CN117683627A - 全自动核酸前处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动核酸前处理设备，属于核酸处理领域，包括外壳以及活动安装于外壳的舱门，舱门相对于外壳打开或闭合使设备能够在打开状态以及密封状态之间切换，酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块、纯化模块以及磁力升降模块均位于壳体内并安装于工作台，防交叉污染模块安装于壳体上并与壳体内部连通，防交叉污染模块的过滤器通过负压模块抽取壳体内的气体并对气体进行过滤，紫外线臭氧消毒灯对气体进行消毒，降低壳体内的气溶胶污染，能够有效避免交叉污染，移液模块能在酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块以及纯化模块之间移动自动化程度高，并且兼顾酶解法纯化、磁珠法纯化两种产物纯化方式。

Description

全自动核酸前处理设备

技术领域

本发明涉及核酸处理领域，尤其是涉及全自动核酸前处理设备。

背景技术

基因测序技术，就是通过各种测序技术把基因的序列测出来，进而通过生物信息学分析对这些不同的序列进行解读分析。基因测序技术目前已被广泛应用于医疗研究、法医鉴定、农作物研究、动物健康、食品安全等多个领域。目前常用的测序方法有：一代测序技术(又称Sanger测序)、二代测序(NGS技术)、三代测序(单分子测序)。其中一代测序技术(Sanger测序)是一项久经考验的技术，具有方法简单，分辨率高，测序片段长，流程细致，质控环节多，污染低，结果直观可视，假性结果极低等优势，被称为测序“金标准”。目前常用于质粒、菌液、PCR产物、细菌基因组等样品测序操作。由于样品多样性，复杂性，对于不同的应用需求，在测试前需对于样品进行分离纯化、甲基化处理、测序扩增、产物纯化等样品前处理操作。

一代测序(Sanger测序)工作流程主要包括：制备模板(可通过PCR扩增制备模板)-产物纯化-测序反应-测序纯化-上机测序(毛细管电泳-数据分析)。其中在上机测序前的步骤均为测序前处理操作，不仅涉及工作效率的问题，同时也关系到测序结果可靠性的问题。样品前处理引起的误差是无法通过测序仪来矫正的。因此，不能忽视样品前处理的重要性。由于测序工作流程中产物纯化和测序反应(PCR扩增)是测序前样品处理的关键步骤。产物纯化可通过酶解法纯化亦可通过磁珠法纯化、醇沉淀、超滤或凝胶纯化，对于不同产物纯化需求，需选择不同的纯化方式。对应的就需要准备多种设备工具，并且现有技术中，产物纯化、PCR扩增、加液等样品前处理操作大部分是在开放式实验环境中以手动操作或人工借助多种设备分步骤完成，不仅增加样品污染风险且效率低下无法实现高通量自动化操作，期间人为操作个体差异亦会造成样品前处理结果差异。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够有效避免交叉污染且自动化程度高，可兼顾酶解法纯化、磁珠法纯化两种产物纯化方式的全自动核酸前处理设备。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种全自动核酸前处理设备，包括壳体以及框架，所述框架设有工作台，所述壳体包括外壳以及活动安装于所述外壳的舱门，所述舱门相对于所述外壳打开或闭合使所述全自动核酸前处理设备能够在打开状态以及密封状态之间切换，所述全自动核酸前处理设备还包括防交叉污染模块、酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块以及纯化模块，所述酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块、纯化模块以及磁力升降模块均位于所述壳体内并安装于所述工作台，所述防交叉污染模块安装于所述壳体上并与所述壳体内部连通，所述防交叉污染模块包括过滤器以及紫外线臭氧消毒灯，所述过滤器包括负压模块，所述过滤器通过所述负压模块抽取所述壳体内的气体并对气体进行过滤，所述紫外线臭氧消毒灯对气体进行消毒，降低所述壳体内的气溶胶污染。

进一步的，所述全自动核酸前处理设备还包括废弃物收集模块，所述废弃物收集模块包括收集口、收集箱以及敲击组件，所述收集口安装于所述工作台，所述收集箱安装于所述框架并与所述收集口连通，所述敲击组件包括敲击驱动件以及敲击锤，所述敲击锤与所述敲击驱动件传动连接，所述敲击驱动件驱动所述敲击锤敲击所述收集箱，避免废弃物堆积卡住。

进一步的，所述收集箱底部呈阶梯形。

进一步的，所述收集箱包括内胆以及金属壳，所述内胆由塑料制成，所述内胆位于所述金属壳内部，所述敲击锤敲击所述内胆。

进一步的，所述全自动核酸前处理设备还包括磁力升降模块，所述磁力升降模块包括磁力升降驱动件以及磁力板，所述磁力板与所述磁力升降驱动件传动连接，所述纯化模块包括磁棒主体，所述全自动核酸前处理设备还设有纯化工位，所述磁力板位于所述纯化工位下方，所述磁棒主体沿竖直方向移动伸至所述纯化工位的深孔板中，所述磁力板吸附所述深孔板中的磁珠。

进一步的，所述纯化模块还包括磁套主体，所述磁套主体套设于所述磁棒主体，所述磁棒主体末端从所述磁套主体伸出。

进一步的，所述磁棒主体的数量为多个，所述纯化模块还包括磁棒安装板、磁棒驱动组件、磁套安装板以及磁套驱动组件，多个所述磁棒主体固定安装于所述磁棒安装板，多个所述磁套主体固定安装于所述磁套安装板，所述磁棒驱动组件驱动所述磁棒安装板沿竖直方向移动，所述磁套驱动组件驱动所述磁套安装板沿竖直方向移动。

进一步的，所述纯化模块还包括第一纯化驱动组件以及竖板，所述竖板滑动安装于所述第一纯化驱动组件，所述第一纯化驱动组件驱动所述竖板沿第一方向移动，所述磁棒驱动组件以及所述磁套驱动组件安装于所述竖板。

进一步的，所述全自动核酸前处理设备还包括防溅溢模块，所述防溅溢模块的数量为两个，两所述防溅溢模块分别位于所述工作台两侧，所述酶解模块、所述扩增模块、所述保存模块以及所述耗材存储模块分别位于两所述防溅溢模块之间，所述防溅溢模块包括网格状收集条以及位于所述收集条下方的溢溅收集盒。

进一步的，所述保存模块包括试剂位底座、产物收集座、卡座、第二散热器以及第二风扇，所述试剂位底座以及所述产物收集座通过所述卡座安装于所述第二散热器，所述第二风扇安装于所述第二散热器底部，所述试剂位底座设有常温试剂孔以及冷藏试剂孔。

相比现有技术，本发明全自动核酸前处理设备的外壳以及活动安装于外壳的舱门，舱门相对于外壳打开或闭合是全自动核酸前处理设备能够在打开状态以及密封状态之间切换，全自动核酸前处理设备还包括防交叉污染模块、酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块以及纯化模块，酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块、纯化模块以及磁力升降模块均位于壳体内并安装于工作台，防交叉污染模块安装于壳体上并与壳体内部连通，防交叉污染模块包括过滤器以及紫外线臭氧消毒灯，过滤器包括负压模块，过滤器通过负压模块抽取壳体内的气体并对气体进行过滤，紫外线臭氧消毒灯对气体进行消毒，降低壳体内的气溶胶污染，通过上述设计，防交叉污染模块能够有效避免交叉污染，移液模块能在酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块以及纯化模块之间移动自动化程度高，并且兼顾酶解法纯化、磁珠法纯化两种产物纯化方式。

附图说明

图1为本发明全自动核酸前处理设备的主视图；

图2为图1的全自动核酸前处理设备的局部结构立体图；

图3为图2的全自动核酸前处理设备的内部结构立体图；

图4为图3的全自动核酸前处理设备的收集箱的立体图；

图5为图3的全自动核酸前处理设备的敲击组件的立体图；

图6为图3的全自动核酸前处理设备的扩增模块的立体图；

图7为图3的全自动核酸前处理设备的保存模块的立体图；

图8为图3的全自动核酸前处理设备的移液模块的立体图；

图9为图3的全自动核酸前处理设备的纯化模块的立体图；

图10为图9的纯化模块的局部结构立体图；

图11为图3的全自动核酸前处理设备的磁珠固定结构的立体图。

图中：10、壳体；11、外壳；12、舱门；13、支撑脚；20、框架；21、工作台；30、防交叉污染模块；40、废弃物收集模块；41、收集口；42、收集箱；43、敲击组件；430、安装板；431、敲击驱动件；432、敲击锤；50、电气柜；51、交互控制单元；60、酶解模块；70、扩增模块；71、样本管底座；72、制冷片；73、第一散热器；74、第一风扇；80、保存模块；81、试剂位底座；810、常温试剂孔；811、冷藏试剂孔；82、产物收集座；83、卡座；84、第二散热器；85、第二风扇；90、耗材存储模块；100、移液模块；110、第一移液驱动组件；111、第一移液驱动件；112、第一移液滑轨；113、第一移液滑块；120、第二移液驱动组件；121、第二移液驱动件；122、第二移液滑轨；123、第二移液滑块；130、移液升降组件；131、移液升降驱动件；132、移液固定板；140、移液枪；200、纯化模块；210、第一纯化驱动组件；211、第一纯化固定块；212、第一纯化滑轨；213、第一纯化驱动件；214、第一纯化滑块；220、竖板；230、磁套结构；231、磁套驱动组件；2311、磁套驱动件；2312、磁套传动件；232、磁套组件；2321、磁套安装板；2322、磁套主体；240、磁棒结构；241、磁棒驱动组件；2410、磁棒驱动件；2411、磁棒传动件；2412、磁棒安装架；242、磁棒组件；2421、磁棒安装板；2422、磁棒主体；300、磁力升降模块；301、磁力升降驱动件；302、磁力滑轨；303、磁力安装板；3031、磁力板；400、防溅溢模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，本发明全自动核酸前处理设备包括壳体10、框架20、防交叉污染模块30、废弃物收集模块40、电气柜50、酶解模块60、扩增模块70、保存模块80、耗材存储模块90、移液模块100、纯化模块200、磁力升降模块300以及防溅溢模块400。

壳体10包括外壳11、舱门12以及多个支撑脚13。

舱门12上活动安装于外壳11，舱门12相对于外壳11打开或闭合使全自动核酸前处理设备能够在打开状态以及密封状态之间切换。具体的，舱门12可以是但不限于向上翻转的开启方式亦可以是左右翻开的开启方式。舱门12上带有透明亚克力观察窗，观察窗可以是但不限于透明棕色，透明白色，透明蓝色颜色，使实验运行过程中可在舱门12关闭情况下观察到实验运行情况。支撑脚13安装于外壳11底部，支撑脚13支撑框架20、防交叉污染模块30、废弃物收集模块40、电气柜50、酶解模块60、扩增模块70、保存模块80、耗材存储模块90、移液模块100、纯化模块200、磁力升降模块300以及防溅溢模块400，保证设备运行过程中设备稳定。具体的，在本实施例中，支撑脚13为吸盘脚杯。支撑脚13可以是4个或多个。外壳11使全自动核酸前处理设备内部形成密闭空间，实验空间内的气溶胶污染不会溢出。

框架20安装于外壳11内部。框架20由多根型材或多根支撑钣金件组装而成框架结构，用于固定安装防交叉污染模块30、废弃物收集模块40、电气柜50、酶解模块60、扩增模块70、保存模块80、耗材存储模块90、移液模块100、纯化模块200、磁力升降模块300以及防溅溢模块400。框架20顶面设有工作台21，工作台21为平面。框架20采用框架式结构，减少设备的整体重量，同时扩大设备内部安装空间。

防交叉污染模块30设于外壳11上层方形结构中，包括一个或多个HEPA过滤器、紫外线臭氧消毒灯以及日光灯。在进行实验时，关闭舱门12，使整个实验处于一个相对封闭的空间当中，开启防交叉污染模块30，通过高效过滤器的负压动力排风过滤作用，有效降低实验空间内的气溶胶污染。

请继续参阅图4以及图5，废弃物收集模块40包括收集口41、收集箱42以及敲击组件43。

收集口41安装于工作台21上，收集箱42安装于框架20上，位于收集口41正下方。收集口41可以采用尼龙、不锈钢、铝材等耐腐蚀材料，形状可以但不限于圆柱形、方形。本实施例中采用的是方形尼龙材质的收集口41，通过不锈钢螺丝固定在工作台21，工作台21上按照收集口41尺寸设有一个废弃物收集入口，实验过程中产生的废弃物通过收集口41统一归集到医疗废弃收集箱42中，收集箱42可在舱门12关闭情况下独立取出丢弃废弃物，避免反复开启舱门12引起的污染。

收集箱42由内外两层结构组成，包括金属壳以及位于金属壳内的内胆。内胆由塑料制成，塑料方形内胆可保护金属壳不被废弃物中的试剂腐蚀，并且收集箱42底部设计为阶梯状，扩大了整个收集箱42的容量。作为进一步的技术方案，收集箱42后方设计一个敲击组件43，敲击组件43包括安装板430、敲击驱动件431以及敲击锤432。敲击驱动件431通过安装板430固定于框架20内部，敲击锤432安装于敲击驱动件431的输出端并滑动安装于安装板430。在实验过程中敲击锤432在敲击驱动件431驱动下，敲击锤432沿安装板430前后移动，自动敲击医疗废弃物收集箱42的塑料方形内胆，避免医疗废弃物收集箱42中的吸头堆积。

电气柜50包括交互控制单元51、控制单元、通信单元、供电单元。交互控制单元51可以是外接电脑或中控一体机电脑，用于试验方案写入、设备信息读取收集，从而实现人机交互、信息统计采集控制。控制单元可以是运动控制器或控制卡，通信单元可以是CAN设备用于信息收发，供电单元由开关电源及外接电源构成。其中电气控制模块可以通过交互控制单元51写入实验方法，采集实验运动数据；通信单元将交互控制单元51发布的动作信息传递至控制单元，控制模块再逐一发布动作指令给各个功能模块实现各个实验动作运作。所以技术人员可以通过交互控制单元51直接控制纯化模块200的产物纯化操作，也可以控制移液模块100在耗材模块、废弃物收集模块40、保存模块80、扩增模块70各个功能模块上移动、取液、弃耗材动作。从而实现一代测序前处理的产物纯化、PCR扩增、测序产物纯化、自动配液等动作的自动化操作，提高自动化程度，降低人为操作误差，显著提高工作效率。更进一步的，电气控制模块通过有序合理布线，分别安装在一个或多个钣金电气柜50中，可有效降低电器件在工作时产生的电磁干扰。

酶解模块60用于放置已预装好PCR产物的PCR八联管，进行酶解反应。

请继续参阅图6，扩增模块70用于PCR扩增反应，扩增模块70包括样本管底座71、制冷片72、第一散热器73以及第一风扇74。样本管底座71可根据不同通量需求设计不同的反应孔位N，本实施例中N＝24。更进一步的，样本管底座71可兼容但不限于200uL 8联PCR管、100uL 8联PCR管、200uL PCR管、100uL PCR管。制冷片72为半导体加热制冷片，半导体加热制冷片尺寸大于或等于样本管底座71尺寸，以便于在半导体加热制冷片对样本管底座71进行加热时，加热更加均匀，同时防止边缘温差效应，使PCR反应过程中的温度相同。更进一步的，扩增模块70采用油封保护方式，无需压盖操作，一方面降低PCR扩增反应过程中液体挥发减少气溶胶污染，降低实验操作难度提高实验稳定性。

请继续参阅图7，保存模块80包括试剂位底座81、产物收集座82、卡座83、第二散热器84、第二风扇85。试剂位底座81以及产物收集座82通过卡座83安装于第二散热器84，第二风扇85安装于第二散热器84下方。试剂位底座81设有常温试剂孔810、冷藏试剂孔811，冷藏试剂孔811下方设有制冷片。具体的，常温试剂孔810可根据不同的实验需求设定不同试剂瓶位，可用于但不限于0.5mL、1mL、1.5mL、8mL、10mL、15mL、30mL等不同规格的试剂瓶；产物收集座82可根据不同的实验需求设定PCR产物收集管的数量位N，本实施例中N＝24，更进一步的，产物收集座82可兼容但不限于200uL 8联PCR管、100uL 8联PCR管、200uL离心管、100uL离心管。更进一步的，试剂无需低温要求的，可放置于常温试剂孔810。

耗材存储模块90为移液模块100对应吸头耗材的放置位，可以有多种实现方式，例如，可以由一个或者多个吸头框架组成，由多根耐腐蚀材料拼接成方形的框架，技术人员可直接将市售吸头连同吸头隔板直接放置在框架内。耐受材料管材可以是但不限于尼龙材质、不锈钢材质、铝材材质，该材质的形状可以为圆柱形或者方片形或多边形；或者直接在工作平台201上下挖方形凹槽，尺寸与市售吸头盒一致，该凹槽即为耗材模块，技术人员可直接将整盒吸头放置在凹槽处，无需人工手动装枪头繁琐操作，降低劳动强度节约时间成本，并兼容多种品牌吸头。

本实施例中采取的是第一种，具体的，由多根不锈钢方片拼接成方形框架并用不锈钢螺丝固定于工作台21上，作为耗材模块用于各类吸头的存储位置，满足实验过程中加液、移液动作耗材需求。

请继续参阅图8，移液模块100用于仪器加液、移液动作，移液模块100包括立柱、第一移液驱动组件110、第二移液驱动组件120、移液升降组件130以及移液枪140。第一移液驱动组件110安装于立柱上，位于纯化模块200上方。第二移液驱动组件120安装于第一移液驱动组件110，移液升降组件130安装于第二移液驱动组件120，移液枪140安装于移液升降组件130。第一移液驱动组件110驱动第二移液驱动组件120、移液升降组件130以及移液枪140在第一方向移动，第二移液驱动组件120驱动移液升降组件130以及移液枪140在垂直于第一方向的第二方向移动。移液升降组件130驱动移液枪140在垂直于第一方向以及第二方向的竖直方向移动。

具体的，第一移液驱动组件110包括第一移液驱动件111、第一移液滑轨112以及第一移液滑块113。第一移液驱动件111安装于第一移液滑轨112，第一移液滑块113滑动安装于第一移液滑轨112，第一移液滑块113与第一移液驱动件111传动连接，第一移液驱动件111驱动第一移液滑块113沿第一移液滑轨112沿第一方向移动。

第二移液驱动组件120包括第二移液驱动件121、第二移液滑轨122以及第二移液滑块123。第二移液滑轨122安装于第一移液滑块113，第二移液驱动件121安装于第二移液滑轨122，第二移液驱动件121与第二移液滑块123传动连接，第二移液驱动件121驱动第二移液滑块123沿第二移液滑轨122移动。

移液升降组件130包括移液升降驱动件131以及移液固定板132，移液升降驱动件131固定于移液固定板132，第二移液滑块123滑动安装于第二移液滑轨122，移液枪140滑动安装于移液固定板132，移液枪140与移液升降驱动件131传动连接，移液升降驱动件131驱动移液枪140相对移液固定板132上下移动，完成吸液、加液、取枪头、弃枪头的动作。

移液枪140在第一移液驱动组件110以及第二移液驱动组件120范围内移动，实现实验过程中不同试剂位的吸液、加液动作，在耗材位取枪头和废弃物收集模块40上方的弃枪头动作。

请继续参阅图9以及图10，纯化模块200包括第一纯化驱动组件210、竖板220、磁套结构230以及磁棒结构240。第一纯化驱动组件210位于第一移液驱动组件110下方，第一纯化驱动组件210驱动磁套结构230以及磁棒结构240在第一方向移动。具体的，第一纯化驱动组件210包括第一纯化固定块211、第一纯化滑轨212、第一纯化驱动件213以及第一纯化滑块214，第一纯化滑轨212通过第一纯化固定块211固定于工作台21，第一纯化驱动件213安装于第一纯化滑轨212端部，第一纯化滑块214滑动安装于第一纯化滑轨212并且第一纯化滑块214与第一纯化驱动件213传动连接，第一纯化驱动件213驱动第一纯化滑块214沿第一纯化滑轨212移动。

竖板220固定于第一纯化滑块214上。

磁套结构230包括磁套驱动组件231以及磁套组件232，磁套驱动组件231安装于竖板220并驱动磁套组件232在竖直方向移动。具体的，磁套驱动组件231包括磁套驱动件2311、磁套传动件2312，磁套驱动件2311为电机并固定于竖板220。磁套传动件2312为皮带，套设于磁套驱动件2311的输出轮上。磁套组件232包括磁套安装板2321以及多个磁套主体2322，多个磁套主体2322固定安装于磁套安装板2321。磁套安装板2321固定或夹持于磁套传动件2312，磁套传动件2312通过磁套安装板2321带动多个磁套主体2322在竖直方向移动。磁套主体2322具体为保护管，保护磁棒运行过程碰撞时不会轻易折断。

磁棒结构240包括磁棒驱动组件241以及磁棒组件242。磁棒驱动组件241安装于竖板220，磁棒驱动组件241驱动磁棒组件242在竖直方向移动。磁棒驱动组件241包括磁棒驱动件2410、磁棒传动件2411以及磁棒安装架2412。磁棒安装架2412固定于竖板220，磁棒驱动件2410安装于磁棒安装架2412，磁棒传动件2411与磁棒驱动件2410的输出端传动连接。具体的，磁棒传动件2411为丝杆，磁棒组件242包括磁棒安装板2421以及多个磁棒主体2422，多个磁棒主体2422固定于磁棒安装板2421，磁棒安装板2421与磁棒传动件2411螺纹连接，磁棒传动件2411转动带动磁棒安装板2421上下移动。磁棒主体2422上下运动，实现实验过程中的磁吸动作和弃磁动作。

磁棒主体2422可以是但不限于圆柱形、方形等形状的强力永久磁铁，磁套主体2322包覆在磁棒主体2422外层，保护磁棒主体2422运行过程碰撞时不会轻易折断，磁棒主体2422嵌入磁套主体2322内，底部裸露出强磁面为纯化过程中提供磁性吸附功能。

磁棒主体2422数量N可根据实验通量设定，磁棒主体2422数量N与样品数量相对应；磁棒主体2422通过不锈钢螺丝独立互不干扰的固定在磁棒安装板2421上，便于后续设备维护更换磁棒操作。本实施例中，磁棒主体2422数量N＝24，单次可实现24份样品纯化操作。

磁棒驱动组件241以及磁套驱动组件231实现实验过程中的磁棒主体2422和磁棒套同步运动、分离运动，更进一步的，磁棒套支架907和磁套主体2322分别由不同的驱动电机控制，实现实验过程中的磁棒主体2422和磁套主体2322独立运动，从而实现实验过程中的磁吸动作和弃磁动作、磁套主体2322振荡动作。

请继续参阅图11，磁力升降模块300包括磁力升降驱动件301、磁力滑轨302以及磁力安装板303。磁力升降驱动件301通过磁力滑轨302固定于框架20，磁力安装板303滑动安装于磁力滑轨302，磁力升降驱动件301与磁力安装板303传动连接，磁力安装板303设有磁力板3031。仪器在运行纯化步骤：结合、清洗过程时，磁力板3031位于深孔板正下方1cm以上的距离，不会对深孔板内的磁珠有磁性干扰。在完成洗脱振荡动作后，磁力板3031与磁力升降驱动件301联动运动，在底部磁力升降驱动件301驱动下，上抬至深孔板洗脱位下方，与深孔板圆弧形底部紧密贴合，将洗脱孔位中磁珠以环状形式固定在深孔板侧边，一方面可以有效避免转移洗脱液时吸附到磁珠情况，另一方面通过固定洗脱液中的磁珠减少磁棒转移引起的洗脱液损耗。

防溅溢模块400用于收集工作台21上溢溅的试剂，避免其他功能组件被溢溅的试剂腐蚀、损坏。防溅溢模块400包括网格状收集条以及溢溅收集盒，防溅溢模块400可以但不限于安装在工作台21的左右两侧、前后两侧，防溅溢模块400安装数量不少于1个；本实施例中在工作平台左右两侧分别安装了1个防溅溢模块400，用于收集溢溅试剂。

全自动核酸前处理设备用于一代测序样品前处理时，包括如下步骤：

步骤01：在酶解模块60上放置已预装好PCR产物的PCR八联管；在纯化工位放置空白96孔板；在耗材存储模块90放置不同规格的吸头；在扩增模块70放置已预装好测序PCRMix的PCR八联管；在试剂位底座81上分别放置好酶解试剂、测序产物纯化试剂、石蜡油试剂；在产物收集座82上放置空的PCR 8联管；在磁套主体2322上插上磁棒主体2422。以上试剂可选用预分装试剂盒，或客户自己手动或其他手段加入以上多种试剂，或采用仪器加液功能进行在线加液。

步骤02：完成以上耗材、试剂、样品准备工作后，关闭舱门12，通过启动交互控制单元51控制启动全自动核酸前处理***。

步骤03：完成以上准备过程后，下面进入酶解法核酸产物纯化过程。

步骤04：酶解模块60开启温控加热功能，温度加热至指定酶解反应温度。

步骤05：第一移液驱动件111驱动第一移液滑块113沿第一移液滑轨112沿第一方向移动，第二移液驱动件121驱动第二移液滑块123沿第二移液滑轨122移动，移液升降驱动件131驱动移液枪140上下移动进行取枪头、弃枪头、吸液、弃液动作。后续不再特意说明移液模块100动作。移液枪140移动至取耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤06：移液枪140移动至保存模块80上方，下降吸取试剂。

步骤07：移液枪140移动至酶解模块60上方，下降加液。

步骤08：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤09：按照实验流程和样品数量要求，进行加液动作重复。

步骤10：酶解反应温度持续保持，进行酶解反应直至结束。

酶解反应结束。下面进入测序PCR体系构建。

步骤11：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤12：移液枪140移动至酶解模块60上方，下降取酶解产物。

步骤13：移液枪140移动至扩增模块70上方，下降加入酶解产物。

步骤14：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤15：按照实验流程和样品数量要求，进行酶解产物移液动作重复。

下面进入运行循环测序反应

步骤16：扩增模块70按照主控模块102预设反应温度、时间进行升温降温，进行循环测序反应直至结束。

下面进入测序产物纯化。

步骤17：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤18：移液枪140移动至扩增模块70上方，下降取测序产物。

步骤19：移液枪140移动至纯化工位上方，下降在纯化深孔板内加入测序产物。

步骤20：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤21：按照实验流程和样品数量要求，进行测序产物转移动作重复。

步骤22：磁棒组件242在磁棒驱动组件241驱动下，复位后移动到纯化工位的1号板位1，5，9列位上方。

步骤23：磁棒组件242在磁棒驱动组件241驱动下，沿竖板220向上移动与磁套主体2322分离，磁套主体2322和磁套安装板2321在磁套驱动件2311驱动下，跟随磁套传动件2312上下移动，在1号板位1，5，9行位上下振荡，使磁珠充分混合均匀。

步骤24：磁棒组件242在磁棒驱动组件241驱动下，沿竖板220向下移动与磁套主体2322合并后同步进入纯化试剂板中进行磁珠吸附操作。

步骤25：磁棒组件242和磁套主体2322共同作用将磁珠由1号板位1，5，9列转移至1号板位2，6，10列内，磁棒组件242上升与磁套主体2322分离，磁套主体2322进入1号板位2，5，10列上下振荡时磁珠充分分散于纯化试剂板中，磁珠在该位置与测序产物中的核酸片段充分结合。

步骤26：磁棒组件242和磁套主体2322共同作用将磁珠由1号板位2，6，10列转移至1号板位3，7，11列内，磁棒组件242上升与磁套主体2322分离，磁套主体2322进入1号板位3，7，11列上下振荡时磁珠充分分散于纯化试剂板中，复合了核酸的磁珠在该位置进行核酸洗涤，去除杂质。

步骤27：磁棒组件242下降与磁套主体2322结合联动运动，将磁珠从孔位中吸附收集，磁珠在磁棒组件242和磁套主体2322作用下，脱离液面，静止悬挂于纯化试剂板上方若干分钟，该步骤为除醇步骤。

步骤28：除醇结束后，磁珠转移至4，8，12列，磁棒组件242上升，磁套主体2322上下振荡进行核酸洗脱操作。

步骤29：洗脱结束后，磁珠转移至1，5，9列丢弃，测序产物纯化的核酸片段于4，8，12列。

下面进入样品保存步骤。

步骤30：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤31：移液枪140移动至纯化工位上方，下降取纯化产物。

步骤32：移液枪140移动至样品保存模块80上方，下降在PCR 8联管中加入纯化产物。

步骤33：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤34：按照实验流程和样品数量要求，进行测序产物转移动作重复。

以上完成一代测序样品前处理的操作。

全自动核酸前处理设备用于甲基化测序样品前处理时，包括以下步骤：

步骤01：在酶解模块60上放置已预装好样品的PCR八联管；在纯化工位分别放置一块盐转纯化预装试剂板，一块测序产物纯化试剂板；在耗材存储模块90放置不同规格的吸头；在扩增模块70放置已预装好测序PCR Mix的PCR八联管；在试剂位底座81上分别放置好甲基化盐转试剂、盐转产物纯化试剂、石蜡油试剂；在产物收集座82上放置空的PCR 8联管；在磁套主体2322上插上磁棒主体2422。以上试剂可选用预分装试剂盒，或客户自己手动或其他手段加入以上多种试剂，或采用仪器加液功能进行在线加液。

步骤02：完成以上耗材、试剂、样品准备工作后，关闭舱门12，通过启动交互控制单元51控制启动全自动核酸前处理***。

步骤03：完成以上准备过程后，下面进入核酸甲基化盐转过程。

步骤04：酶解模块60开启温控加热功能，温度加热至指定酶解反应温度。

步骤05：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤06：移液枪140移动至样品试剂保存模块800上方，下降吸取试剂。

步骤07：移液枪140移动至保存模块80上方，下降加液。

步骤08：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤09：按照实验流程和样品数量要求，进行加液动作重复。

步骤10：盐转反应温度持续保持，进行盐转反应直至结束。

盐转反应结束。下面进入盐转产物纯化。

步骤11：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤12：移液枪140移动至酶解模块60上方，下降取酶解产物。

步骤13：移液枪140移动至纯化板位盐转纯化预装试剂板上方，下降加入盐转产物。

步骤14：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤15：按照实验流程和样品数量要求，进行盐转产物移液动作重复。

步骤16：纯化模块200依次进行样品结合、清洗、除醇挥发动作。

步骤17：磁棒结构240中的磁棒组件242始终保持在试剂板上方不提供磁性不进行磁吸动作，磁套安装板2321带动磁套主体2322上下振荡完成洗脱步骤中的振荡动作。

步骤18：底部磁力升降驱动件301控制升降机构带动磁力安装板303上升至试剂板正下方，与试剂板半球型底部贴合，此时洗脱液中的磁珠被固定与底部侧边，试剂板底部尖端无磁珠。

步骤19：磁套安装板2321上升，带动磁套主体2322移出试剂板的洗脱位，完成盐转纯化操作。

下面进入测序反应。

步骤20：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤21：移液枪140移动至纯化工位盐转纯化预装试剂板上方，下降取纯化产物。

步骤22：移液枪140移动至扩增模块70上方，下降加入纯化产物。

步骤23：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤24：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤25：移液枪140移动至保存模块80上方，下降取试剂或石蜡油。

步骤26：移液枪140移动至扩增模块70上方，下降加入试剂或石蜡油。

步骤27：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤28：扩增模块70按照交互控制单元51预设反应温度、时间进行升温降温，进行循环测序反应直至结束。

下面进入测序产物纯化。

步骤29：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤30：移液枪140移动至扩增模块70上方，下降取测序产物。

步骤31：移液枪140移动至纯化工位测序产物纯化预装试剂板上方，下降加入测序产物。

步骤32：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤33：按照实验流程和样品数量要求，进行测序产物转移动作重复。

步骤34：纯化模块200完成纯化动作

下面进入样品保存步骤。

步骤30：移液枪140移动至耗材存储模块90上方，下降取吸头。

步骤31：移液枪140移动至纯化工位上方，下降取纯化产物。

步骤32：移液枪140移动至保存模块80上方，下降在PCR 8联管中加入纯化产物。

步骤33：移液枪140移动至收集口41上方，下降弃吸头。

步骤34：按照实验流程和样品数量要求，进行测序产物转移动作重复。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利中的实施例中的特征可以相互结合。以上仅为本申请的优选实施例的具体描述，但并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。贩子本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动核酸前处理设备，包括壳体以及框架，所述框架设有工作台，其特征在于：所述壳体包括外壳以及活动安装于所述外壳的舱门，所述舱门相对于所述外壳打开或闭合使所述全自动核酸前处理设备能够在打开状态以及密封状态之间切换，所述全自动核酸前处理设备还包括防交叉污染模块、酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块以及纯化模块，所述酶解模块、扩增模块、保存模块、耗材存储模块、移液模块、纯化模块以及磁力升降模块均位于所述壳体内并安装于所述工作台，所述防交叉污染模块安装于所述壳体上并与所述壳体内部连通，所述防交叉污染模块包括过滤器以及紫外线臭氧消毒灯，所述过滤器包括负压模块，所述过滤器通过所述负压模块抽取所述壳体内的气体并对气体进行过滤，所述紫外线臭氧消毒灯对气体进行消毒，降低所述壳体内的气溶胶污染。

2.根据权利要求1所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述全自动核酸前处理设备还包括废弃物收集模块，所述废弃物收集模块包括收集口、收集箱以及敲击组件，所述收集口安装于所述工作台，所述收集箱安装于所述框架并与所述收集口连通，所述敲击组件包括敲击驱动件以及敲击锤，所述敲击锤与所述敲击驱动件传动连接，所述敲击驱动件驱动所述敲击锤敲击所述收集箱，避免废弃物堆积卡住。

3.根据权利要求2所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述收集箱底部呈阶梯形。

4.根据权利要求2所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述收集箱包括内胆以及金属壳，所述内胆由塑料制成，所述内胆位于所述金属壳内部，所述敲击锤敲击所述内胆。

5.根据权利要求1所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述全自动核酸前处理设备还包括磁力升降模块，所述磁力升降模块包括磁力升降驱动件以及磁力板，所述磁力板与所述磁力升降驱动件传动连接，所述纯化模块包括磁棒主体，所述全自动核酸前处理设备还设有纯化工位，所述磁力板位于所述纯化工位下方，所述磁棒主体沿竖直方向移动伸至所述纯化工位的深孔板中，所述磁力板吸附所述深孔板中的磁珠。

6.根据权利要求5所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述纯化模块还包括磁套主体，所述磁套主体套设于所述磁棒主体，所述磁棒主体末端从所述磁套主体伸出。

7.根据权利要求6所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述磁棒主体的数量为多个，所述纯化模块还包括磁棒安装板、磁棒驱动组件、磁套安装板以及磁套驱动组件，多个所述磁棒主体固定安装于所述磁棒安装板，多个所述磁套主体固定安装于所述磁套安装板，所述磁棒驱动组件驱动所述磁棒安装板沿竖直方向移动，所述磁套驱动组件驱动所述磁套安装板沿竖直方向移动。

8.根据权利要求7所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述纯化模块还包括第一纯化驱动组件以及竖板，所述竖板滑动安装于所述第一纯化驱动组件，所述第一纯化驱动组件驱动所述竖板沿第一方向移动，所述磁棒驱动组件以及所述磁套驱动组件安装于所述竖板。

9.根据权利要求1所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述全自动核酸前处理设备还包括防溅溢模块，所述防溅溢模块的数量为两个，两所述防溅溢模块分别位于所述工作台两侧，所述酶解模块、所述扩增模块、所述保存模块以及所述耗材存储模块分别位于两所述防溅溢模块之间，所述防溅溢模块包括网格状收集条以及位于所述收集条下方的溢溅收集盒。

10.根据权利要求1所述的全自动核酸前处理设备，其特征在于：所述保存模块包括试剂位底座、产物收集座、卡座、第二散热器以及第二风扇，所述试剂位底座以及所述产物收集座通过所述卡座安装于所述第二散热器，所述第二风扇安装于所述第二散热器底部，所述试剂位底座设有常温试剂孔以及冷藏试剂孔。