上均设置有压缩部321和连通部322，连通部322为开设在压力块32周面上且呈四分之三环形的凹槽，在压力块32旋转的过程中，连通部322可以与试剂管21内部连通，压缩部321为压力块32上除凹槽之外剩余的部分，四个压力块32上的压缩部321沿转轴31的长度方向且从第一个试剂管21到第四个试剂管21之间依次旋转错位设置，并且四个压力块32上的压缩部321在与转轴31轴线垂直平面上的投影可以
组合成圆形；在使用时，工作人员转动转轴31，从而带动四个压力块32转动，压力块32在转动过程中，逐渐压缩连通部322内部与试剂管21内部的气体，当压力块32的压缩部321转动配合到试剂管21端部的开口处时，依靠逐渐压缩气体的原理，能够将试剂管21中的液体挤入到过滤试管4中；当第一个试剂管21中的核酸待提取样品被挤入到过滤试管4中后，再次朝同一个方向转动转轴31一圈后，能够依次将第二个到第四个试剂管21中的洗脱液分别挤入到过滤试管4中，设置的压力塞组件3能够通过旋转转轴31的作用，将位于每个独立试剂管21中的液体分别挤压到过滤试管4中，具有快速操作的效果，并且能够提高提取核酸检测数值的效率。
35.参照图1和图2，在转轴31从转动槽12内部伸出的端部设置有驱动件33，驱动件33为垂直固定连接在转轴31端部的转盘，并且在转盘的周面上设置有防滑纹，当工作人员需要驱动四个压力块32进行转动时，通过转动转盘即可；另外，驱动件33还可以为慢速电机，慢速电机的输出轴与转轴31的端部连接，当需要驱动四个压力块32时，工作人员启动慢速电机，通过慢速电机带动转轴31转动，从而带动四个压力块32进行转动，采用慢速电机的驱动方式，能够避免人工转动转轴31转动不准确的问题，使每个压力块32能够准确的压缩试剂管21中的气体，最终将试剂管21中的液体挤入到过滤试管4中。
36.进一步的，在转盘远离转轴31的盘面上以及靠近转盘的外壳1面上均设置有指示标34，设置的两指示标34能够起到导向和指示的作用，在将压力塞组件3安装到转动槽12中时，工作人员将转盘上的指示标34与外壳1上的指示标34进行对齐，然后将转轴31和压力块32插接安装到转动槽12中，此时，第一个试剂管21与转轴31上的第一个压力块32准确配合安装；在外壳1朝向转盘的表面上且沿转轴31的轴线设置有环形的角度值，设置的角度值能够方便工作人员每转动一次压力块32都能准确判断出压力块32是否已经转动到正确的位置处，同时判断出试剂管21中的液体是否已经被挤入到过滤试管4中。
37.在转轴31远离驱动件33的一端固定连接有沿转轴31长度方向设置的阶梯轴35，阶梯轴35的端部穿出外壳1，并且阶梯轴35远离转轴31的端面与外壳1的表面齐平，在将转轴31和压力块32安装到转动槽12内部时，当转轴31的轴端面抵接到外壳1内部位于转动槽12一端的内壁时，以及阶梯轴35的轴端面与外壳1表面齐平时，证明转轴31和压力块32已经安装到正确的位置处；在阶梯轴35远离转轴31的轴端面上设置有固定件，固定件为螺纹连接在阶梯轴35端部的紧固螺钉36，设置的紧固螺钉36具有防止转轴31沿轴线方向移动的作用，当四个压力块32在依次转动的过程中，紧固螺钉36能够避免出现转轴31带着压力块32从转动槽12内部滑出的问题，从而使四个压力块32与四个试剂管21之间始终紧密配合。
38.参照图1、图2和图3，过滤试管4远离其开口的一端位于安装槽11内部，并且过滤试管4远离其开口的端部设置有呈缩口状的连通口41，在安装槽11内部且靠近过滤试管4连通口41的端部安装有检测试管5，检测试管5能够卡接到安装槽11上，卡接设置的检测试管5具有方便安装以及快速取下的作用，检测试管5可以为实验室检验用的标准试管还可以是每个公司独立使用的试剂杯，具有较强的适用性；在过滤试管4内部且靠近连通口41一端的位置处固定连接有过滤棉42，过滤棉42是由特异性硅脂材质制成的，当第一个试剂管21、第二个试剂管21和第三个试剂管21中的液体依次被挤入到过滤试管4中后，设置的过滤棉42能够洗掉核酸样品液中的废液，将待提取核酸的检测样品颗粒留入到过滤棉42中，以便进行下一步的检测操作。
39.进一步的，在过滤试管4的开口端盖设有密封盖43，设置的密封盖43能够防止外部的污染源通过过滤试管4的开口进入到过滤试管4中，造成核酸检测数值的不准确；在过滤试管4的管壁上开设有加剂口44，并且在外壳1上开设有与加剂口44对应的通孔，加液口22处的通孔结构与加剂口44处的通孔结构相同，同时在位于加剂口44处的通孔上同样安装有橡胶塞23，在过滤试管4上设置的加剂口44，在对核酸提取样品进行检测，并且需要添加的洗脱液多余三种时，可以通过加剂口44将多余的洗脱液直接加入到过滤试管4中，避免出现因需要添加的洗脱液过多，导致不能正常进行核酸提取检测，提高了该提取装置的适用性，并且能够用于肝炎或者dna检测的试验中。
40.每个试剂管21内部且靠近两端的位置处均为阶梯状结构，当核酸待提取的样品或者多种类型的洗脱液被加入到试剂管21中后，试剂管21内部的阶梯状结构能够防止加入到每个试剂管21中的液体自动流入到压力块32上的流通部中，避免造成核酸待提取检测样品或者多种类型洗脱液的浪费；外壳1可以由透明材质制成，当外壳1的材质为透明材料时，工作人员可以通过直接观察，将压力塞组件3更加方便快捷的安装到外壳1上。
41.实施例1的实施原理为：本技术实施例通过在每个试剂管21中依次加入待提取核酸的检测样品和多种类型的洗脱液，并且加入的待提取核酸检测样品和多种类型的洗脱液也可以做成胶囊的形式被加入到每个试剂管21中，然后驱动压力块32的转动，压力块32在转动的过程中，压缩连通部322和每个试剂管21中的气体，从而将每个试剂管21中的液体或者样品挤入到过滤试管4中，呈胶囊形式的样品和洗脱液，可以通过压力块32的压力，将两者挤破，从而使两者流入到过滤试管4中。
42.实施例2参照图2、图4和图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，在每个试剂管21内部且朝向对应压力块32的一端均设置有密封组件6，密封组件6包括滑动设置在试剂管21内部的密封板61，密封板61的一端能够从试剂管21内部伸出并深入到压力块32的连通部322中，在试剂管21内部固定连接有固定筒62，固定筒62为内部中空且朝向压力块32一端开口的结构，密封板61远离压力块32的一端能够滑动配合在固定筒62内部，在固定筒62内部设置有弹簧63，弹簧63一端与密封板61的端部固定连接，弹簧63另外一端与固定筒62内部且远离压力块32的端部固定连接，在弹簧63弹力的作用下，密封板61的端部能够始终抵接到压力块32位于连通部322的槽底周面上，并且密封板61的端部以及两侧与连通部322都紧密配合，当压力块32在转动压缩气体的过程中，设置的密封板61、试剂管21内部和连通部322之间能够形成密封的结构，提高压力块32在转动过程中，压缩气体的作用。
43.进一步的，压力块32上的压缩部321且朝向压力块32转动方向的一侧设置为倾斜的坡面，当压力块32的压缩部321转动到密封板61处时，压缩部321上的坡面能够将密封板61压缩会固定筒62内部，从而不影响压力块32的正常转动。
44.实施例2的实施原理为：试剂管21内部、密封板61和压力块32的连通部322之间能够形成密封的空间，此时，在转动压力块32时，三者之间的空气能够逐渐被压缩，当压缩部321转动到试剂管21的端口处时，能够通过瞬时的压力将试剂管21中的液体挤入到过滤试管4中。
45.实施例3参照图1和图2，本实施例与实施例1的不同之处在于，每个试剂管21朝向压力块32
的端部均设置有与试剂管21一体成型的挤压部，挤压部为橡胶材质制成，设置的挤压部将每个试剂管21内部与压力块32的连通部322隔离开，避免两者连通，并且试剂管21上的挤压部能够伸入到压力块32上的连通部322中，设置的挤压部，使试剂管21内部形成密闭的空间，能够防止试剂管21内部的液体流出，同时也更加方便对试剂管21内部的气体进行压缩；在压力块32压缩部321且朝向压力块32转动方向的一侧同样设置为与实施例二相同的坡面，当压力块32在转动的过程中，压缩部321转动到与挤压部接触的部位后，继续转动压力块32，挤压部被压缩，从而压缩试剂管21内部的气体，并将其内部的液体挤入到过滤试管4中。
46.实施例3的实施原理为：本技术实施例在使用时将待检测的核酸样品和不同类型的洗脱液对应添加到每个试剂管21中，通过转动压力块32，使压力块32上的压缩部321压缩挤压部，从而将每个试剂管21中的液体挤入到过滤试管4中。
47.本技术实施例还公开一种基于膜吸附法的核酸提取方法。参照图1、图2和图4，一种基于膜吸附法的核酸提取方法包括以下步骤：s1：添加待测样品，当需要对核酸样品进行检测时，工作人员将核酸液体或者胶囊形式的样品加入到第一个试剂管21（样本管）中，然后通过旋转转轴31带动对应第一个试剂管21的压力块32，使压力块32上的压缩部321压缩第一个试剂管21内部的气体，将第一试剂管21内部的核酸待检测样品挤入到过滤试管4中。
48.s2：添加两种洗脱液，依次在第二个试剂管21中加入洗脱液a，然后转动对应第二个试剂管21上的压力块32，使第二个试剂管21中的气体被压缩，从而将洗脱液a被挤入到过滤试管4中；在第三个试剂管21中加入洗脱液b，然后转动对应第三个试剂管21上的压力块32，使第三个试剂管21中的气体被压缩，将洗脱液b被挤入到过滤试管4中。
49.s3：更换检测试管5，步骤s1和s2中流入到过滤试管4中的三种液体的混合物经过化学反应后，废液会流入到检测试管5中，待检测的样品会存入到过滤棉42上，然后将存有废液的检测试管5更换掉，从新更换新的检测试管5，并安装到外壳1上。
50.s4：再次添加洗脱液，在第四个试剂管21中加入新的洗脱液c，并再次转动转轴31，使对应的第四个试剂管21压力块32转动，然后使第四个试剂管21中的气体被压缩，从而将洗脱液c中的液体挤入到过滤试管4中，挤入到过滤试管4中的洗脱液c能够与过滤棉42上的待检测核酸样品进行反应，然后共同流入到新的检测试管5中。
51.s5：检测混合反应后的核酸样品，将s4中流入到新检测试管5中的液体从外壳1上取下，拿到专用的仪器进行核酸数值的检测。
52.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。