一种柱塞式全自动核酸提取装置及其控制方法

本申请涉及核酸提取与纯化的，尤其是涉及一种提取核酸的自动化装置及其控制方法。

背景技术：

1、目前分子诊断为快速疾病检测、现场环境监测以及食品和水传播病原体检测提供了高特异性和灵敏度。其工作流程包括，提高样品浓度、去除杂质和其他预处理。一旦获得目标细胞或标本，样品将进行裂解过程，以便目标生物分子(如dna、rna或蛋白质)可以释放到裂解缓冲溶液中。因此，这些目标生物分子在检测前需要进行提取和纯化。

2、针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：传统核酸提取方法步骤繁琐、流道设计复杂、制作及研发成本高昂，且由于过程中试剂转移等需要存在试剂泄漏及污染环境的风险。这些特征限制了检测方法在 poct（point-of-care diagnostics）中的使用。

技术实现思路

1、针对上述传统核酸提取方法步骤繁琐、流道设计复杂、制作及研发成本高昂，且存在试剂泄漏及污染环境的风险的技术问题，本申请提出了一种柱塞式全自动核酸提取装置及其控制方法。

2、第一方面，本申请提出了一种柱塞式全自动核酸提取装置，包括反应腔室、试剂腔室、洗脱核酸收集腔室、废液池、三通阀、进液管道、排液管道、直线驱动装置、旋转驱动装置以及主控制器，反应腔室的两侧分别连接有进液管道以及排液管道，进液管道上设置有若干试剂腔室，且试剂腔室为柱塞泵，柱塞泵连接有直线驱动装置，试剂腔室通过三通阀与进液管道连接，排液管道上设置有洗脱核酸收集腔室以及废液池，且洗脱核酸收集腔室以及废液池通过三通阀进行连接，三通阀连接有旋转驱动装置，柱塞式全自动核酸提取装置还设置有主控制器，主控制器与直线驱动装置和旋转驱动装置电信号连接。

3、通过采用上述技术方案，将柱塞泵用作试剂腔室，主控制器用于驱动装置时序操作控制，电信号连接直线驱动装置控制柱塞泵下压的移动距离进行试剂注入，连接旋转驱动装置进行三通阀 360°无级角度调节，开启或关闭对应通道，进行试剂的输送，利用成熟的作动机构实现方便、高效、低成本核酸提取，同时能够封闭式运行，降低核酸提取过程发生试剂泄漏及污染环境的可能性，进而方便快捷地提取获得高质量核酸，为 poct应用提供装置条件。

4、优选的，所述若干试剂腔室包括样本室、洗涤液室以及洗脱液室，所述柱塞式全自动核酸提取装置还包括滤膜，滤膜设置于反应腔室的内部。

5、通过采用上述技术方案，提供核酸提取和纯化需要的试剂，并使用滤膜吸附核酸，将核酸与其他杂质分离，且避免将核酸误去除，从而最大限量地将核酸保存下来，以提高核酸提取的纯度。

6、优选的，所述若干试剂腔室包括样本室、裂解液室、洗涤液室以及洗脱液室，所述柱塞式全自动核酸提取装置还包括磁铁，所述磁铁设置于反应腔室的外周侧，所述样本室内放置有样本和磁珠。

7、通过采用上述技术方案，提供核酸提取和纯化需要的试剂，且核酸吸附在磁珠上组成混合体，将其与其他杂质分离，磁铁将携带着核酸的磁珠吸附在反应腔室的侧壁，集中在一个区域，可避免抽吸混合废液时将核酸误去除，从而最大限量地将核酸保存下来，提高核酸提取的纯度。

8、优选的，所述柱塞式全自动核酸提取装置设置有用于对反应腔室进行混匀的混匀组件。

9、通过采用上述技术方案，在裂解液、洗涤液和洗脱液进入反应腔室后，对反应腔室进行混匀。

10、优选的，所述混匀组件包括设置在反应腔室上的第二柱塞泵。

11、第二方面，本申请还提出了一种柱塞式全自动核酸提取方法，所述方法利用柱塞式全自动核酸提取装置进行核酸提取，且所述方法包括以下步骤：

12、s1：通过主控制器控制旋转驱动装置，执行样本室对应的三通阀旋转，连通样本室和反应腔室，再通过主控制器控制直线驱动装置，执行样本室对应的柱塞泵下压，将样本室的液体注入反应腔室；

13、s2：利用主控制器依次将剩下的试剂腔室的液体注入反应腔室；

14、s3：对步骤s2的样品进行核酸洗脱，之后通过主控制器控制旋转驱动装置，执行三通阀旋转，连通反应腔室和洗脱核酸收集腔室，将洗脱之后的核酸收集在洗脱核酸收集腔室。

15、优选的，在所述s1中，所述样本室内加入的为液化后样本，且之后将样本室的液化后样本少量多次推入反应腔室进行过膜，并将废液收集在废液池；在所述s2中，剩下的试剂腔室包括洗涤液室和洗脱液室。

16、通过采用上述技术方案，使样本中的核酸被特异性吸附在滤膜上，洗涤液室和洗脱液室用于洗涤、洗脱核酸。

17、优选的，在所述s1中，所述样本室内加入的为磁珠和样本混合物，且之后将样本室的混合物推入反应腔室；在所述s2中，所述剩下的试剂腔室包括裂解液室、洗涤液室以及洗脱液室。

18、通过采用上述技术方案，利于将核酸吸附在磁珠上组成混合体，使其与其他杂质分离，裂解液室、洗涤液室以及洗脱液室用于裂解、洗涤和洗脱核酸。

19、优选的，在所述s2中，将裂解液室和洗涤液室的液体推入反应腔室后，对反应腔室内的液体进行混匀。

20、通过采用上述技术方案，使反应腔室内的液体充分混匀。

21、优选的，在所述s3中，利用超声裂解、震动混匀以及抽吸混匀方式进行核酸洗脱。

22、通过采用上述技术方案，将核酸从包含核酸的体系中分离出来，并溶解、稳定存储于洗脱液中。

23、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

24、1. 将柱塞泵用作试剂腔室，主控制器用于驱动装置时序操作控制，电信号连接直线驱动装置控制柱塞泵下压的移动距离进行试剂注入，连接旋转驱动装置进行三通阀360°无级角度调节，开启或关闭对应通道，进行试剂的输送，利用成熟的作动机构实现方便、高效、低成本核酸提取，同时能够封闭式运行，降低核酸提取过程发生试剂泄漏及污染环境的可能性，进而方便快捷地提取获得高质量核酸，为poct应用提供装置条件；

25、2.可应用于滤膜法或磁珠法，将核酸与其他杂质分离，避免将核酸误去除，从而最大限量地将核酸保存下来，以提高核酸提取的纯度。

技术特征：

1.一种柱塞式全自动核酸提取装置，其特征在于：所述柱塞式全自动核酸提取装置包括反应腔室，所述反应腔室的两侧分别连接有进液管道以及排液管道，所述进液管道上设置有若干试剂腔室，且所述试剂腔室为柱塞泵，所述柱塞泵连接有直线驱动装置，所述试剂腔室通过三通阀与进液管道连接，所述排液管道上设置有洗脱核酸收集腔室以及废液池，且所述洗脱核酸收集腔室以及废液池通过三通阀进行连接，所述三通阀连接有旋转驱动装置，所述柱塞式全自动核酸提取装置还设置有主控制器，所述主控制器与直线驱动装置和旋转驱动装置电信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置，其特征在于：所述若干试剂腔室包括样本室、洗涤液室以及洗脱液室，所述柱塞式全自动核酸提取装置还包括滤膜，滤膜设置于反应腔室的内部。

3.根据权利要求1所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置，其特征在于：所述若干试剂腔室包括样本室、裂解液室、洗涤液室以及洗脱液室，所述柱塞式全自动核酸提取装置还包括磁铁，所述磁铁设置于反应腔室的外周侧，所述样本室内放置有样本和磁珠。

4.根据权利要求1所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置，其特征在于：所述柱塞式全自动核酸提取装置设置有用于对反应腔室进行混匀的混匀组件。

5.根据权利要求4所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置，其特征在于：所述混匀组件包括设置在反应腔室上的第二柱塞泵。

6.一种柱塞式全自动核酸提取装置控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置控制方法，其特征在于：在所述s1中，所述样本室内加入的为液化后样本，且之后将样本室的液化后样本少量多次推入反应腔室进行过膜，并将废液收集在废液池；在所述s2中，剩下的试剂腔室包括洗涤液室和洗脱液室。

8.根据权利要求6所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置控制方法，其特征在于：在所述s1中，所述样本室内加入的为磁珠和样本混合物，且之后将样本室的混合物推入反应腔室；在所述s2中，所述剩下的试剂腔室包括裂解液室、洗涤液室以及洗脱液室。

9.根据权利要求8所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置控制方法，其特征在于：在所述s2中，将裂解液室和洗涤液室的液体推入反应腔室后，对反应腔室内的液体进行混匀。

10.根据权利要求6所述的一种柱塞式全自动核酸提取装置控制方法，其特征在于：在所述s3中，利用超声裂解、震动混匀以及抽吸混匀方式进行核酸洗脱。

技术总结
本申请涉及一种柱塞式全自动核酸提取装置及其控制方法，该装置包括反应腔室、试剂腔室、洗脱核酸收集腔室、废液池、三通阀、进液管道、排液管道、直线驱动装置、旋转驱动装置和主控制器，试剂腔室为柱塞泵，连接有直线驱动装置，且通过三通阀与进液管道连接，洗脱核酸收集腔室以及废液池通过三通阀连接，三通阀连接有旋转驱动装置，主控制器与直线驱动装置和旋转驱动装置电信号连接。本申请通过利用成熟的作动机构实现方便、高效、低成本核酸提取，同时能够封闭式运行，降低核酸提取过程发生试剂泄漏及污染环境的可能性，进而方便快捷地提取获得高质量核酸，为POCT应用提供装置条件。

技术研发人员：陈必发,廖建彬,闫锦,李寒林,黄朝明,王飞
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15