核酸提取仪的制作方法 1.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;所述仪器主体包括第一、第二和第三电机组以及被固定至基座的操作台,所述第一电机组被固定至基座,第二、第三电机组由第一电机组驱动可相对于基座移动,所述操作台包括用于自动固定深孔板的夹具和对深孔板进行加热的加热装置。本实用新型所述核酸提取仪的核酸提取效率高、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;所述仪器主体包括第一、第二和第三电机组以及被固定至基座的操作台,所述第一电机组被固定至基座,第二、第三电机组由第一电机组驱动可相对于基座移动,所述操作台包括用于自动固定深孔板的夹具和对深孔板进行加热的加热装置。
[0004]进一步地,所述夹具包括位于基座下方的电机、位于操作台内部的支撑部、若干个夹臂和微动开关,其中,电机包括一个凸轮,在电机启动时,凸轮推动支撑部上、下移动,支撑部进一步推动夹臂转动,夹臂夹紧或者释放深孔板的外壁,所述微动开关包括一个倾斜的弹簧片和一个按钮开关,当深孔板被放置到操作台的预定位置时,深孔板的底部推动弹簧片压缩按钮开关,从而开启微动开关,启动电机工作。
[0005]进一步地,第一电机组的轴线与基座所在的平面大致平行,第二电机组和第三电机组的轴线与基座所在的平面大致垂直。
[0006]进一步地,第一电机组包括:固定在基座上的相对于基座不能产生相对位移的电
机、藉由连接器与电机的轴同轴线连接的滚珠丝杆、连接至滚珠丝杆的滑块和对滑块起导向作用的导轨。
[0007]进一步地,第二、第三电机组籍由电机支架固定至第一电机组的滑块,在第一电机组的驱动下沿第一电机组之电机的轴线方向往复运动,所述电机支架包括大致相互垂直的第一面板和第二面板,第一面板用于固定第二、第三电机组,第二面板被固定至第一电机组上的滑块。
[0008]进一步地,第三电机组包括用于控制其电机运转的编码器,所述编码器包括监测第三电机组之电机运行状况的元器件和向该电机发出修正指令的元器件。
[0009]进一步地,第三电机组在其滑块的外侧边固定一个光感应臂,而在滑块位于第三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。
[0010]进一步地,所述加热装置包括设置在核酸提取仪之操作台上的若干排活动的加热板,每一排加热板包括与被加热的深孔板之底部形状密切吻合的若干个加热孔壁,加热板采用导热材料,其内部贯穿有加热部件,其外周设置有隔热部件,在加热板的下面设置有若干个相互独立的压缩弹簧,压缩弹簧抵靠在加热板的下方。
[0011]进一步地,还包括位于操作台下方的散热装置,所述散热装置包括被隐藏在操作
台下方的横流风机。
[0012]进一步地,仪器主体还包括电源组和至少一组用于控制电源能量输出的电源管理组件,所述电源管理组件包括至少一块印刷电路板、若干电容和电阻,以及至少一个电源调节器和紧贴电源调节器的散热器,所述电源调节器包括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的发热电子元器件。
[0013]本实用新型有益效果是:提取效率比现有技术高2-4倍,提取出来的浓度比现有技术高2-4倍,因此,可以用于做超敏检测。原因是,本实用新型采用活动的加热装置,在加热板的下方设置若干个弹簧,当深孔板放置到加热板上后,深孔板的底部向下挤压加热板,因此二者之间形成很好的贴合度。因此,各个孔受热均匀,温度差异小,各个孔内的样本被裂解的速度和程度比现有技术更加均一。另外,磁棒套采用疏水性材料制作,因此,其吸磁和脱磁和机械搅拌效率高,并且均匀。再者,本实用新型采用比现有技术更高频率的步进电机和精度更高的滚珠丝杆做为传动系统,因此,磁棒套和磁棒的运动精度比现有技术更高,磁棒套的机械搅拌效率更高,磁棒控制精准,不碰壁,不沾磁珠。磁珠回收率非常高,达98%以上。超静音,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。核酸提取仪所包括的电源调节器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,以避免因温度过高而烧毁电源调节器。本实用新型在电机组上设置了一个编码器,该编码器会根据步进电极的运行情况,发出一个修正指令,及时修正步进电机按照每个脉冲所输出的行程,从而提前避免了电机失步的发生,提高了电机组驱动磁棒套架振动的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型核酸提取仪的示意图。
[0015]图2是图1移除外机壳和底座后的不意图。
[0016]图3是图2之另一视角的示意图。
[0017]图4是本实用新型核酸提取仪去掉内、外机壳后的示意图。
[0018]图5是图4的另一视角的示意图。
[0019]图6是图5移除部分部件后的示意图。
[0020]图7是图6移除部分部件后的示意图。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]图17是操作台的平面示意图。
[0031]图17A是图17中标示部位的局部放大视图。
[0032]图18是操作台的另一角度的平面示意图。
[0033]图18A是图18中标示部位的局部放大视图。
[0034]图19是与图18相似的平面示意图,开关处于触发状态。
[0035]图19A是图19中标示部位的局部放大视图。
[0036]图20-23是夹具工作示意图。
[0037]图24是电源控件部件的放大示意图。
[0038]图24A是图24的局部放大图。
[0039]图25是第一电机组的放大示意图。
[0040]图26是第三电机组的放大示意图。
[0041]图27是本实用新型核酸提取仪移除部分部件后的示意图。
[0042]图27A是图27的局部放大示意图。
[0043]图28是本实用新型核酸提取仪之底板和操作台的示意图。
[0044]图28A是图28的局部放大示意图。
[0045]图29是图28移除操作面板后的示意图。
[0046]图30是从下向上看底板的示意图。
[0047]图31是本实用新型的原理示意图。
[0048]图32是本实用新型核酸提取仪之门的示意图。
[0049]图32A是图32之局部放大示意图。
[0050]图33是本实用新型核酸提取仪之门的局部放大示意图。
[0051]图33A是图33之局部放大示意图。
[0052]图34是本实用新型核酸提取仪的操作流程示意图。
[0053]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】
[0054]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。
[0055]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。-。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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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