核酸提取仪的制作方法 3.docx

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核酸提取仪的制作方法
本实用新型提供一种核酸提取仪,包括:基座、与基座相连的外机壳、位于外机壳的内部并且被安装到基座的仪器主体;仪器主体包括至少一组电机组,其中,该至少一组电机组包括有电机、滚珠丝杆以及用于连接步进电机和滚珠丝杆的连接器。本实用新型所述核酸提取仪的提取效率高,运行精度高,稳定性好。
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种核酸提取仪。核酸提取仪
【背景技术】
[0002]在基因工程和蛋白质工程技术研究领域,核酸分子是主要研究对象,而核酸的分离和线性化是核酸研究的基本技术。核酸是代表生命体遗传特征的基本单元,核酸检测是在分子水平上进行先进的生物检测,相比传统的形态学检测、细胞学检测、免疫学检测等更具灵敏性、特异性、无窗口期等显著优点。核酸检测包括定性PCR、分子杂交,实时荧光定量PCR等技术,这些核酸检测技术的首要关键是要完成对生物样本的核酸进行提取,因此有效、准确地提取核酸模板成为了后续核酸检测的前提。目前,国内核酸提取主要采用传统的手工制备方法,不仅效率低下,成本高,而且重复性和稳定性都不好。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供核酸提取仪,包括:基座、与基座相连的外机壳、位于外机壳的内部并且被安装到基座的仪器主体;仪器主体包括至少一组电机组,其中,该至少一组电机组包括有电机、滚珠丝杆以及用于连接步进电机和滚珠丝杆的连接器。
[0004]进一步地,所述电机为步进电机。
[0005]进一步地,所述至少一组电机组包括连接至滚珠丝杆的滑块和与滑块相配合的导轨。
[0006]进一步地,在滑块的外侧边固定一个光感应臂,而在滑块位于电机组的初始位置和最大行程位置处各设置一个光耦传感器,光耦传感器通过感应光感应臂的位置来监控滑块的位置。
[0007]本实用新型的有益效果是:本实用新型所述核酸提取仪的提取效率高,运行精度高,稳定性好。采用滚珠丝杆后,仪器产生的整体噪音低于60dB,甚至低于53dB,现有技术大于80dB,因此本实用新型具有超静音的效果。此外,由于利用了光耦传感器通过感应光感应臂的位置来监控滑块的位置,使得仪器的运行精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型核酸提取仪的示意图。
[0009]图2是图1移除外机壳和底座后的不意图。
[0010]图3是图2之另一视角的示意图。
[0011]图4是本实用新型核酸提取仪去掉内、外机壳后的示意图。
[0012]图5是图4的另一视角的示意图。
[0013]图6是图5移除部分部件后的示意图。
[0014]图7是图6移除部分部件后的示意图。
[0015]图8与图4相似,是本实用新型核酸提取仪处于初始状态时的示意图。
[0016]图9与图8相似,是本实用新型核酸提取仪插入磁套后的示意图。
[0017]图10与图9相似,是本实用新型核酸提取仪放置深孔板后的示意图。
[0018]图11与图10相似,是本实用新型核酸提取仪的磁棒套进入深孔板后的示意图。
[0019]图12是本实用新型核酸提取仪的磁棒套和磁棒均进入深孔板后在第一位置时的平面示意图。
[0020]图13与图12相似,但第一电机组驱动第二、第三电机组移动到第二位置时的平面示意图。
[0021]图14是本实用新型核酸提取仪的磁棒套和磁棒吸附磁珠和核酸后的示意图。
[0022]图15是本实用新型核酸提取仪的磁棒套和磁棒运动过程中的平面示意图。
[0023]图16与图13相似,但磁棒套和磁棒均进入深孔板的第二位置时的平面示意图。
[0024]图17是操作台的平面示意图。
[0025]图17A是图17中标示部位的局部放大视图。
[0026]图18是操作台的另一角度的平面示意图。
[0027]图18A是图18中标示部位的局部放大视图。
[0028]图19是与图18相似的平面示意图,开关处于触发状态。
[0029]图19A是图19中标示部位的局部放大视图。
[0030]图20-23是夹具工作示意图。
[0031]图24是电源控件部件的放大示意图。
[0032]图24A是图24的局部放大图。
[0033]图25是第一电机组的放大示意图。
[0034]图26是第三电机组的放大示意图。
[0035]图27是本实用新型核酸提取仪移除部分部件后的示意图。
[0036]图27A是图27的局部放大示意图。
[0037]图28是本实用新型核酸提取仪之底板和操作台的示意图。
[0038]图28A是图28的局部放大示意图。
[0039]图29是图28移除操作面板后的示意图。
[0040]图30是从下向上看底板的示意图。
[0041]图31是本实用新型的原理示意图。
[0042]图32是本实用新型核酸提取仪之门的示意图。
[0043]图32A是图32之局部放大示意图。
[0044]图33是本实用新型核酸提取仪之门的局部放大示意图。
[0045]图33A是图33之局部放大示意图。
[0046]图34是本实用新型核酸提取仪的操作流程示意图。
[0047]图35是本实用新型核酸提取仪夹紧深孔板和对深孔板进行加热的示意图。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体附图对本实用新型进行详细的说明。这些具体的实施例仅仅是在不违背本实用新型精神下的有限列举,并不排除本领域的一般技术人员把现有技术和本实用新型结合而产生的其他具体的实施方案。
[0049]如图1所示,本实用新型核酸提取仪1包括位于底部的基座10、位于基座之上的外机壳20、位于外机壳的内部并且固定到基座10的仪器主体30。基座10选用比重较重、成本低廉的材料制作(如铸铁、钢材,或者钢板内填充混泥土等),以使基座具有较大的质量,从而可有效防止核酸提取仪在运行过程中发生振动和位移。-
毫米厚的不锈钢板经冷轧和冷切割等工艺加工制作。在其它的方案中,外机壳20也可以选用塑料材料,采用注塑成型工艺制作,以便降低成本。在外机壳20上还可以设计若干条相互平行或者纵横交错的筋或者肋,以提高外机壳的强度。优选地,根据选用的材料不同,对外机壳20还可以进行喷漆、电脑喷绘、电脑雕刻、蚀刻或电镀等工艺处理,以使外机壳具有更佳的外观。外机壳20在面对操作者的那一面,即核酸提取仪1的正面,设计有仪表面板22和可以多次开启和关闭的门24。其中,仪表面板22上可以设计有显示屏和若干个操作键,方便操作者进行操作。优选地,仪表面板22上设计有触摸液晶显示屏,从而方便操作者可以直接触摸液晶显示屏进行操作。
[0050]如图2-6所示,仪器主体30包括固定到前述基座10的底板32、内机壳34、龙门架36、操作台38、电源组40、主控装置42和第一电机组44、第二电机组46以及第三电机组48。底板32提供至少一个用于支撑前述组件的平面。优选地,-,它应当具备适度的刚性并且能够保持至少一个面成一个平面的形状,不容易发生弯曲、扭曲和局部翘起等。为节约成本,在满足上述要求的条件下,底板32也可以由硬质塑料经注塑成型工艺制作,或者选用硬质木材、竹材经木工加工工艺制作。在一个实施例中,当底板32具有足够的厚度、刚性和质量时,底板
32也可以充当基座10。其中,在一个较佳的实施例中,内机壳34、龙门架36、操作台38、电源组40和第一电机组44分别被固定到所述底板32上。为了节约空间,主控装置42被安置在电源组40的背面(如图3所示)。如图6和图7所示,第一电机组44被固定在底板32上,并且与底板大致平行;第二电机组46和第三电机组48藉由电机支架50安装到第一电机组44上。第二电机组46和第三电机组48相邻并排,并且其轴线分别与底板32大致垂直。龙门架36上设计有一个导轨37,电机支架50对应该导轨37外设计一个滑块51,滑块51被限定在导轨37内滑动。如此设计既可以提高电机支架50在运动中的稳定性,又可以提高本实用新型核酸提取仪在运输和搬动过程中对电机支架50的保护作用。在一种实施方式中,龙门架36包括至少三根梁,其中与电机组滑动连接的那一根梁37包括至少一条滑道43。进一步地,龙门架的另外二根梁39和41被分别固定至基座。
[0051]如图4所示,操作台38包括一个邻近核酸提取仪1之正面的偏平的、大致呈长方体形的操作面板52。操作面板52应当具有适当的刚性和强度,不容易变形。操作面板52可以由不锈钢板经冷加工工艺制作,或者由硬质塑料经注塑成型工艺制作。操作面板52包括一个与底板32大致平行的台面,提取核酸的人工操作基本上都是在此台面上完成的。在
门24处于开启状态时,操作者可以双手或者单手从门24进入,在操作台38上进行提取核酸的操作。在操作台38的后方(S卩比操作台38更远离核酸提取仪正面的位置,请参阅图6和图7),安装有第一电机组44。第一电机组44的轴线方向与操作台38的纵长方向大致平行。
[0052]电源组40包括将220伏特或者110伏特的通用电压转换成适合驱动本实用新型核酸提取仪内部各种电子元器件之电压的元器组件(未标号)和至少一组电源管理组件54。为节省空间,电源管理组件54被固定在电源组40的上方(如图4和图5所示)。请参阅图24和图24A,电源管理组件54包括至少一块印刷电路板56、若干电容、电阻等电子元器件,以及至少一个电源调节器58和散热器60。散热器60紧贴电源调节器58。电源调节器58包括发热电子元器件,用于把在核酸提取仪运行过程中可能产生的瞬时过载电压或者过载电流转换成热能而消耗掉。散热器60则用于把电源调节器58产生的热能及时导走,从而给电源调节器58降温,以避免因温度过高而烧毁电源调节器58。
[0053]如图6所不,电机支架50包括大致相互垂直的第一面板62和第二面板64,其中,第一面板62上固定有第二电机组46和第三电机组48,第二面板64被固定至第一电机组44。电机支架50可以由钢板经冷加工工艺制作,也可以由硬质塑料经注塑成型工艺制作。电机支架50整体上大致呈大写字母
"L"形。为提高电机支架50的强度,并且节省用料和降低重量,在第一面板62和第二面板64大致呈90度角的那个夹角设置至少一条筋或者肋66。如图6和图25所不,第一电机组44包括固定在底板32上的相对于底板32不能产生相对位移的电机68、藉由连接器70与电机68的轴同轴线连接的滚珠丝杆72、连接至滚珠丝杆72的滑块74和对滑块74起导向作用的导轨76。当第一电机组44工作时,电机68的轴通过连接器带动滚珠丝杆72沿其轴线转动。滚珠丝杆72的轴线转动驱动滑块74沿滚珠丝杆的轴线做往复移动。因为电机支架50的第二面板64是被固定至第一电机组44上的滑块74的,所以,当滑块74沿滚珠丝杆72的轴线做往复移动时,滑块74驱动电机支架50和第二、三电机组46、48在平行于底板32的平面和操作台38的纵长方向在位置"A"和"B"之间做往复移动(如图25所示)。
[0054]如图8所示,本实用新型核酸提取仪包括固定连接至第二电机组46之滑块的磁棒架78和固定连接至第三电机组48之滑块的磁棒套架80。磁棒架78向下设有若干排磁棒82,每排有若干根磁棒(优选为4X8根磁棒)。磁棒套架80向下设有与磁棒排数对应数量(如四个)的槽道84。每个槽道84可以插入一个磁棒套。
[0055]图8-16示意了本实用新型核酸提取仪1的运行过程。在起始位置时,磁棒架78与磁棒套架80是相互分开的,并且与操作台
38相隔足够大的距离。本实用新型核酸提取仪1按照下列步骤依次运行。第一步,加样一一把加入样本后的深孔板(又叫96孔板)88放入到操作台38的指定位置处,然后,把磁棒套86固定到磁棒套架80的槽道84。第二步,裂解一一启动第三电机组48,使磁棒套架80带动磁棒套86下行,直到磁棒套86进入深孔板88之指定排的孔内,然后,第三电机组48带动磁棒套架80和磁棒套86-起按选自于(2-100)取(优选2、4、8、16、21、30、50、80、100取)的频率振动预定时间,磁棒套86之远离磁棒套架80的那一端在深孔板88的孔内绞拌样本、裂解液和磁珠(已被预先放置在深孔板的孔内)的混合物,使样本中的核酸从样本中分离出来(即核酸被裂解),并且被吸附到磁珠上。第三步,吸附一一第二电机组46启动并带动磁棒套架78下行,直到磁棒82进入磁棒套86的指定位置,静置预定时间,使全部磁珠连同从样本里裂解出来的核酸一起被吸附在磁棒套86的外表面,然后,磁棒套架78和磁棒套86-起上行再使磁棒套86和磁棒82一起进入深孔板88之指定排的洗涤孔内进行洗涤,以除去杂质。第四步,洗脱一一磁棒套架78和磁棒套86-起由洗涤孔进入到洗脱孔内,在洗脱液的作用下,核酸从磁珠中释放出来。第五步,回收磁珠一一将吸附在磁棒套86之外表面的磁珠由洗脱孔转移至磁珠回收孔内,磁棒82离开磁棒套86。第六步,弃磁一一磁棒套86