一种便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪的制作方法

本实用新型涉及一种便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，属于核酸提取装备技术领域。

背景技术：

核酸的提取与纯化是农业、医学等研究领域中一项必不可少的研究内容，分子生物学及分子检测技术中的pcr(polymerasechainreaction)，snp(singlenucleotidepolymorphism)检测，基因测序以及基因芯片无不需要核酸的提取与纯化，因此生物体核酸分子的提取质量和纯度直接影响了上述各种检测技术的效果。核酸的提取纯化经历了传统的有机试剂分离提取法，硅胶膜结合提取以及磁珠吸附提取法。传统的有机试剂分离提取法会用到大量酚、氯仿、β-巯基乙醇等有毒有害试剂而且步骤繁琐、费时费力，硅胶膜结合方法提取尽管会避开一些有毒试剂但一般得率偏低，而磁珠吸附提取法巧妙的规避了上述缺点，安全无毒，操作简单，用时短，得率高且纯度好。它是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，该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合，使得提取的核酸的纯度和浓度都得到提升。这项技术是生物科学和纳米材料科学有效结合，是核酸提取技术的一项重大突破，受到高度重视和广泛应用。特别是ngs(next-generationsequencing)二代测序兴起后，磁珠法被广泛用于文库构建工作中。

针对磁珠法提取和纯化核酸技术，目前市面上已经研发出各种规格、形状的核酸提取设备，有简单的磁力架，有相对小型的核酸提取仪，也有大型的自动液体工作站。

尽管市面上现在已研发出针对磁珠法提取核酸的多款磁力架或核酸提取仪，但是这些仪器或多或少与科研市场需求不能完美契合。概括一下这些仪器目前存在的缺陷主要集中在如下几个方面：1)核酸提取仪结构复杂、提取过程繁琐、不易操作；2)磁棒吸附面大，造成磁珠吸附后不集中，呈较大的片状，在后续实验中易造成磁珠无效损失浪费，影响核酸得率；3)磁力架的磁棒是固定死的，消磁和断裂后不能更换；4)现有的磁力架多适用于单通道或几通道，不能与目前的分子实验相配套，处理多种样品时，浪费大量的时间，无法实现真正意义上的高通量dna提取；5)无法进行整机不停机一直运行，无法灵活满足实验要求。

而大型自动液体工作站虽然功能完备，实现了自动化，但因为设备运行成本高，真正得到应用的比较少。

技术实现要素：

针对上述突出问题，本实用新型提供一种便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，该设备解决了核酸提取仪构造复杂、操作繁琐，提取通量小，磁性棒吸附不集中、磁性棒不能方便更换等问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型第一方面提供一种便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，包括如下部件：

深孔板，可活动地设置在底座上，且在位于所述深孔板两侧的所述底座上沿竖直方向设置有两导轨，所述深孔板上设置有若干样品孔；

磁珠搅拌机构，滑动设置在位于所述深孔板上方的两所述导轨之间，用于将所述样品孔中的待提取液与磁珠搅拌均匀；

上吸附磁力机构，滑动设置在位于所述磁珠搅拌机构上方的两所述导轨之间，用于与所述磁珠搅拌机构配合工作以将所述磁珠吸附至所述磁珠搅拌机构上。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，所述磁珠搅拌机构包括：

第一轴承滑块，两所述第一轴承滑块分别滑动设置在两所述导轨上，且两所述第一轴承滑块上分别设置有第一弹性锁止器和第二弹性锁止器，用于将两所述第一轴承滑块锁定在指定位置；

磁套管固定架，固定设置在两所述第一轴承滑块之间；

磁套管，若干所述磁套管固定设置在所述磁套管固定架上且与所述样品孔一一对应，所述磁套管可伸入至所述样品孔内完成搅拌功能。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，所述上吸附磁力机构包括：

第二轴承滑块，两所述第二轴承滑块分别滑动设置在位于两所述第一轴承滑块上方的两所述导轨上，且两所述第二轴承滑块上分别设置有第三弹性锁止器和第四弹性锁止器，用于将两所述第二轴承滑块锁定在指定位置；

磁棒板架，固定设置在两所述第二轴承滑块之间；

磁棒板，固定在所述磁棒板架上，所述磁棒板上设置有若干磁棒，所述磁棒与所述磁套管一一对应且可伸入至所述磁套管内，以将所述磁珠吸附至所述磁套管的外部。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，还包括导轨固定板，所述导轨固定板固定在两所述导轨远离所述底座的一端。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，所述导轨包括第一光轴导轨和第二光轴导轨，两所述第一光轴导轨和两所述第二光轴导轨自由组合成两列，使所述磁珠搅拌机构和所述上吸附磁力机构能在两所述第一光轴导轨和两所述第二光轴导轨上自由滑动。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，在所述底座上设置有卡槽，所述卡槽用于卡住所述深孔板。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，所述磁棒可拆卸地设置在所述磁棒板上。

所述的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，优选地，所述磁棒的磁性作用吸附面仅限于所述磁棒柱状底部横截面的区域。

本实用新型第二方面提供一种上述便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪的操作方法，包括如下步骤：

a将所述样品孔中容纳有待提取液的所述深孔板置于所述底座上，并向各所述样品孔的待提取液中加入磁珠，再上下移动所述磁珠搅拌机构将所述待提取液中的磁珠搅拌至分散均匀，然后将所述磁珠搅拌机构上移，将所述深孔板静置一定时间，最后将所述上吸附磁力机构与所述磁珠搅拌机构相嵌套后一起插入所述样品孔中，磁珠被吸附在所述磁套管的下端；

b换下所述步骤a中的所述深孔板，将所述样品孔中容纳有洗涤剂的新的所述深孔板置于所述底座上，把步骤a中吸附有磁珠的所述磁套管插入所述样品孔中，将所述上吸附磁力机构上移，上下移动所述磁珠搅拌机构使磁珠分散均匀，然后将所述磁珠搅拌机构上移，将所述深孔板静置一定时间，最后将所述上吸附磁力机构与所述磁珠搅拌机构相嵌套后一起插入所述样品孔中，磁珠被吸附在所述磁套管的下端，最后将所述磁珠搅拌机构和所述上吸附磁力机构上移，干燥磁珠，完成洗涤；

c换下所述步骤b中的所述深孔板，将所述样品孔中容纳有洗脱剂的新的所述深孔板置于所述底座上，把步骤b中吸附有干燥磁珠的所述磁套管插入所述样品孔中，将所述上吸附磁力机构上移，上下移动所述磁珠搅拌机构使磁珠与洗脱剂混合均匀，然后将所述磁珠搅拌机构上移，所述样品孔静置一定时间，最后将所述上吸附磁力机构与所述磁珠搅拌机构相嵌套后一起插入所述样品孔中，磁珠被吸附在所述磁套管的下端，将所述磁珠搅拌机构和所述上吸附磁力机构上移，所述样品孔中为溶解的核酸，至此完成洗脱和核酸提取。

所述的操作方法，优选地，所述待提取液为样品上清液和dna结合液的混合物，此时在向待提取液中加入磁珠之前，先上下移动所述磁珠搅拌机构将所述样品孔内的混合物进行搅拌混匀。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型装置采用机械式上吸附磁力架，比起目前市面上的下吸附操作更为便捷，操作无需电力供给；并且磁棒是可拆卸式的，当磁棒磁力不够时方便更换，增加仪器的使用寿命；另外磁棒的磁性作用吸附面缩小到磁棒柱状底部横截面上一个小小的区域内，减少了磁珠的无效损失，增加了核酸得率和提取效率；

2、本实用新型装置采用96孔磁棒板，与科研实验中用到的96孔pcr板，8联道，12联道或96道移液枪完美契合，通量高，这样实验过程就会减少更换ep管，更换移液枪头，写编号等很多工序，不仅节省了时间，而且避免了错误和污染的可能性；移液枪可以灵活调节通量，所以试剂用量亦可方便调整；可以进行不停机一直运作，真正实现通量提取，大大缩短操作工序和操作时间；

3、本实用新型装置构造简单、小巧(尺寸大小仅为长180mm，宽195mm，高270mm)，携带方便，可在各种实验条件下工作；

4、本实用新型装置还配套有快速磁珠法核酸提取试剂盒，具有连续工作、节省耗材的优点。

附图说明

图1为本实用新型装置的一整体结构示意图；

图2为本实用新型装置的另一整体结构示意图；

图3为本实用新型装置的侧面结构示意图；

图4为本实用新型装置的后面结构示意图；

图5为本实用新型装置中底座的结构示意图；

图6为本实用新型装置中磁套管固定架的结构示意图；

图7为本实用新型装置中磁棒板和磁棒板架的结构示意图；

图8为本实用新型装置的局部结构示意图；

图9为本实用新型装置中导轨固定板的结构示意图；

图中各标记如下：

1-底座；2-深孔板；3-第一弹性锁止器；4-第二弹性锁止器；5-磁套管固定架；6-磁套管；7-磁棒板；8-第三弹性锁止器；9-第四弹性锁止器；10-磁棒板架；11-第一光轴导轨；12-第二光轴导轨；13-第一轴承滑块；14-第二轴承滑块；15-导轨固定板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例一

如图1至图9所示，本实施例涉及一种便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，包括如下部件：

深孔板2，可活动地设置在底座1上，且在位于深孔板2两侧的底座1上沿竖直方向设置有两导轨，深孔板2上设置有若干样品孔；

磁珠搅拌机构，滑动设置在位于深孔板2上方的两导轨之间，用于将样品孔中的待提取液与磁珠搅拌均匀；

上吸附磁力机构，滑动设置在位于磁珠搅拌机构上方的两导轨之间，用于与磁珠搅拌机构配合工作以将磁珠吸附至磁珠搅拌机构上。

本实施例中，优选地，如图1、2、8所示，磁珠搅拌机构包括：第一轴承滑块13，两第一轴承滑块13分别滑动设置在两导轨上，且两第一轴承滑块13上分别设置有第一弹性锁止器3和第二弹性锁止器4，用于将两第一轴承滑块13锁定在指定位置；磁套管固定架5，固定设置在两第一轴承滑块13之间；磁套管6，若干磁套管6固定设置在磁套管固定架5上且与样品孔一一对应，磁套管6可伸入至样品孔内完成搅拌功能。

本实施例中，优选地，如图1、2、7所示，上吸附磁力机构包括：第二轴承滑块14，两第二轴承滑块14分别滑动设置在位于两第一轴承滑块13上方的两导轨上，且两第二轴承滑块14上分别设置有第三弹性锁止器8和第四弹性锁止器9，用于将两第二轴承滑块14锁定在指定位置；磁棒板架10，固定设置在两第二轴承滑块14之间；磁棒板7，固定在磁棒板架10上，磁棒板7上设置有若干磁棒，磁棒与磁套管6一一对应且可伸入至磁套管6内，以将磁珠吸附至磁套管6的外部。

本实施例中，优选地，如图1、2所示，还包括导轨固定板15，导轨固定板15固定在两导轨远离底座1的一端。

本实施例中，优选地，如图1、2所示，导轨的数量为四个，分别为两第一光轴导轨11和两第二光轴导轨12，两第一光轴导轨11和两第二光轴导轨12自由组合成两列，使磁珠搅拌机构和上吸附磁力机构能在两第一光轴导轨11和两第二光轴导轨12上自由滑动。

本实施例中，优选地，如图5所示，还包括卡槽，卡槽设置在底座1上，用于卡住深孔板2。

本实施例中，优选地，磁棒可拆卸地设置在磁棒板7上。

本实施例中，优选地，磁棒的磁性作用吸附面仅限于磁棒柱状底部横截面的区域。

本实施例中，优选地，深孔板2为96孔深孔板，磁棒板7上设置有96根磁棒(而且磁棒为可拆卸式磁棒)，以便于与科研实验中用到的96孔pcr板，8联道，12联道或96道移液枪完美契合，通量高，这样实验过程就会减少更换ep管，更换移液枪头，写编号等很多工序。而且该装置构造简单、小巧(尺寸大小仅为长180mm，宽195mm，高270mm)，携带方便，可以在室外等没有通电的地方使用，大大满足了科研工作者在野外操作的需求。

实施例二

基于实施例1所提供的便携式96孔超顺纳米磁珠操作仪，本实施例提供一种该装置的操作方法，具体步骤如下：

a将样品孔中容纳有样品上清液和dna结合液的混合物的深孔板2置于具有卡位功能的操作台底座1上，松开第一弹性锁止器3和第二弹性锁止器4，将固定在磁套管固定架5上的磁套管6下滑并插入深孔板2的样品孔内，上下滑动磁套管6对样品孔内的混合物进行搅拌混匀，然后上滑磁套管6至合适位置，用第一弹性锁止器3和第二弹性锁止器4锁住磁套管6。利用多道移液枪向样品孔内加入适量磁珠，下移磁套管6至样品孔中并上下移动搅拌至磁珠分散均匀。然后将磁套管6向上滑套在磁棒板7上并锁住，磁珠静置1分钟，此时磁珠聚集沉淀在一起，然后同时松开第一弹性锁止器3、第二弹性锁止器4、第三弹性锁止器8和第四弹性锁止器9，将嵌套在一起的磁套管6和磁棒板7下滑至样品孔中，此时磁珠就会迅速被吸附在磁套管6最下端的横截面上，最后将吸附有磁珠的磁套管6和磁棒板7向上滑至合适的位置锁住，完成结合步骤。

b换下步骤a中的深孔板2，将样品孔中容纳有洗涤剂的新深孔板2置于底座1上，把磁套管6和磁棒板7一起下滑至样品孔中，然后将磁棒板7上滑至合适位置并锁住，此时由于磁套管6和磁棒板7已分离，没有磁棒的吸附，磁珠会从磁套管6上自然溶解在洗涤剂中，上下滑动磁套管6混匀磁珠并进行洗涤，然后将磁套管6向上滑套在磁棒板7上并锁住，磁珠静置1分钟，然后同时松开第一弹性锁止器3、第二弹性锁止器4、第三弹性锁止器8和第四弹性锁止器9，将嵌套在一起的磁套管6和磁棒板7下滑至样品孔中，此时磁珠就会迅速被吸附在磁套管6最下端的横截面上，之后将带有磁珠的磁套管6和磁棒板7向上滑动至合适位置，重复该洗涤步骤一次，自然干燥磁珠，时间约30秒到1分钟，至此完成洗涤步骤。

c换下步骤b中的深孔板2，将样品孔中容纳有洗脱剂的新深孔板2置于底座1上，然后将步骤b中带有干燥磁珠的磁套管6和磁棒板7一起下滑至样品孔中，然后将磁棒板7上滑至合适位置并锁住，此时由于磁套管6和磁棒板7已分离，没有磁棒的吸附，磁珠会从磁套管6上自然溶解在洗脱剂中，上下滑动磁套管6使磁珠与洗脱剂充分混匀，此时磁珠上吸附的核酸就会被洗脱下来，然后将磁套管6向上滑套在磁棒板7上并锁住，磁珠静置1分钟，然后同时松开第一弹性锁止器3、第二弹性锁止器4、第三弹性锁止器8和第四弹性锁止器9，将嵌套在一起的磁套管6和磁棒板7下滑至样品孔中，当磁珠吸附在磁套管6上后，将带有磁珠的磁套管6和磁棒板7向上滑动至合适位置并锁住，此时样品孔内即溶解的核酸，至此完成洗脱步骤，核酸提取完成。

在本实施例中，给出一个具体的例子用以证明本实用新型装置的使用效率：

农业领域有大量遗传群体、突变体等乃至上万个群体样本需要进行核酸提取及纯化，如果用常规的有机溶剂分离或硅胶膜结合提取法，一个人按照中等偏快的速度1天提100个样品，1万个样品1个人提取需要100天左右。而如果用本实用新型装置再配合相应的提取试剂盒仅仅需要10天左右即可完成，也就是说1个人中等速度1天可提800-1000个样品，10天左右即可完成，速度比传统方法提高了10倍而且纯度也高于传统方法。

本实施例中，深孔板2可以与市面上出售的8道，12道或96道移液枪相配套，移液枪量程又可以灵活调节，所以通过多道移液枪不仅实现了试剂用量的灵活调节，而且方便快捷省时。

本实施例中，将磁力作用面缩小在磁棒下端横截面这一小小的区域，且磁力较强，套上磁套管6后仍具有吸附能力，这样磁珠就被吸附在磁套管6的最下端横截面这一位置，避免了磁棒的污染而且易于洗涤和洗脱。

本实施例中，磁棒为可更换式，如果长时间的操作，使磁棒的磁力不够，可以将磁棒磁力不够的进行更换，极大的增加该实用新型装置的使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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