專利名稱：生物活性物質(zhì)自動提取裝置的制作方法
專利說明生物活性物質(zhì)自動提取裝置 本發(fā)明涉及分子生物學(xué)領(lǐng)域，更具體地，涉及生物活性物質(zhì)的自動提取和純化的裝置。組成生物體的主要成分是糖類、脂質(zhì)類、蛋白質(zhì)、核酸以及一些調(diào)節(jié)作用的維生素和激素，生物活性物質(zhì)的提取和純化是生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)。
生命科學(xué)的發(fā)展日新月異，生物活性物質(zhì)的提取是生命科學(xué)研究前期的基礎(chǔ)，生命科學(xué)工作者以及醫(yī)療衛(wèi)生的操作人員每天都要花費(fèi)大量的時間和精力來進(jìn)行這項復(fù)雜的重復(fù)勞動。雖然科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)明了很多種提取生物活性物質(zhì)的方法，基本上分為手工操作和儀器自動提取兩種方式，但是都存在著一些弊端和缺陷手工操作步驟復(fù)雜、費(fèi)時、費(fèi)力，而且還要接觸很多對人體有害的化學(xué)物質(zhì)和病原體；儀器自動提取主要是通過機(jī)械手模仿人工過程來操作，造價昂貴，整個過程比較生硬，提取的產(chǎn)物質(zhì)量不高，而且出錯的幾率很高。
本發(fā)明充分利用流體力學(xué)，結(jié)合生物活性物質(zhì)的理化特性，開發(fā)出一種用于生物活性物質(zhì)提取的自動化裝置，本發(fā)明實(shí)施簡單、造價低、節(jié)省時間、無污染、終產(chǎn)物質(zhì)量高。該裝置可以批量提取，并且可以同時提取不同樣本的不同生物活性物質(zhì)，輕松實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)施簡單的自動提取和純化生物活性物質(zhì)的裝置。該裝置不僅可以一次性進(jìn)行多個樣本的提取、純化，還同時可以進(jìn)行不同的生物活性物質(zhì)的提取、純化，而且解決了生物活性物質(zhì)的提取、純化過程中需要時間過長和操作過于復(fù)雜的問題，并且可以規(guī)范操作流程，減少人為因素的錯誤和醫(yī)療人員的交叉感染機(jī)會。
本發(fā)明是通過如下方案解決的所述的生物活性物質(zhì)自動提取的裝置，分為固定裝置和配套消耗部件兩個部分；固定裝置主要由負(fù)壓裝置、螺栓控制裝置以及溶液輸送裝置和廢液回收裝置組成；配套消耗部件主要由混合反應(yīng)室、螺栓、過慮管、介質(zhì)柱以及微管組成的柱狀整體。使用本裝置只需要加入生物樣本就可以得到該物質(zhì)的目標(biāo)生物活性物質(zhì)，其余可以全部由裝置完成。本發(fā)明充分結(jié)合流體力學(xué)與生物活性物質(zhì)的理化特性，通過負(fù)壓來驅(qū)動全部液體的運(yùn)行，通過有孔的螺栓旋轉(zhuǎn)來控制液體通路的開關(guān)。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于利用流體力學(xué)，結(jié)合生物活性物質(zhì)的理化特性開發(fā)出一種用于生物活性物質(zhì)提取的自動化裝置，將操作人員完全從提取、純化的工作中解放出來，省時省力。將常規(guī)生物物質(zhì)提取、純化的十幾個步驟簡化為只需要一步，整個過程只需要10分鐘，比常規(guī)方法速度提高了幾倍。常規(guī)的介質(zhì)柱因?yàn)橥瑫r兼有儲存溶液的功能，介質(zhì)多為扁平狀；本發(fā)明中的介質(zhì)成細(xì)條狀，符合流體力學(xué)，有利于洗滌和洗脫，液體殘留少，因此提取、純化的生物活性物質(zhì)濃度大、純度高。消耗部件是一次性的柱狀整體，每個樣品的提取、純化都獨(dú)立進(jìn)行，并且樣品以及與樣品接觸的液體都在密閉的消耗部件內(nèi)運(yùn)行，切實(shí)有效的避免了樣品的交叉污染以及對外界的污染，避免了對操作人員的傷害。整個裝置的運(yùn)行靠負(fù)壓驅(qū)動，過程柔和，能夠非常好的保持生物活性物質(zhì)的性能。該裝置制作簡便實(shí)用、造價低。
該裝置可以批量提取，并且可以同時提取不同樣本的不同生物活性物質(zhì)，輕松實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。適合本設(shè)置的樣本是指含有生物活性物質(zhì)的物質(zhì)，包括人工培養(yǎng)物、血液、組織、骨骼、排泄物、指紋、土壤、水都可以用于生物活性物質(zhì)的提取。可以適合本設(shè)置提取的生物活性物質(zhì)是指跟生命活動有關(guān)的物質(zhì)，包括核糖核酸、脫氧核糖核酸、糖類、脂類、蛋白質(zhì)。

圖1顯示了本發(fā)明裝置示意圖[具體實(shí)施方式
]本具體實(shí)施方式
只用一套部件來說明本發(fā)明，在實(shí)際應(yīng)用中可以在共用相同的負(fù)壓裝置和廢液回收裝置的情況下，組裝多套部件，可以同時進(jìn)行不同樣本的提取?？刂坡菟ū娝苤梢圆捎煤芏喾N形式，本具體實(shí)施方式
只列舉采用固定時間旋轉(zhuǎn)裝置來驅(qū)動螺栓。
下面結(jié)合具體實(shí)施例——質(zhì)粒DNA自動提取和純化的裝置，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明提供了一種質(zhì)粒DNA自動提取和純化的裝置，主要分為固定裝置和配套消耗材料兩個部分組成固定裝置主要由負(fù)壓裝置(12)、螺栓控制裝置(9)和廢液回收裝置(13)、固定保護(hù)片(10)、支架(11)、連接消耗部件閥門(14)組成；配套消耗部件主要由混合反應(yīng)室(1)、螺栓(2)、過慮管(3)、介質(zhì)柱(4)以及微管(5、6、7、8)組成。
1.固定裝置a.廢液回收裝置(13)
該裝置料有以下特點(diǎn)是一個密閉的容器，底部可以存放廢液，與負(fù)壓設(shè)備相連，工作時室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)；裝置上分布一個或者多個由閥門控制的接頭，該接頭工作時與配套耗材相連，非工作時處于關(guān)閉狀態(tài)。
b.旋轉(zhuǎn)控制裝置(9)該裝置可以通過機(jī)械定時裝置或者液體通路中液體的電子感應(yīng)裝置來實(shí)現(xiàn)基本相同的功能。機(jī)械定時裝置根據(jù)需要流過旋鈕的氣體或者液體的量來確定旋轉(zhuǎn)的時間，旋轉(zhuǎn)采用不連續(xù)轉(zhuǎn)動的方式，使每次轉(zhuǎn)點(diǎn)都有通道開啟或者關(guān)閉。電子感應(yīng)裝置由裝置在各個通道中的感應(yīng)器和控制系統(tǒng)組成，感應(yīng)器可以感應(yīng)壓力、流速和流量，可以根據(jù)不同的樣品編排程序，也可以對整個過程不正常的變量進(jìn)行提示。
C.其他配件液體的儲存容器、導(dǎo)管。
2.配套消耗部件配套消耗部件是一個一次性的統(tǒng)一整體，包括混合反應(yīng)室、螺栓、過慮管、介質(zhì)柱以及微管組成。
a.混合反應(yīng)室(1)是一個有蓋子的密閉小室，根據(jù)處理液體的階段不同，會有負(fù)壓和常壓兩種狀態(tài)。
b.螺栓(2)螺栓與旋轉(zhuǎn)控制裝置在工作時相連，并且根據(jù)需要出現(xiàn)不同角度的旋轉(zhuǎn)。螺栓上上分布多個小孔，通過不連續(xù)的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)不同小孔的開關(guān)。
C.過慮管(3)過慮管通過螺栓與反應(yīng)室相連，底部與介質(zhì)柱相連。過慮管用于吸附液體中的懸浮物，所選用的材質(zhì)不能夠吸附所要提取的物質(zhì)。
d.介質(zhì)柱(4)與過慮管相連，對所要提取的物質(zhì)具有選擇性吸附的功能。在介質(zhì)柱上對吸附的生物活性物質(zhì)進(jìn)行吸附、洗滌、洗脫，實(shí)現(xiàn)對生物活性物質(zhì)的純化作用。
e.微管(5、6、7、8)與各個部件相連，主要用于液體和氣體的輸送。
工作原理
1.將細(xì)菌溶液1.5毫升加人反應(yīng)室(1)，開啟裝置運(yùn)行，產(chǎn)生負(fù)壓。
2.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，開啟溶液A通路(5)，加入溶液A 3毫升。
3.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉溶液A(5)通路，同時打開進(jìn)氣通路，由于氣體的流入，反應(yīng)室內(nèi)液體流動混勻。細(xì)菌裂解，釋放質(zhì)粒DNA。
4.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉進(jìn)氣通路，開啟溶液B通路(6)，加入溶液A 2毫升。
5.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉溶液B(6)通路，同時打開進(jìn)氣通路，由于氣體的流入，反應(yīng)室(1)內(nèi)液體流動混勻。細(xì)菌碎片和細(xì)菌的基因組DNA形成沉淀物。
6.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，反應(yīng)室(1)內(nèi)液體流經(jīng)過慮管(3)和介質(zhì)柱(4)，流入廢液回收裝置(13)，沉淀物被過慮管(3)吸附，質(zhì)粒被介質(zhì)柱(4)吸附。
7.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉進(jìn)氣通路，開啟溶液C(7)通路，3毫升溶液C(7)直接流入介質(zhì)柱(4)，沖洗吸附在其上的質(zhì)粒。
8.螺栓(2)旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉溶液C通路，同時打開進(jìn)氣通路，吹干介質(zhì)柱中的殘留溶液。
9.關(guān)閉整個系統(tǒng)，取出介質(zhì)柱，在介質(zhì)柱內(nèi)存在需要提取的高純質(zhì)粒，只需要加少許水，輕微離心就可以得到質(zhì)粒溶液。
溶液的配制溶液A去離子水 2.4ml10％SDS 0.3ml2MNaOH 0.3ml溶液B乙酸鉀 29.25g冰醋酸 11.5ml補(bǔ)足去離子水 100ml溶液C75％乙醇操作步驟1.取出質(zhì)粒提取柱，在反應(yīng)室內(nèi)加入2毫升菌液，把質(zhì)粒提取柱固定在裝置上，開啟裝置。
2.裝置自動完成后，取下介質(zhì)柱，加入少許水，輕微離心就可以得到質(zhì)粒溶液。
結(jié)論利用本發(fā)明制備的質(zhì)粒提取、純化裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)全部自動化，將操作人員完全從提取、純化的工作中解放出來，省時省力。將常規(guī)質(zhì)粒提取、純化的十幾個步驟簡化為只需要一步，整個過程只需要10分鐘，比常規(guī)方法速度提高了幾倍。本發(fā)明可以將裝置設(shè)計成24柱式或者96柱式，完全實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒的大批量提取。常規(guī)的介質(zhì)柱因?yàn)橥瑫r兼有儲存溶液的功能，介質(zhì)多為扁平狀；本發(fā)明中的介質(zhì)成細(xì)條狀，符合流體力學(xué)，有利于洗滌和洗脫，液體殘留少，因此提取、純化的生物活性物質(zhì)濃度大、純度高。消耗部件是一次性的柱狀整體，每個樣品的提取、純化都獨(dú)立進(jìn)行，并且樣品以及與樣品接觸的液體都在密閉的消耗部件內(nèi)運(yùn)行，切實(shí)有效的避免了樣品的交叉污染以及對外界的污染，避免了對操作人員的傷害。整個裝置的運(yùn)行靠負(fù)壓驅(qū)動，過程柔和，能夠非常好的保持生物活性物質(zhì)的性能。該裝置制作簡便實(shí)用、造價低。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供了一種生物活性物質(zhì)自動提取的裝置，其特征在于整個裝置分為固定裝置和配套消耗部件兩個部分，固定裝置主要由負(fù)壓裝置(12)、螺栓控制裝置(9)和廢液回收裝置(13)組成；配套消耗部件主要由混合反應(yīng)室(1)、螺栓(2)、過慮管(3)、介質(zhì)柱(4)以及微管(5、6、7、8)組成的柱狀整體。通過負(fù)壓裝置(12)來驅(qū)動全部液體的在上述各部件內(nèi)的運(yùn)行，通過有孔的螺栓(2)旋轉(zhuǎn)來控制液體通路的開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的螺栓(2)旋轉(zhuǎn)可以由機(jī)械定時裝置或者液體通路中液體的電子感應(yīng)裝置來控制，或者電腦的程序控制。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，樣品活性物質(zhì)的在提取的過程中始終保持在消耗部件內(nèi)，依靠固定裝置提供負(fù)壓和配套試劑的理化作用完成與其他組分的分離。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，螺栓(2)上分布多個小孔，通過不連續(xù)的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)不同小孔的開關(guān)，小孔的數(shù)量與提取過程需要加入的試劑的種類相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，過慮柱(3)用于吸附液體中的懸浮物，所選用的材質(zhì)不能夠吸附所要提取的物質(zhì)。在一些不需要去除懸浮物的樣本提取中，過慮柱(3)內(nèi)可以無吸附材質(zhì)，為中空管。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，介質(zhì)柱(4)對所要提取的物質(zhì)具有選擇性吸附的功能，而且該介質(zhì)柱(4)可以從消耗部件中單獨(dú)取下。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，內(nèi)部液體的混勻是通過負(fù)壓驅(qū)動液體的流動來實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，適合本發(fā)明的樣本是指含有生物活性物質(zhì)的物質(zhì)，包括人工培養(yǎng)物、血液、組織、骨骼、排泄物、指紋、土壤、水、凝膠都可以用于生物活性物質(zhì)的提取。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，適合本發(fā)明提取的生物活性物質(zhì)是指跟生命活動有關(guān)的物質(zhì)，包括核糖核酸、脫氧核糖核酸、糖類、脂類、蛋白質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物活性物質(zhì)自動提取的裝置，整個系統(tǒng)分為固定裝置和配套消耗部件兩個部分。固定裝置主要由負(fù)壓裝置、螺栓控制裝置以及溶液輸送裝置和廢液回收裝置組成；配套消耗部件主要由混合反應(yīng)室、螺栓、過濾管、介質(zhì)柱以及微管組成的柱狀整體。本發(fā)明充分結(jié)合流體力學(xué)與生物活性物質(zhì)的理化特性，通過負(fù)壓來驅(qū)動全部液體的運(yùn)行，通過有孔的螺栓旋轉(zhuǎn)來控制液體通路的開關(guān)，樣本和所有配套試劑全部在密閉的消耗部件內(nèi)運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)施簡單、造價低、節(jié)省時間、無污染、終產(chǎn)物質(zhì)量高。該裝置可以批量提取，并且可以同時提取不同樣本的不同生物活性物質(zhì)，輕松實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
文檔編號C12N5/00GK1995958SQ20061011829
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者李治國 申請人:李治國