專利名稱：一種生物分子提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于磁場カ實現(xiàn)生物分子提取的裝置，特別是關(guān)于ー種通過高速旋轉(zhuǎn)混勻、加熱、降溫等多功能集成方式結(jié)合某種試劑實現(xiàn)樣品生物分子提取及取化的裝置。
背景技術(shù)：
生命科學(xué)是ー門實驗科學(xué)，大量的生物實驗及臨床診斷離不開樣品制備，生物分子的提取及純化在樣品制備中有著廣泛應(yīng)用。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，目前臨床診斷及生物實驗處理的樣品數(shù)量越來越大，對自動化的需求也越來越迫切。
現(xiàn)有簡單的生物分子提取裝置，大都只帶有磁珠吸附的功能，即磁力架，沒有在同一個模塊上整合了磁珠混勻、磁珠分離、加熱、降溫、隔熱功能。小型的全自動核酸提取儀倒是具有以上所有功能，但是存在造價昂貴，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大等缺點，并且也不能做到在同一個模塊上整合以上所有功能，因此對我們的使用造成了一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種生物分子的提取裝置。本發(fā)明提供的提取裝置包括ー殼體，其中所述殼體內(nèi)設(shè)置有至少ー組能使待提取樣品偏心振蕩的執(zhí)行機構(gòu)和控制所述執(zhí)行機構(gòu)運動的控制系統(tǒng)。該執(zhí)行機構(gòu)能夠自動對待提取樣品進行偏心振蕩，大大提聞了實驗效率。進ー步講,上述執(zhí)行機構(gòu)可包括動カ架組件,所述動カ架組件包括動カ架、設(shè)置在所述動カ架的至少ー側(cè)壁上的可吸附磁鐵的磁鐵定位條、設(shè)置在所述動カ架底板下方的電機、設(shè)置在所述動カ架底板上方的偏心輪、設(shè)置在所述偏心輪上方的軸承和所述軸承外圈的軸承座、通過所述軸承座與所述軸承連接的轉(zhuǎn)動框、能控制電機帶動所述轉(zhuǎn)動框停在離所述磁體最近的位置的控制位置裝置以及使所述轉(zhuǎn)動框圍繞所述偏心輪轉(zhuǎn)動的控制轉(zhuǎn)動裝置；所述電機的輸出軸的一端固定連接所述偏心輪的中心，所述軸承通過ー偏心軸與所述偏心輪連接，所述偏心輪的中心與所述偏心軸存在一偏心距離；所述控制系統(tǒng)控制所述電機轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動框設(shè)置至少ー個容納樣品管的插孔。在一些實施例中，磁鐵定位條可以有I個或2個；磁鐵定位條為2個時，分別設(shè)置在動カ架的相対的2個側(cè)壁上。轉(zhuǎn)動框的中間設(shè)有剛好容納軸承的空間,這樣軸承的轉(zhuǎn)動會帶動轉(zhuǎn)動框轉(zhuǎn)動?？刂葡到y(tǒng)控制電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而帶動與輸出軸相連的偏心輪轉(zhuǎn)動，通過偏心軸的帶動，軸承和軸承座也相應(yīng)偏心轉(zhuǎn)動，因此裝有待提取樣品的轉(zhuǎn)動框也會相應(yīng)偏心轉(zhuǎn)動。但是該轉(zhuǎn)動框還可能繞偏心軸轉(zhuǎn)動，因此設(shè)置了上述的控制轉(zhuǎn)動裝置可避免轉(zhuǎn)動框在偏心轉(zhuǎn)動時還繞偏心軸轉(zhuǎn)動?？刂莆恢醚b置能控制電機帶動所述轉(zhuǎn)動框停在離所述磁體最近的位置，這樣在上述的磁鐵定位條上安裝上永磁鐵后，轉(zhuǎn)動框上的待提取樣品中的磁珠即可與磁鐵吸附，便于吸取上清。
具體地講，上述控制位置裝置包括ー設(shè)置在所述電機下方的帶有定位ロ的定位碼盤和帶有感應(yīng)槽的光電開關(guān)，所述定位碼盤伸進所述感應(yīng)槽內(nèi)，所述光電開光通過一光電定位板與所述動カ架連接，所述定位碼盤的中心連接所述電機的輸出軸的另一端。當(dāng)控制系統(tǒng)給出停止轉(zhuǎn)動的命令時，電機會帶動定位碼盤小孔嵌入光電開關(guān)的感應(yīng)槽內(nèi)時停止，使轉(zhuǎn)動框停在離磁鐵最近的位置。更近ー步講，上述控制轉(zhuǎn)動裝置可以為一端分別固定在所述轉(zhuǎn)動框兩端的2根拉簧，所述2根拉簧的另一端分別固定在所述動カ架的兩端的底板上。優(yōu)選的是彈簧(拉簧)的長度方向在動カ架的底板的中心線上，使轉(zhuǎn)動框與動カ架平行。在實施例中，上述插孔內(nèi)設(shè)有容納所述樣品管的試管套；所述試管套的材質(zhì)是導(dǎo)熱材質(zhì)，優(yōu)選是銅或鋁。這樣可以將熱量有效的傳遞到試管上，給試管加熱，而銅和鋁是比較好的導(dǎo)電材料，且性價比高。

優(yōu)選方案的是,上述執(zhí)行機構(gòu)除了包括動カ架組件還包括對所述轉(zhuǎn)動框上的待提取樣品進行加熱的加熱組件。在偏心振蕩的同時對樣品進行加熱，更加有利于生物分子(如DNA)的提取。具體地講，上述加熱組件可以包括伸進所述轉(zhuǎn)動框底部的至少ー個加熱棒，所述加熱棒穿過所述動カ架的底板；與所述加熱棒對應(yīng)處的所述動カ架的底板上開設(shè)供所述加熱棒運動的孔。上述轉(zhuǎn)動框的材質(zhì)可以為導(dǎo)熱材料，優(yōu)選為銅或鋁。在實施例中，上述轉(zhuǎn)動框的一側(cè)設(shè)置有數(shù)字測溫板，另ー側(cè)設(shè)置有限溫開關(guān)，所述轉(zhuǎn)動框的上方設(shè)置帶孔的隔熱板，所述隔熱板上的孔與所述轉(zhuǎn)動框上的插孔對應(yīng)。這樣更人性化，更方便地控制溫度，還可防止實驗人員被燙傷，増加了安全性。在設(shè)置了加熱組件的基礎(chǔ)上，動カ架的兩端可以分別設(shè)置有至少I個風(fēng)扇，開啟后能快速降溫，防止溫度過高時假如磁珠會破壞磁珠性能。本發(fā)明裝置不僅帶有磁珠吸附功能，并且具有高速混勻、加熱、降溫、隔熱的功能。本裝置將所有功能整合在同一個模塊上，結(jié)構(gòu)簡單可靠，方便裝卸，造價低廉，使用簡單，性價比高。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明方便的實現(xiàn)多管自動化磁珠混勻、磁珠分離、加熱、冷卻、隔熱功能，能完成整個生物分子提取的全過程。2、由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，達到了體積小、實用性強、成本低廉，性價比高等目的。3、本發(fā)明通用性好，無論是組織、血液、動物、植物樣本，還是不同批次的樣本，均可完成整個生物分子提取過程，且試驗重復(fù)性高，管間提取效率相同。4、本發(fā)明特別的隔熱板設(shè)置，増加了使用者操作的安全性與舒適性。5、由于本方明能在加熱的同時震蕩，過熱的時候降溫，大大提高了試驗的效率。6、本發(fā)明的加熱傳動框利用將加熱棒所產(chǎn)生的熱能通過鋁制材料，均勻傳送到試管的各個部位，從而做到均勻加熱的效果，且與試管接觸部分嵌有銅套，緊貼試管，提高了導(dǎo)熱效率，大大提升了試驗質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明單通道組件立體示意圖(一側(cè)支架與加熱板透明化)。
圖3是本發(fā)明動カ架組件立體示意圖。圖4是本發(fā)明動カ架組件立體示意圖(將ー側(cè)支架透明化)。圖5是本發(fā)明動カ架組件側(cè)視圖。圖6是本發(fā)明偏心輪與軸承連接示意圖。圖7是本發(fā)明加熱組件立體示意圖。圖8是本發(fā)明磁鐵吸附狀態(tài)示意圖。圖9是本發(fā)明加熱組件轉(zhuǎn)動過程中某一位置示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進ー步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。 下述實施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實施例I、提取裝置如圖I所示，本發(fā)明的提取裝置包括3個能使待提取樣品偏心振蕩的執(zhí)行機構(gòu)90以及控制該執(zhí)行機構(gòu)運動的控制系統(tǒng)70，其中執(zhí)行機構(gòu)90和控制系統(tǒng)70均設(shè)置在ー個殼體80內(nèi)。如圖2所示,執(zhí)行機構(gòu)90包括動カ架組件50,加熱組件60。如圖3_6所示,動カ架組件50包括動カ架1，磁鐵定位條2,光電定位板4,光電開關(guān)5,電機6,定位碼盤7,偏心輪8，軸承9，偏心軸10，軸承座11，轉(zhuǎn)動框12和拉簧20。動カ架可以是只要能實現(xiàn)本發(fā)明功能的任何形狀的架子，本實施例可以僅為一個底板和設(shè)置在底板上的2個側(cè)壁。磁鐵定位條2上可吸附永磁鐵，并且設(shè)置在所述動カ架I側(cè)壁上，電機6設(shè)置在所述動カ架I底板下方，偏心輪設(shè)置在所述動カ架底板上方中心處。偏心輪8上具有用干與電機6連接的偏心孔,用頂絲將電機輸出軸上端與偏心輪8固定,偏心輪8的ー側(cè)具有一體的偏心軸10,電機輸出軸連接孔在偏心輪的中心,與偏心軸10保持一偏心距尚,這樣當(dāng)偏心輪8在電機6的帶動下轉(zhuǎn)動時，偏心軸10可以起到偏心轉(zhuǎn)動的作用。偏心軸10固定連接軸承9的內(nèi)圏，軸承9的外圈固定連接軸承座11，用偏心軸10將偏心輪8、軸承9貫穿固定，轉(zhuǎn)動框12通過軸承座11與軸承9連接。這樣使軸承座11和轉(zhuǎn)動框12受到柔性拉伸力，使他們只能以電機輸出軸為中心，偏心距為半徑轉(zhuǎn)動，同時兩根拉簧20 —端與動カ架I中心線端點位置連接，另一端固定在轉(zhuǎn)動框12的端點位置，防止轉(zhuǎn)動框12在偏心運動時以偏心軸10為中心轉(zhuǎn)動，始終保持與動カ架平行的方向。轉(zhuǎn)動框12設(shè)置4個插孔，插孔內(nèi)設(shè)置了試管套以容納樣品管13。如圖6所示,軸承座11內(nèi)的軸承9和轉(zhuǎn)動框12內(nèi)的軸承9通過偏心軸10與偏心輪8連接，最終固定在偏心輪上。定位碼盤7是帶有定位ロ的，并且安裝在電機6下方。如圖5所示，光電開關(guān)5帶有感應(yīng)槽并且通過一光電定位板4與動カ架I連接，定位碼盤7伸進光電開關(guān)5的感應(yīng)槽內(nèi)。定位碼盤7上具有與電機6連接的定位孔，用頂絲將電機輸出軸的下端與定位碼盤7固定，定位碼盤7的小孔嵌入光電開關(guān)5的感應(yīng)槽內(nèi)，這樣可以通過光電開關(guān)判定電機轉(zhuǎn)動位置信息，控制電機的停止位置，控制電機6使轉(zhuǎn)動框12停在距離磁鐵最近的位置。如圖7所示，本發(fā)明的加熱組件60包括2個加熱棒14，數(shù)字測溫板15，限溫開關(guān)16，隔熱板17，風(fēng)扇3。轉(zhuǎn)動框12內(nèi)包住若干樣品管13。轉(zhuǎn)動框通過軸承9和偏心軸10固定在偏心輪8上。風(fēng)扇3固定在動カ架I的兩端，2個加熱棒分別伸進在轉(zhuǎn)動框12底部，分布于轉(zhuǎn)動框兩端。加熱棒14穿過動カ架I的底板，與所述加熱棒對應(yīng)處的所述動カ架的底板上開設(shè)供所述加熱棒運動的孔18(圖8)。數(shù)字測溫板和限溫開關(guān)分別設(shè)置在轉(zhuǎn)動框的兩側(cè)。隔熱板17設(shè)置在轉(zhuǎn)動框12上，并且開設(shè)有與轉(zhuǎn)動框上的插孔對應(yīng)的孔，以便樣品管13穿過。本發(fā)明中的轉(zhuǎn)動框12主體為鋁質(zhì)材料，與試管接觸部分嵌有銅套，尺寸與試管緊密貼合。隔熱板17采用耐溫非金屬材料制成。如圖8、9所示，本發(fā)明在電機運轉(zhuǎn)時，電機6的輸出軸帶動偏心輪8轉(zhuǎn)動，偏心輪8的偏心軸10帶動軸承9和加熱組件60繞電機輸出軸，以偏心距為半徑做圓周運動。樣品管13內(nèi)的液體在偏心振蕩時混勻。此時如果需要加熱,則加熱棒14啟動，數(shù)字測溫板讀取當(dāng)前溫度控制加熱組件溫度。在加熱的 同時可以啟動電機6使樣品管13高速旋轉(zhuǎn)振蕩，從而快速裂解生物分子。裂解完成后風(fēng)扇開啟，為液體降溫，以便放入磁珠。繼續(xù)用上述方式快速混勻樣品管13內(nèi)的液體，當(dāng)混勻完成后，光電開關(guān)5讀取定位碼盤7的信號，讓電機停在距離磁鐵最近的位置，方便磁珠吸附，吸走上清。如此操作可以完成整個生物分子的提取過程。
權(quán)利要求
1.一種生物分子的提取裝置，包括一殼體，其特征在于所述殼體內(nèi)設(shè)置有至少一組能使待提取樣品偏心振蕩的執(zhí)行機構(gòu)和控制所述執(zhí)行機構(gòu)運動的控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的提取裝置，其特征在于所述執(zhí)行機構(gòu)包括動力架組件，所述動力架組件包括動力架、設(shè)置在所述動力架的至少一側(cè)壁上的可吸附磁鐵的磁鐵定位條、設(shè)置在所述動力架底板下方的電機、設(shè)置在所述動力架底板上方的偏心輪、設(shè)置在所述偏心輪上方的軸承和所述軸承外圈的軸承座、通過所述軸承座與所述軸承連接的轉(zhuǎn)動框、能控制電機帶動所述轉(zhuǎn)動框停在離所述磁體最近的位置的控制位置裝置以及使所述轉(zhuǎn)動框圍繞所述偏心輪轉(zhuǎn)動的控制轉(zhuǎn)動裝置；所述電機的輸出軸的一端固定連接所述偏心輪的中心，所述軸承通過一偏心軸與所述偏心輪連接，所述偏心輪的中心與所述偏心軸存在一偏心距離；所述控制系統(tǒng)控制所述電機的輸出軸轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動框設(shè)置至少一個容納樣品管的插孔。
3.如權(quán)利要求I或2所述的提取裝置，其特征在于所述控制位置裝置包括一設(shè)置在所述電機下方的帶有定位口的定位碼盤和帶有感應(yīng)槽的光電開關(guān)，所述定位碼盤伸進所述感應(yīng)槽內(nèi)，所述光電開光通過一光電定位板與所述動力架連接，所述定位碼盤的中心連接所述所述電機的輸出軸的另一端。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的提取裝置，其特征在于所述控制轉(zhuǎn)動裝置為一端分別固定在所述轉(zhuǎn)動框兩端的2根拉簧，所述2根拉簧的另一端分別固定在所述動力架的兩端的底板上。
5.如權(quán)利要求2-4中任一所述的提取裝置，其特征在于所述插孔內(nèi)設(shè)有容納所述樣品管的試管套；所述試管套的材質(zhì)是導(dǎo)熱材質(zhì)，優(yōu)選是銅或鋁。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的提取裝置，其特征在于所述執(zhí)行機構(gòu)還包括對所述轉(zhuǎn)動框上的待提取樣品進行加熱的加熱組件。
7.如權(quán)利要求6所述的提取裝置，其特征在于所述加熱組件包括伸進所述轉(zhuǎn)動框底部的至少一個加熱棒，所述加熱棒穿過所述動力架的底板；與所述加熱棒對應(yīng)處的所述動力架的底板上開設(shè)供所述加熱棒運動的孔。
8.如權(quán)利要求6或7所述的提取裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動框的材質(zhì)為導(dǎo)熱材料，優(yōu)選為銅或招。
9.如權(quán)利要求6-8中任一所述的提取裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動框的一側(cè)設(shè)置有數(shù)字測溫板，另一側(cè)設(shè)置有限溫開關(guān)，所述轉(zhuǎn)動框的上方設(shè)置帶孔的隔熱板，所述隔熱板上的孔與所述轉(zhuǎn)動框上的插孔對應(yīng)。
10.如權(quán)利要求6-9中任一所述的提取裝置，其特征在于動力架的兩端分別設(shè)置有至少I個風(fēng)扇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物分子提取裝置。本發(fā)明提供的提取裝置包括一殼體，其中所述殼體內(nèi)設(shè)置有至少一組能使待提取樣品偏心振蕩的執(zhí)行機構(gòu)和控制所述執(zhí)行機構(gòu)運動的控制系統(tǒng)。該執(zhí)行機構(gòu)能夠自動對待提取樣品進行偏心振蕩，大大提高了實驗效率。優(yōu)選方案的是，上述執(zhí)行機構(gòu)除了包括動力架組件還包括對所述轉(zhuǎn)動框上的待提取樣品進行加熱的加熱組件。在偏心振蕩的同時對樣品進行加熱，更加有利于生物分子(如DNA)的提取。由于本方明能在加熱的同時震蕩，過熱的時候降溫，大大提高了試驗的效率。
文檔編號B01D11/00GK102755761SQ20111011138
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周晶琳, 李航, 王東, 王小龍 申請人:博奧生物有限公司, 清華大學(xué)