核酸提取装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物提取技术领域，特别涉及一种核酸提取装置。


背景技术：

2.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，因此对核酸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。
3.现有的核酸取样过程中，通常需要人工拿取装有样品的待检测试管，对待检测试管旋开盖子后针对样品完成核酸取样、提纯、扩增分析等操作；由于整个核酸取样过程由人工完成，因此很容易因为人为操作失误，导致样品污染或病毒传播等情况发生。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种核酸提取装置，旨在实现核酸提取的自动化机械操作，从而避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的核酸提取装置，
6.所述核酸提取装置用于对装有样品的待检测试管进行样品提取以供后续进行分析，所述核酸提取装置包括：
7.机架，所述机架设有放置区和样品提纯区，所述放置区包括样品放置区和扩增预处理区，所述样品放置区和所述扩增预处理区连接，所述样品放置区用于放置待检测试管，所述扩增预处理区用于针对经过提纯后得到的样品进行扩增预处理，所述样品提纯区用于针对提取得到的样品进行提纯；
8.夹取机械手，所述夹取机械手可移动地安装于所述机架，用于夹取所述待检测试管以及对所述待检测试管进行旋盖；
9.取样机械手，所述取样机械手可移动地安装于所述机架，所述取样机械手用于针对所述待检测试管内的样品进行提取以及扩增预处理。
10.可选地，所述核酸提取装置还包括固定架，所述样品放置区和所述扩增预处理区连接，所述固定架对应所述样品放置区和所述扩增预处理区可拆卸安装于所述机架。
11.可选地，所述固定架对应所述样品放置区的部分设有多个第一固定孔，所述第一固定孔用于固定放置待测试试管。
12.可选地，所述固定架对应所述扩增预处理区设有第一放置区、第二放置区以及第三放置区，所述第一放置区用于放置经过扩增预处理后的样品，所述第二放置区用于放置扩增液，所述第三放置区用于放置扩增处理枪头。
13.可选地，所述核酸提取装置还包括盛放件，所述盛放件用于放置经过扩增预处理后的样品，所述第一放置区设有多个第二固定孔，所述第二固定孔用于固定所述盛放件。
14.可选地，所述第三放置区设有多个第三固定孔，所述第三固定孔用于放置所述扩
增处理枪头。
15.可选地，所述核算提取装置还包括试剂盒，所述试剂盒对应所述样品提纯区可拆卸安装于所述机架。
16.可选地，所述试剂盒包括多个分区，多个所述分区分别设置漂洗液、裂解液、磁珠结合液以及洗脱液。
17.可选地，所述核酸提取装置还包括提纯机械手，所述提纯机械手对应所述样品提纯区可移动地安装于所述机架，用于将待检测样品进行提纯处理。
18.可选地，所述夹取机械手包括控制部和夹取部，所述控制部与所述夹取部可转动连接，所述控制部包括壳体、控制组件和驱动组件，所述控制组件和驱动组件均安装于所述壳体内，所述壳体与所述机架可移动连接，所述控制组件与所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述夹取部连接，所述驱动组件用于控制所述夹取部对所述待检测试管夹取和旋盖。
19.本实用新型技术方案公开的核酸提取装置，在机架上设有用于固定待测试试管的样品放置区、用于进行提纯操作的样品提纯区，以及用于进一步扩增分析前进行扩增液添加混合的扩增预处理区，同时夹取机械手和取样机械手可移动地安装于机架上。在实际应用中，夹取机械手对装有样品的待检测试管进行夹取以及自动旋盖，随后取样机械手拾取一次性枪头并对旋开盖子后的待检测试管进行取样，将取样得到的样品移动至样品提纯区进行提纯，当样品在样品提纯区完成提纯操作后，取样机械手通过一次性枪头将经过提纯的样品转移至扩增预处理区，并更换一次性枪头将经过提纯的样品与扩增液进行混合，得到经过扩增预处理的样品，以用于下一步的扩增分析。
20.由于对待检测试管的夹取、移动和旋盖都是由夹取机械手完成，而对待检测试管进行核酸取样、提纯、扩增分析等操作则是由取样机械手完成，即通过机械自动化操作替代了常规核酸取样过程的人工操作，因此能够提升核酸提取过程中的稳定性，避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本实用新型核酸提取装置一实施例的结构示意图；
23.图2为图1中固定架的结构示意图；
24.图3为图1中夹取机械手的结构示意图。
25.附图标号说明：
[0026][0027][0028]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。
[0030]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0032]
本实用新型一种核酸提取装置100，所述核酸提取装置100用于对装有样品的待检测试管进行样品提取以供后续进行分析，所述核酸提取装置100包括：
[0033]
机架10，所述机架10设有放置区11和样品提纯区12，所述放置区11包括样品放置区11和扩增预处理区11b，所述样品放置区11a和所述扩增预处理区 11b连接，所述样品放置区11用于放置待检测试管，所述扩增预处理区11b用于针对经过提纯后得到的样品进行扩增预处理，所述样品提纯区12用于针对提取得到的样品进行提纯；
[0034]
夹取机械手30，所述夹取机械手30可移动地安装于所述机架10，用于夹取所述待检测试管以及对所述待检测试管进行旋盖；
[0035]
取样机械手40，所述取样机械手40可移动地安装于所述机架10，所述取样机械手
40用于针对所述待检测试管内的样品进行提取以及扩增预处理。
[0036]
本实用新型技术方案公开的核酸提取装置100，在机架10上设有用于固定待测试试管的样品放置区11、用于进行提纯操作的样品提纯区12，以及用于进一步扩增分析前进行扩增液添加混合的扩增预处理区11b，同时夹取机械手 30和取样机械手40可移动地安装于机架10上，因此夹取机械手30可对放置于样品放置区11的装有样品的待检测试管进行夹取及自动旋盖，而取样机械手 40则对旋开盖子后的待检测试管进行取样，并对取样得到的样品分别在样品提纯区12进行提纯操作，以及在扩增预处理区11b针对经过提纯的样品进行扩增预处理。
[0037]
如图1所示，在第一实施例中，夹取机械手30对装有样品的待检测试管进行夹取以及自动旋盖，随后取样机械手40拾取一次性枪头并对旋开盖子后的待检测试管进行取样，将取样得到的样品移动至样品提纯区12进行提纯，当样品在样品提纯区12完成提纯操作后，取样机械手40通过一次性枪头将经过提纯的样品转移至扩增预处理区11b，并更换一次性枪头将经过提纯的样品与扩增液进行混合，得到经过扩增预处理的样品，以用于下一步的扩增分析。
[0038]
由于对待检测试管的夹取、移动和旋盖都是由夹取机械手30完成，而对待检测试管进行核酸取样、提纯、扩增分析等操作则是由取样机械手40完成，即通过机械自动化操作替代了常规核酸取样过程的人工操作，因此能够提升核酸提取过程中的稳定性，避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
[0039]
进一步地，如图1和图2所示，所述核酸提取装置100还包括固定架20，所述样品放置区11a和所述扩增预处理区11b连接，所述固定架20对应所述样品放置区11a和所述扩增预处理区11b可拆卸安装于所述机架10。
[0040]
具体地，如图2所示，固定架20上对应样品放置区11a的区域设有多个用于固定待测试试管的固定孔，以及，固定架20上对应扩增预处理区11b的区域用于通过取样机械手40针对经过提纯的样品滴加扩增液并进行混合。由于固定架20与所述机架10为可拆卸安装，因此在应用过程中，可以根据实际需要更换不同的固定架20，以达到改变固定架20上分别对应样品放置区 11a和扩增预处理区11b的区域占比，以及便于对固定架20拆卸下来后进行更换和清洗维护。
[0041]
进一步地，如图2所示，所述固定架20对应所述样品放置区11a的部分设有多个第一固定孔20a，所述第一固定孔20a用于固定放置待测试试管。具体地，待测试试管通过插入第一固定孔20a的方式固定放置于固定架20上，以供夹取机械手30依次对待测试试管进行夹取。
[0042]
在一种可行的实施方式中，固定架20包括放置架与扩增架，所述放置架与所述扩增架可拆卸连接。可以理解，放置架为固定架20对应样品放置区11a 的部分，扩增架为固定架20对应扩增预处理区11b的部分，由于放置架和扩增架为可拆卸连接，即固定架20可以通过放置架和扩增架进行组装得到，因此更便于对放置架和扩增架进行维护和更换。
[0043]
进一步地，如图2所示，所述固定架20对应所述扩增预处理区11b设有第一放置区21、第二放置区22以及第三放置区23，所述第一放置区21用于放置经过扩增预处理后的样品，所述第二放置区22用于放置扩增液，所述第三放置区23用于放置扩增处理枪头。
[0044]
具体地，本技术在固定架20上设置了不同区域来实现样品的扩增预处理过程。在
实际应用中，当样品的提纯过程完成后，取样机械手40拾取第三放置区23的扩增处理枪头，吸取放置于第二放置区22的扩增液，并将扩增液均匀地滴落在第一放置区21的多个独立腔体，然后取样机械手40更换一次性枪头，并分别取样经过提纯的样品并滴落在第一放置区21的独立腔体中，以使经过提纯的样品与独立腔体中的扩增液进行混合，从而实现样品的扩增预处理。
[0045]
进一步地，所述核酸提取装置100还包括盛放件，所述盛放件用于放置经过扩增预处理后的样品，所述第一放置区21设有多个第二固定孔20b，所述第二固定孔20b用于固定所述盛放件。
[0046]
具体地，盛放件设有多个独立的腔体，以盛放扩增液与样品，并使扩增液与样品进行混合完成扩增预处理。设于固定架20的第二固定孔20b用于固定放置盛放件，当盛放件已经盛放完毕扩增液与样品后，可以通过人工或者机械自动化的形式从固定架20中取出盛放件，并将盛放件放入扩增分析仪中以针对样品进行扩增分析。
[0047]
进一步地，如图2所示，所述第三放置区23设有多个第三固定孔20c，所述第三固定孔20c用于放置所述扩增处理枪头。
[0048]
具体地，固定架20设有第三固定孔20c，用于吸取扩增液的一次性枪头，即扩增处理枪头通过插入第三固定孔20c的方式固定放置于固定架20上，以供取样机械手40取用。
[0049]
进一步地，如图1所示，所述核酸提取装置100还包括试剂盒50，所述试剂盒50对应所述样品提纯区12可拆卸安装于所述机架10。
[0050]
在实际应用中，由于试剂盒50用于存放经过取样机械手40初次取样的样品，并且还用于针对该取样得到的样品进行提纯操作，在本技术中采用磁珠分解法进行提纯，因此可拆卸安装于机架10的试剂盒50更方便于维护和更换。
[0051]
进一步地，所述试剂盒50包括多个分区，多个所述分区分别设置漂洗液、裂解液、磁珠结合液以及洗脱液。
[0052]
具体地，本技术公开的核酸提取装置100采用磁珠分解法进行提纯，其中从待测试试管中提取得到的样品，需要先与磁珠结合液进行混合，以使样品吸附于磁珠上，然后将样品依次移动至漂洗液中进行漂洗，以及移动至裂解液中进行裂解，最后再将经过裂解液混合后的样品移动至洗脱液中进行洗脱，从而实现完整的提纯过程。因此，试剂盒50分为四个区域，四个区域分别用于放置漂洗液、裂解液、磁珠结合液以及洗脱液，其中每个分区单独设有多个独立的腔体，从而分别用于多个样品的提纯。
[0053]
进一步地，如图1所示，所述核酸提取装置100还包括提纯机械手60，所述提纯机械手60对应所述样品提纯区12可移动地安装于所述机架10，用于将待检测样品进行提纯处理。
[0054]
具体地，提纯机械手60包括磁棒驱动组件和磁棒组件，磁棒驱动组件可驱动磁棒组件往复性地伸入或远离试剂盒50，在分离磁珠时，伸入试剂盒50，将磁棒组件连同磁珠取出时，远离试剂盒50。磁棒组件对应试剂盒50的多个腔体设置，从而能够实现同时对多份样品进行提纯。
[0055]
进一步地，如图3所示，所述夹取机械手30包括控制部31和夹取部32，所述控制部31与所述夹取部32可转动连接，所述控制部31包括壳体、控制组件和驱动组件，所述控制组件和驱动组件均安装于所述壳体内，所述壳体与所述机架10可移动连接，所述控制组件与
所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述夹取部32连接，所述驱动组件用于控制所述夹取部32对所述待检测试管夹取和旋盖。
[0056]
在本实施例中，驱动组件为电机，用于控制夹取部32对待检测试管进行夹取固定，以及控制夹取部32旋转以对待检测试管进行旋盖操作。其他实施例中，驱动组件也可以采用气缸等装置，在此不做具体限定。
[0057]
在实际应用过程中，夹取机械手30到达集中放置待检测试管的样品放置区11a上方，然后夹取机械手30向下移动，夹取部32对即将用于取样的待检测试管进行夹取固定，接着夹取机械手30上升并移动至用于核酸取样的取样区域，随后夹取机械手30再次下降并将待检测试管在该取样区域进行固定放置，然后夹取部32进行旋转，以将待检测试管的盖子旋开，以供取样机械手 40对待检测试管进行取样操作。
[0058]
在本实施例中，所述夹取机械手30还包括第一识别器，所述第一识别器设于所述夹取部32。
[0059]
具体地，第一条形识别器可以通过夹取部32的底部对放置于样品放置区 11a的待测试试管进行识别和扫码，从而识别和记录目前将要进行取样测试的待测试试管的数量，以将数据上传至相关的数据管理系统。
[0060]
在本实施例中，所述核酸提取装置100还包括限位件，所述限位件安装于所述机架10，用于固定待测试试管，所述限位件包括限位架和第二条码识别器，所述第二条码识别器安装于所述限位架，以对通过所述限位架进行限位的待测试试管进行条码识别。
[0061]
在实际应用过程中，夹取机械手30从样品放置区11a中夹取待测试试管后，将该待测试试管放置于限位件处，并且将待测试试管整体旋转一圈，以使限位件中的第二条码识别器对该待测试试管的条码进行识别记录，然后通过限位架固定该待测试试管，并且旋开该待测试试管的盖子，以供取样机械手40进行取样。
[0062]
如图1和图2所示，本技术的一个较优实施例为：由用户将装有样品的多个待测试试管放置在核酸提取装置100的样品放置区11a中，然后夹取机械手30对样品放置区11a进行全部扫描后，记录待测试试管的数量并上传，然后依次夹取待测试试管，并将待测试试管移动至限位件处，由安装于限位件的条码识别器进行扫描识别后，再由限位件固定该待测试试管，接着夹取机械手30旋开待测试试管的盖子，取样机械手40对待测试试管进行取样后，将取样得到的样品滴落在试剂盒50中用于放置有磁珠结合液的区域，随后夹取机械手30重新对待测试试管进行上盖，并将待测试试管重新移动至样品放置区11a进行存放。当样品放置区11a内的待测试试管均已完成取样，且取样得到的样品均已放置于试剂盒50中放置磁珠结合液的区域后，再由提纯机械手60将样品依次与试剂盒50中的漂洗液、裂解液以及洗脱液混合，从而完成提纯过程。最后由取样机械手40从扩增预处理区11b中的第三放置区23 中拾取一次性枪头，并将第二放置区22中的扩增液均匀分配至第一放置区21 的盛放件中的多个腔体，然后取样机械手40再更换一次性枪头，并将先前放置于试剂盒50中完成提纯的样品分别移动至上述腔体中，以使经过提纯的样品与扩增液进行混合，从而完成样品的扩增预处理步骤，以供用户后续可以直接通过移动盛放件将上述样品放入扩增分析仪中进行扩增分析。
[0063]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构
变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。