CN103992940B - 一种提取生物活性物质的仪器 - Google Patents

Abstract

<b>一种提取生物活性物质的仪器，包括，机架；工作台；移液总成，该移液总成包括第一安装板、用于带动第一安装板沿机架的高度方向运动的第一驱动单元、连接在第一安装板上的移液管、插装在移液管内并与移液管的内壁密闭配合的活塞杆、以及用于带动活塞杆相对于移液管上下运动的第一驱动组件；分离总成，该分离总成包括第二安装板、用于带动第二安装板沿机架的高度方向运动的第二驱动单元、固定在第二安装板上的套管、磁力棒以及用于带动磁力棒相对于套管上下运动的第二驱动组件，套管的上端部开口、下端部为盲端，磁力棒以间隙配合的方式由套管的上端部开口***套管中。本发明提高了生物活性物质提取的效率，且提取后的样品具有较高的纯度。</b>

Description

一种提取生物活性物质的仪器

技术领域

本发明涉及一种提取生物活性物质的仪器。

背景技术

在疾控、食品安全、法医鉴定、基因组学等领域，通常需要提取生物的活性物质（如DNA）作为检测、研究的对象；传统的生物活性物质的提取方法，通常是采用煮沸法、负压法等，这些传统的方法所采用的提取装置结构较为复杂，工作的效率相对较低，很难满足医疗行业中大批量样品处理的要求，并且提纯后的样品中含有大量未被去除的物质，影响检测和研究的结构的准确性。

随着新试剂的出现，目前业界开始逐步采用磁珠法提取，但是，目前采用磁珠法提取生物活性物质的仪器，其结构复杂，样品处理后的纯度相对较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种提取生物活性物质的仪器，其能够提高生物活性物质提取的效率，并且提高处理后样品的纯度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提取生物活性物质的仪器，包括，

机架；

安装在机架底部的工作台，该工作台上设置有用于放置装样品试管、装磁珠液试管和装成品试管的管架以及用于带动管架沿机架的宽度方向运动的驱动机构；

位于工作台上方的移液总成，该移液总成包括第一安装板、用于带动第一安装板沿机架的高度方向运动的第一驱动单元、连接在第一安装板上的移液管、插装在移液管内并与移液管的内壁密闭配合的活塞杆、以及用于带动活塞杆相对于移液管上下运动的第一驱动组件；

位于工作台上方并用于将生物活性物质从裂解后的样品中分离出的分离总成，该分离总成包括第二安装板、用于带动第二安装板沿机架的高度方向运动的第二驱动单元、固定在第二安装板上的套管、磁力棒以及用于带动磁力棒相对于套管上下运动的第二驱动组件，套管的上端部开口、下端部为盲端，磁力棒以间隙配合的方式由套管的上端部开口***套管中。

分离总成还包括第二活动板，磁力棒固定在第二活动板上，第二安装板上固定有沿机架高度方向延伸的第二导轨，第二活动板上固定有与第二导轨滑动配合的第二滑块。

第二驱动组件包括机体部分固定在第二安装板上的第二驱动电机、沿机体的高度方向延伸并与第二驱动电机的转轴同步联接的第二传动丝杆、以及固定在第二活动板上与第二传动丝杆螺纹配合的第二丝杆螺母。

套管的上端部以可拆卸的方式固定在第二安装板的下端部。

移液总成还包括第一活动板，活塞杆固定在第一活动板上，第一安装板上固定有沿机架高度方向延伸的第一导轨，第一活动板上固定有与第一导轨滑动配合的第一滑块。

第一安装板上固定连接有上夹板和下夹板，上夹板和下夹板之间形成一前面开口的卡槽，移液管的上端部向外延伸形成一个被夹持在卡槽中的凸缘，下夹板上设置有一前面开口收纳槽，该收纳槽远离其开口一端形成一个收容移液管的收容腔，收纳槽侧壁靠近其开口的一端设置有一安装孔，该安装中设置有一顶压于移液管管壁靠近收纳槽开口一侧的卡扣件，安装孔内设置有一弹性元件，该弹性元件用于提供一个将卡扣件向着靠近移液管的方向顶压的弹性应力。

第一驱动组件包括机体部分固定在第一安装板上的第一驱动电机、沿机体的高度方向延伸并与第一驱动电机的转轴同步联接的第一传动丝杆、以及固定在第一活动板上与第一传动丝杆螺纹配合的第一丝杆螺母。

该提取生物活性物质的仪器还包括有一进样组件，该进样组件包括沿机架长度方向延伸的导向杆、活动的套接在导向杆上的活动架、固定在活动架上的出液嘴、将出液嘴与外部试剂储存装置连通的软管、机体固定在机架上的第三驱动电机、以及由第三驱动电机带动并沿机架长度方向延伸的传动皮带，活动架固定连接于传动皮带上。

本发明的有益效果在于：

相比于现有技术，本发明仅在一台仪器上，即可完成裂解、脱磁、洗涤的工序，提高了生物活性物质提取的效率，且提取后的样品具有较高的纯度，为后续的检测和研发提供准确的依据。其脱磁过程操作简单，有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2中工作台的结构示意图；

图4为图2中移液总成的结构示意图；

图5为图4的A向视图；

图6为图5中B处的放大视图；

图7为图2中分离总成的结构示意图；

图8为图2中进样组件的结构示意图；

其中：100、机架；200、工作台；210、管架；211、成品试剂管工位；212、磁珠试管工位；213、废液槽；214、培养试管工位；215、移液器工位；220、驱动机构；400、分离总成；410、第二安装板；411、第二导轨；412、下夹板；413、上夹板；420、第二活动板；421、第二滑块；430、第二驱动电机；431、第二传动丝杆；440、磁力棒；450、套管；500、移液总成；510、第一安装板；511、第一导轨；512、下夹板；5121、弹簧；5122、卡扣件；5123、安装孔；513、上夹板；520、第一活动板；521、第一滑块；522、下夹板；523、上夹板；530、第一驱动电机；531、第一传动丝杆；540、活塞杆；550、移液管；551、凸缘；600、进样组件；610、第三驱动电机；611、传动皮带；620、出液嘴；621、软管；630、活动架；631、导向杆。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参见图1-8所示，为本发明的一种提取生物活性物质的仪器，其包括机架100、工作台200、移液总成500、以及分离总成400，其中，机架100作为整个装置的安装基础，工作台200用于放置各种试管，移液总成500用于在提取活性物质时转移液体，分离总成400则采用吸附磁珠的方式将活性物质与样品破壁后产生的液体分离。本发明的具体结构如下：

工作台200安装在机架100的底部，该工作台200包括管架210以及位于管架210下方用于带动管架210沿着机架100的宽度方向（即图示中的Y向）运动的驱动机构220，驱动机构220与现有技术相同，可以选用电机带动丝杆传动的结构，也可以选用电机带动皮带传动的结构。工作台200上设置有多个工位用以放置不同的试管，具体的是，工作台200上沿机架100的宽度方向由内向外依次设置有用于放置装成品试管的成品试剂管工位211、用于放置装磁珠液体试管的磁珠试管工位212、用于放置装样品的培养试管工位214、用于放置移液管550的移液器工位215，其中，在磁珠试管工位212和培养试管工位214之间还设置有一废液槽213，废液槽213的一端形成一个废液出口，机架100上固定有一位于废液出口正下方的集液槽。

移液总成500位于工作台200的上方，移液总成500的下方配合移液管550，并能够带动移液管550上下运动，从而使移液管550能够***到工作台200上放置的试管内，以实现液体转移、液体吸取、打液混匀的动作。该移液总成500具体包括第一安装板510、用于带动第一安装板510沿机架100的高度方向（即图示中的Z向）运动的第一驱动单元（图未示）、连接在第一安装板510上的移液管550、插装在移液管550内并与移液管550的内壁密闭配合的活塞杆540以及用于带动活塞杆540相对于移液管550上下运动的第一驱动组件。该第一驱动组件可以是包括机体部分固定在第一安装板510上的第一驱动电机530、同步联接在第一驱动电机530的转轴上并沿机架100的高度方向延伸的第一传动丝杆531、以及与第一传动丝杆531螺纹配合的第一丝杆螺母（图未示），活塞杆540连接在第一丝杆螺母。第一驱动组件用于驱动活塞杆540，使活塞杆540和移液管550共同组成一个抽送液体的结构，其不同于现有仪器中的采用剂量泵的结构，具体的是，在提取生物活性物质中，样品、反应液等通常采用的是微小剂量，现有采用计量泵的结构，通常很难精确的加入液体，而采用本发明的上述结构，可以通过精准控制第一驱动电机530带动第一传动丝杆531转过的角度，来精确的控制液体的剂量。为了便于提高效率，可以设置多个活塞杆540和对应的多个移液管550，移液管550的上端部并排的固定在第一安装板510的下端部，在第一安装板510上活动的安装有一第一活动板520，该第一活动板520可沿机架100的高度方向相对于第一安装板510运动，上述的第一丝杆螺母固定在第一活动板520上，多个活塞杆540的上端部固定在第一活动板520的下端部，第一安装板510上设置有沿机架100高度方向延伸的第一导轨511，第一活动板520的背面固定有与第一导轨511滑动配合的第一滑块521。为了便于活塞杆540的更换，可在第一活动板520的下端部设置上夹板523和下夹板522，活塞杆540上端部的径向延伸边被夹持在上夹板523和下夹板522之间，安装时，将活塞杆540上端部的延伸边由上夹板523和下夹板522之间的开口***，同样的，在第一安装板510的下端部固定有上夹板513和下夹板512，上夹板513和下夹板512之间形成一个前面开口的卡槽，移液管550的上端部向外形成一个径向延伸的凸缘551，该凸缘551被夹持在上夹板513和下夹板512之间的形成的卡槽内，下夹板512上设置有一前面开口的收纳槽，收纳槽远离其开口的一端形成一个收容移液管550的收容腔，安装时，由前向后将移液管550上端部的凸缘551***到卡槽内，使移液管550位于凸缘551下部的部分嵌入到收纳槽内侧的收容腔中；为了防止移液管550与上夹板513和下夹板512脱离，可以在下夹板512上位于收纳槽的侧壁靠近收纳槽开口的一端设置一安装孔5123，安装孔5123内部设置有一卡扣件5122、以及位于卡扣件5122内侧的弹簧5121，弹簧5121用于提供一个将卡扣件5122向着靠近移液管550的方向顶压的弹性应力，在移液管550被安装到位后，卡扣件5122顶压于移液管550管壁靠近收纳槽开口一侧的表面，在不受时，移液管550被锁紧在位于其两侧的卡扣件5122内侧，当需要拆卸时，则将移液管550由收纳槽的开口拉动，弹簧5121受压，使移液管550与下夹板512脱离。在安装时，移液管550置于移液器工位215上，上夹板513和下夹板512之间形成的卡槽与移液管550的凸缘551在高度方向上对齐，驱动机构220带动管架210向后运动，使移液管550的管壁对齐收纳槽的开口向后运动，移液管550管壁接触卡扣件5122时，弹簧5121受压，当移液管550安装到位后，弹簧5121回位将移液管550锁紧在收纳槽中。上述的弹簧5121也可以采用弹性胶块等弹性元件替代。

分离总成400位于工作台200的上方，其包括第二安装板410、用于带动第二安装板410沿机架100的高度方向运动的第二驱动单元、上端部固定在第二安装板410下端部的套管450、磁力棒440以及用于带动磁力棒440相对于套管450上下运动的第二驱动组件，套管450的上端部开口、下端部为一盲端，磁力棒440由套管450的上端部开口***到套管450中，并且磁力棒440与套管450间隙配合。磁力棒440可以是永磁体或电磁铁，其能够吸附磁珠液体中的磁珠颗粒。为了实现多个样品的活性物质的分离，可以并排的设置多个磁力棒440以及在第二安装板410上并排的设置多个套管450，多个磁力棒440固定在一第二活动板420的下端部，该第二活动板420活动的安装在第一第二安装板410上，具体的是，在第二安装板410上设置沿机架100高度方向延伸的第二导轨411，第二活动板420上固定有与第二导轨411滑动配合的第二滑块421，第二驱动组件包括机体部分固定在第二安装板410上的第二驱动电机430、沿机架100的高度方向延伸且同步联接在第二驱动电机430转轴上的第二传动丝杆431、以及与第二传动丝杆431螺纹配合的第二丝杆螺母（图未示），第二丝杆螺母固定在第二活动板420上。为了便于拆卸，在第二安装板410的底端部设置有上夹板413和下夹板412，套管450上端部的径向延伸边被可拆卸的夹持在上夹板413和下夹板412上，当然，套管450与第二安装板410也可以采用其他的可拆卸连接方式，如卡接、螺接等。

除上述结构外，本发明提取生物活性物质的仪器还包括有一进样组件600，该进样组件600包括沿机架100长度方向（即图示中的X向）延伸的导向杆631、活动的套接在导向杆631上的活动架630、固定在活动架630上的出液嘴620、将出液嘴620与外部试剂储存装置连通的软管621、机体固定在机架100上的第三驱动电机610、以及由第三驱动电机610带动并沿机架100长度方向延伸的传动皮带611，活动架630固定连接于传动皮带611上，启动第三驱动电机610，即可带动出液嘴620沿机架100的长度方向在上述的工作台200上运动。

本发明工作时，装有样品的试管被置于培养试管工位214上，启动仪器，驱动机构220带动管架210移动，使培养试管工位上214移动到与出液嘴620平齐的位置，出液嘴620移动到装有样品的试管上方，向样品中加入裂解液，静置一段时间，待样品细胞破壁后，移动管架210，使未装由移液管550的移液总成500位于移液器工位215上方靠后的位置，之后第一驱动单元带动第一安装板510下降，使得移液器工位215上的移液管550的凸缘551与上夹板513和下夹板512之间的卡槽处于水平位置，此时，驱动机构220带动管架210向后运动，使得移液管550卡装在第一安装板510的下方，接着，第一驱动电机530带动活塞杆540向下***到移液管550中并排出移液管550中的全部气体，之后，第一驱动单元带动移液管550移动到磁珠试管工位212上方并***到装有磁珠液体的试管中，第一驱动电机530带动活塞杆540向上运动，将磁珠液体吸入移液管550中，接着移动管架210，使移液管550移动到培养试管工位214，第一驱动电机530带动活塞杆540向下运动，使将磁珠液体加入到裂解反应完成的样品中，样品细胞内部的活性物质被磁珠吸附，第二驱动电机430带动磁力棒440完全嵌入套管450中，并在第二驱动单元的带动下，嵌置了磁力棒440的套管450***到装有样品的试管，结合了活性物质的磁珠依据磁力被吸附在套管450的表面，接着，移动管架210，使吸附磁珠的套管450移动到成品试剂管工位211上方并使套管450***到成品试剂管工位211上放置的装有TE试剂的试管中，活性物质溶于TE试剂中，磁力棒440随着套管450移动至废液槽213上方，磁力棒440与套管450脱离，在没有磁力用下，磁珠从套管450上脱离，完成脱磁过程，之后，移液管550***到成品试剂管工位211上的试管中，活塞杆540反复上下运动，进行洗涤动作，为了确保成品试剂中部残留磁珠，反复上述的脱磁与洗涤动作，确保活性物质的纯度，最终完成提取过程。

本发明仅在一台仪器上，即可完成裂解、脱磁、洗涤的工序，提高了生物活性物质提取的效率，且提取后的样品具有较高的纯度，为后续的检测和研发提供准确的依据。其脱磁过程操作简单，有利于推广应用。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提取生物活性物质的仪器，其特征在于，包括，

机架；

安装在机架底部的工作台，该工作台上设置有用于放置装样品试管、装磁珠液试管和装成品试管的管架以及用于带动管架沿机架的宽度方向运动的驱动机构；

位于工作台上方的移液总成，该移液总成包括第一安装板、用于带动第一安装板沿机架的高度方向运动的第一驱动单元、连接在第一安装板上的移液管、插装在移液管内并与移液管的内壁密闭配合的活塞杆、以及用于带动活塞杆相对于移液管上下运动的第一驱动组件；

位于工作台上方并用于将生物活性物质从裂解后的样品中分离出的分离总成，该分离总成包括第二安装板、用于带动第二安装板沿机架的高度方向运动的第二驱动单元、固定在第二安装板上的套管、磁力棒以及用于带动磁力棒相对于套管上下运动的第二驱动组件，套管的上端部开口、下端部为盲端，磁力棒以间隙配合的方式由套管的上端部开口***套管中。

2.如权利要求1所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，分离总成还包括第二活动板，磁力棒固定在第二活动板上，第二安装板上固定有沿机架高度方向延伸的第二导轨，第二活动板上固定有与第二导轨滑动配合的第二滑块。

3.如权利要求2所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，第二驱动组件包括机体部分固定在第二安装板上的第二驱动电机、沿机体的高度方向延伸并与第二驱动电机的转轴同步联接的第二传动丝杆、以及固定在第二活动板上与第二传动丝杆螺纹配合的第二丝杆螺母。

4.如权利要求2所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，套管的上端部以可拆卸的方式固定在第二安装板的下端部。

5.如权利要求1所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，移液总成还包括第一活动板，活塞杆固定在第一活动板上，第一安装板上固定有沿机架高度方向延伸的第一导轨，第一活动板上固定有与第一导轨滑动配合的第一滑块。

6.如权利要求5所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，第一安装板上固定连接有上夹板和下夹板，上夹板和下夹板之间形成一前面开口的卡槽，移液管的上端部向外延伸形成一个被夹持在卡槽中的凸缘，下夹板上设置有一前面开口收纳槽，该收纳槽远离其开口一端形成一个收容移液管的收容腔，收纳槽侧壁靠近其开口的一端设置有一安装孔，该安装孔中设置有一顶压于移液管管壁靠近收纳槽开口一侧的卡扣件，安装孔内设置有一弹性元件，该弹性元件用于提供一个将卡扣件向着靠近移液管的方向顶压的弹性应力。

7.如权利要求5所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，第一驱动组件包括机体部分固定在第一安装板上的第一驱动电机、沿机体的高度方向延伸并与第一驱动电机的转轴同步联接的第一传动丝杆、以及固定在第一活动板上与第一传动丝杆螺纹配合的第一丝杆螺母。

8.如权利要求1所述的提取生物活性物质的仪器，其特征在于，该提取生物活性物质的仪器还包括有一进样组件，该进样组件包括沿机架长度方向延伸的导向杆、活动的套接在导向杆上的活动架、固定在活动架上的出液嘴、将出液嘴与外部试剂储存装置连通的软管、机体固定在机架上的第三驱动电机、以及由第三驱动电机带动并沿机架长度方向延伸的传动皮带，活动架固定连接于传动皮带上。