一种核酸提取仪的制作方法

1.本实用新型涉及核酸检测领域，具体涉及一种核酸提取仪。

背景技术：

2.核酸是由许多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物，广泛存在于所有的动植物细胞、微生物体内，属于生命的最基本物质之一。
3.在对核酸进行检测时，通常需要先将核酸从细胞内提取出来。而在核酸提取的过程中，温度的影响是非常大的，温度过高会破坏核酸和核酸提取试剂，温度过低则会导致核酸提取效率过低。
4.目前，对核酸进行提取的过程中通常采用加热片和风扇来调节温度，但由于风扇的结构复杂，导致核酸提取仪整体结构过于复杂，并且风扇的散热效果有限，并不能及时对核酸提取仪进行理想控温。

技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中核酸提取仪整体结构过于复杂、不能及时对核酸提取仪进行理想控温的缺陷，从而提供一种核酸提取仪，用于从样品管中提取预设温度的核酸，包括：
6.温度控制装置，包括帕尔贴片和第一导热板，通过第一导热板将所述帕尔贴片产生的热量传递给样品管；
7.核酸提取机构，用于提取所述样品管中的核酸；
8.其中，所述帕尔贴片位于所述第一导热板的一侧，所述核酸提取机构固定在所述第一导热板的另一侧。
9.优选地，所述第一导热板上设置有温度传感器，用于监测所述样品管的温度。
10.优选地，所述温度控制装置还包括第二导热板，所述第一导热板和第二导热板位于帕尔贴片的相对侧，所述第二导热板用于与所述帕尔贴片进行热量交换。
11.优选地，还包括至少两个隔温板，两个所述隔温板设置在温度控制装置的相对两侧。
12.优选地，所述第一导热板上至少设有一个凹槽，所述凹槽适于放置所述样品管。
13.优选地，还包括紧固装置，用于将样品管固定在第一导热板远离帕尔贴片的一侧。
14.优选地，所述紧固装置包括具有通道的固定板和位于通道至少一侧壁上的紧固件，所述温度控制装置位于所述通道内，所述紧固件用于将样品管固定在第一导热板远离帕尔贴片的一侧。
15.优选地，所述核酸提取机构包括磁棒组件和磁套组件，所述磁棒组件和磁套组件配合，用于提取所述样品管中的核酸；
16.所述磁棒组件包括磁棒安装架和安装在磁棒安装架上的磁棒；
17.所述磁套组件包括磁套安装架，所述磁套安装架用于放置磁套。
18.优选地，还包括支撑板，所述支撑板上设有滑轨、错位分布在滑轨两侧的第一传感器和第二传感器，所述磁棒安装架和磁套安装架可滑动地设置在所述滑轨上；
19.所述磁棒组件还包括设置在磁棒安装架侧的第二感应部，所述磁套组件还包括设置在磁套安装架侧的第一感应部。
20.本实用新型技术方案，具有如下优点：
21.1.本实用新型提供的核酸提取仪，第一导热板将帕尔贴片产生的热量 (冷气或热气)传递给样品管，以对样品管进行升温或降温，进而维持样品管的温度处于预设温度。帕尔贴片由于同时具有制冷和制热的功能，可以精准的控温，即既不会使温度过高导致核酸和核酸试剂损坏，也不会使温度过低导致核酸提取效率过低，可以及时的对样品管进行控温。并且由于不需要安装风扇，使得整个核酸提取仪结构更简单。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型核酸提取仪的结构示意图；
24.图2为图1中温度控制装置的结构示意图；
25.图3为图1中温度控制装置的另一结构示意图；
26.图4为图1中温度控制装置的又一结构示意图；
27.图5为核酸提取机构与支撑板的结构示意图；
28.图6为本实用新型核酸提取仪去掉外壳的结构示意图；
29.图7为磁棒组件与磁套组件配合的结构示意图；
30.图8为磁棒组件与磁套组件分离的结构示意图；
31.图9为本实用新型核酸提取仪的硬件框图；
32.图10为本实用新型核酸提取仪的软件流程图；
33.图11为本实用新型核酸提取仪的控制逻辑流程图。
34.101、第二导热板；102、紧固组件；1021、紧固件安装座；1022、紧固件；103、帕尔贴片；104、第一导热板；1041、凹槽；105、固定板；106、隔热板；107、温度传感器；201、支撑板；2011、滑轨；2012、第一传感器；2013、第一感应部；2014、第二感应部；2015、第二传感器；202、连接件；203、磁棒安装架；2031、磁棒；204、磁套安装架；301、第一底板； 302、脚垫；303、后支架；3031、限位座；304、电机支架；305、第二底板；401、外壳。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.目前核酸的提取通常通过磁珠的转移来实现，在此过程中，操作系统可以控制提取的流程和温度，提取的一般性过程如下:
40.1)裂解：在样品中加入裂解液，通过机械运动及加热实现反应液的混匀及充分反应，细胞裂解，释放核酸。
41.2)吸附：在样品裂解液中加入磁珠，充分混匀，利用磁珠在高盐低ph 值下对核酸具有很强亲和力的特点吸附核酸，在外加磁场的作用下，磁珠与溶液分离，磁珠连同核酸进入下一个操作工位。
42.3)洗涤：磁珠、核酸、洗涤液在新的样品管中充分混匀，对核酸进行洗涤，去除杂质。
43.4)洗脱：撤去外加磁场，在缓冲液中洗脱，充分混匀，核酸与磁珠分离得到纯化的核酸。
44.在核酸的提取过程中，温度是一个很关键的外部因素。温度过高会破坏核酸和核酸试剂，温度过低则会影响核酸提取的效率。
45.实施例1
46.本实施例提供了一种核酸提取仪，可用于从样品管(也可以是深孔板) 中提取预设温度的核酸，其中预设温度可以是一段温度范围，也可以是一个具体温度值，在本实施例中，预设温度优选一段温度范围。
47.如图1-图4所示，核酸提取仪包括温度控制装置和核酸提取机构，温度控制装置包括帕尔贴片103和第一导热板104，帕尔贴片103位于第一导热板104的一侧，核酸提取机构固定在第一导热板104的另一侧。由于帕尔贴片103具有双向性，同一侧既可制热也可制冷，即帕尔贴片103靠近第一导热板104的一侧制热时，帕尔贴片103远离第一导热板104的一侧制冷；帕尔贴片103靠近第一导热板104的一侧制冷时，帕尔贴片103远离第一导热板104的一侧制热。
48.在实际使用时，装有待提取核酸样本的样品管(未示出)固定在第一导热板104远离帕尔贴片103的一侧上，帕尔贴片103靠近第一导热板104 的一侧制冷或制热时，第一导热板104将帕尔贴片103产生的热量(包括热气和热气)传递给样品管，促使样品管降温或者升温。核酸提取机构对样品管中的样本进行核酸提取，帕尔贴片103用于对样品管进行精准的控温，使核酸提取机构在对样本进行核酸提取时，样品管中的温度能够维持在预设温度。
49.在上述实施例中，第一导热板104将帕尔贴片103产生的热量(冷气或热气)传递给样品管，以对样品管进行升温或降温，进而维持样品管的温度处于预设温度。帕尔贴片103由于同时具有制冷和制热的功能，可以精准的控温，即既不会使温度过高导致核酸和核酸试剂损坏，也不会使温度过低导致核酸提取效率过低，可以及时的对样品管进行控温。并且由于不需要安装风扇，使得整个核酸提取仪结构更简单。
50.为及时监测到样品管中的温度，如图4所示，第一导热板104上设置有温度传感器107，温度传感器107可用于检测样品管的温度，以避免样品管出现温度过低/过高的情况。在一些实施例中，也可以在核酸提取机构上设置温度传感器，例如红外线温度传感器。
51.帕尔贴片103工作时，远离第一导热板104的一侧散冷/散热的速度越快，靠近第一导热板104的一侧制热/制冷的速度也越快，即帕尔贴片103 远离第一导热板104的一侧散冷/散热效率越高，靠近第一导热板104的一侧制热/制冷的效率也越高。因此，如图2-图4所示，温度控制装置还包括第二导热板101，第一导热板104和第二导热板101位于帕尔贴片103的相对侧。第二导热板101可以为大面积金属板，例如铝板、铁板或铜板等。
52.在帕尔贴片103靠近第二导热板101的一侧产生冷气或热气时，第二导热板101与帕尔贴片103进行热量交换，将帕尔贴片103产生的冷气或热气快速传递出去，以便提高帕尔贴片103靠近第二导热板11一侧的散冷 /散热效率，进而提高帕尔贴片103靠近第一导热板104一侧的制热/制冷效果，最终对样品管进行高效、理想的控温。
53.为防止帕尔贴片103产生的热气/冷气流失，可在帕尔贴片103周围设置隔温材料。在本实施例中，如图2-图5所示，至少包括两个隔温板106，隔温板106可以采用电木材料、聚丙烯等。两个隔温板106设置在温度控制装置的相对两侧，以包围住温度控制装置。在一些实施例中，隔温板106 可以为八个、十个等，可在温度控制装置的相对两侧分别设置有等同数量的隔温板106。
54.如图2-图4所示，第一导热板104上具有一排凹槽1041，凹槽1041 的数量可以为一个、两个、五个或七个等。凹槽1041可用于放置样品管，凹槽1041可增大第一导热板104与样品管的接触面积，在第一导热板104 将帕尔贴片103靠近第一导热板104一侧产生的热量传递给样品管时，凹槽1041可增大第一导热板104的传递效率，快速制冷或制热样品管，使样本和核酸试剂能够更好地被加热或制冷。
55.紧固装置可用于将样品管固定在第一导热板104远离帕尔贴片103的一侧，可避免核酸提取仪在工作过程中会因电机等运行而出现的晃动。
56.在本实施例中，如图2所示，紧固装置包括具有通道的固定板105和位于通道至少一侧壁上的紧固组件102，紧固组件102包括紧固件安装座 1021和固定在紧固件安装座1021上的紧固件1022，紧固件安装座1021固定在通道的侧壁上，紧固件1022可以呈拱形、梯形等。温度控制装置位于通道内，位于凹槽1041上的样品管在两相对侧的紧固件1022的夹持下固定。在一些实施例中，紧固装置还可以为双面胶、夹子等。
57.如图5-图8所示，核酸提取机构包括磁棒组件和磁套组件，磁棒组件和磁套组件相互配合可用于提取样品管中的核酸。支撑板201上设置有滑轨2011，滑轨2011两侧错位分布有第一传感器2012和第二传感器2015，第二传感器2015位于第一传感器2012上方。磁棒组件包括磁棒安装架203 和安装在磁棒安装架203上的磁棒2031，磁套组件包括磁套安装架204，磁套安装架204上可放置磁套(未示出)。磁棒组件位于磁套组件上方，使用时磁棒2031
穿设在磁套内，避免样本污染。
58.磁棒安装架203上设置有磁棒阵列，磁套安装架204上可放置磁套阵列，磁棒阵列与磁套阵列配合用于提取样品管中的核酸，可同时对多个样品管进行核酸提取。例如，在本实施例中，磁棒安装架203上固定有16根磁棒，磁套安装架204上可放置16根磁套，磁棒和磁套一一对应配合。
59.磁棒安装架203和磁套安装架204可滑动地设置在滑轨2011上，并且在磁棒安装架203侧设置有第二感应部2014，磁套安装架204侧设置有第一感应部2013。在本实施例中，第一传感器2012和第二传感器2015可以为光电传感器，光电传感器通过光电传感器支架固定在支撑板201上，第一感应部2013和第二感应部2014可以为金属片。在一些实施例中，第一传感器2012和第二传感器2015还可以为距离传感器。
60.当磁棒安装架203通过滑轨2011滑动到第二传感器2015处时，第二传感器2015感应到第二感应部201；当磁套安装架204通过滑轨2011滑动到第一传感器2012处时，第一传感器2012感应到第一感应部2013。
61.如图1和图6所示，还包括具有通孔的第二底板305，紧固装置位于第二底板305的通孔内，支撑板201固定在第二底板305上，第二底板305 上还固定有后支架303，后支架303和核酸提取机构位于支撑板201的相对侧。后支架303上设置有电机支架304和限位座3031，电机支架304设置在后支架303上板的边缘，限位座3031固定在上板上，限位座3031上表面向内凹陷形成一段限位槽。
62.电机支架304上可固定电机，其中电机可以为步进电机、伺服电机或直线电机等。支撑板201靠近后支架303的一侧具有连接件，连接件可与电机的驱动端连接，从而在电机的驱动下在限位槽内来回移动。
63.如图1和图6所示，核酸提取机构上还可以罩有一个外壳401，防止核酸在提取过程中产生污染和核酸提取机构异常运动。第二底板305固定在第一底板301上，第一底板301与第二底板305相反的设置有垫脚302，垫脚302作为缓冲装置，使核酸提取仪在运行中防滑、防抖。
64.如图9所示，电源501为核酸提取仪提供电能，主控板502作为核酸提取仪的控制板，负责控制运动控制模块504、显示器503和温度控制模块 506。显示器503用于数据显示/用户交互，即显示器503可用于显示核酸提取仪的运动步骤、当时运行时间、剩余时间、加热区域的温度等信息，也可作为用户交互的输入端。显示器503可选液晶触摸屏、数码管、12864 屏幕、按键等。
65.温度控制模块506可对帕尔贴片103和温度传感器107进行控制，帕尔贴片103作为发热元件对样品管进行制热/制冷，温度传感器107对样品管的温度进行检测，当温度传感器107检测到样品管的温度低于预设温度时，温度控制模块506控制帕尔贴片103(靠近第一导热板104的一侧)制热；当温度传感器107检测到样品管的温度高于预设温度时，温度控制模块506控制帕尔贴片103(靠近第一导热板104的一侧)制冷。
66.运动控制模块504对电机505和光电传感器507进行控制，运动控制模块504可以为单片机、fpga等。磁棒运动电机5051用于控制磁棒运动，以实现核酸提取中的裂解、吸附、洗涤、洗脱等关键操作，磁套运动电机 5052用于控制磁套的运动，磁套用于隔离磁棒和样本，防止样本污染；移动电机5053用于带动磁棒运动电机5051、磁套运动电机5052在不同工位
之间运动。
67.在光电传感器(例如图8中第一传感器2012和第二传感器2015)检测到磁棒、磁套运动到一定位置时，运动控制模块504控制磁棒运动电机5051、磁套运动电机5052停止运动，从而对磁棒、磁套进行限位防止工作异常。
68.如图10所示，在利用核酸提取仪进行核酸提取时，可通过软件控制核酸提取仪，按照以下步骤进行操作：
69.执行步骤s701，接通电源，以对核酸提取仪进行通电。
70.执行步骤s702，如果软件不能正常进入，则执行步骤s703，在显示器上进行屏幕报错err，以提醒操作人员及时修理；如果软件能正常进入，则核酸提取仪可正常运行，进而执行步骤s704。
71.核酸提取仪正常运行后，步骤s704为用户提供三种子程序选择：执行步骤s705、执行步骤s706和执行步骤s707。步骤s705、步骤s706和步骤 s707分别对应不同试剂的提取时间和温度，即执行步骤s705后可执行步骤 s7051来自定义流程/时间，执行步骤s706后可执行步骤s7061来设置固定流程/时间，执行步骤s707后可执行步骤s7071来设置固定流程/时间。当设置的时间到达后，执行步骤s708来结束流程，并可执行步骤s709用声音提醒用户核酸提取结束，也在显示器上显示结束提醒，同时可进行初始化，最后执行步骤s710，系统准备初始化。
72.如图11所示，核酸提取仪的工作流程如下：
73.执行步骤s801，接通电源核酸提取仪开机，软件正常启动。
74.执行步骤s802，系统等待接收用户发出的控制指令，即用户发出运行指令、温度信号和流程信号给系统。
75.执行步骤s804，具体包括：执行步骤s8041检测样品管的温度；执行步骤s8042，将检测到的样品管温度与用户设定温度作比较，根据比较结果执行步骤s8043，从而控制功率输出。此时当对样品管采集的温度低于用户设定的温度时，控制帕尔贴片对提取区域进行加热，当检测到的温度达到用户设定的温度时，停止对提取区域的加热，以此来实现闭环控制；当对样品管采集的温度高于用户设定的温度时，控制帕尔贴片对提取区域进行制冷。并且，采集到的温度可传递至显示器，显示器执行步骤s806，将温度数值显示在显示器上。
76.执行步骤s803，运动部分是核酸提取仪的电机控制模块，具体包括：当执行完步骤s801后，执行步骤s8031进行开机自动初始化，使各个运动组件(磁套组件和磁棒组件等)进入初始位置。接收到用户发送的用户指令后，执行步骤s805，可通过光电传感器检测到的信号来判断各个运动组件的位置，当各个运动组件的位置到达指定位置时，执行步骤s8051，对各个运动组件执行运动——停止或运动。并可将当前的运动状态、运动步骤等信息发送至显示器，显示器执行步骤s806，将运动状态、运动步骤等信息显示在显示器上。
77.核酸提取仪运行后，温度传感器107采集的温度低于用户设定的温度时，帕尔贴片103会工作，对第一导热板104进行加热，对第二导热板101 进行制冷。第二导热板101散冷的速度越快，对第一导热板104的制热效率越高，因此第二导热板101使用大面积金属板作为散温材料。当温度传感器107采集的温度高于用户设定的温度时，帕尔贴片103反向工作，对第一导热板104进行制冷，第二导热板101使用大面积金属板作为散温材料以实现样品管快速降温，使样品管的温度不会超调过多。这样往复闭环动作，从而实现温度的精准控制。
78.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种核酸提取仪，用于从样品管中提取预设温度的核酸，其特征在于，包括：温度控制装置，包括帕尔贴片(103)和第一导热板(104)，通过第一导热板(104)将所述帕尔贴片(103)产生的热量传递给样品管；核酸提取机构，用于提取所述样品管中的核酸；其中，所述帕尔贴片(103)位于所述第一导热板(104)的一侧，所述核酸提取机构固定在所述第一导热板(104)的另一侧。2.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，所述第一导热板(104)上设置有温度传感器(107)，用于监测所述样品管的温度。3.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，所述温度控制装置还包括第二导热板(101)，所述第一导热板(104)和第二导热板(101)位于帕尔贴片(103)的相对侧，所述第二导热板(101)用于与所述帕尔贴片(103)进行热量交换。4.如权利要求3所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括至少两个隔温板(106)，两个所述隔温板(106)设置在温度控制装置的相对两侧。5.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，所述第一导热板(104)上至少设有一个凹槽(1041)，所述凹槽(1041)适于放置所述样品管。6.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括紧固装置，用于将样品管固定在第一导热板(104)远离帕尔贴片(103)的一侧。7.如权利要求6所述的核酸提取仪，其特征在于，所述紧固装置包括具有通道的固定板(105)和位于通道至少一侧壁上的紧固件(1022)，所述温度控制装置位于所述通道内，所述紧固件(1022)用于将样品管固定在第一导热板(104)远离帕尔贴片(103)的一侧。8.如权利要求1-7任一所述的核酸提取仪，其特征在于，所述核酸提取机构包括磁棒组件和磁套组件，所述磁棒组件和磁套组件配合，用于提取所述样品管中的核酸；所述磁棒组件包括磁棒安装架(203)和安装在磁棒安装架(203)上的磁棒(2031)；所述磁套组件包括磁套安装架(204)，所述磁套安装架(204)用于放置磁套。9.如权利要求8所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括支撑板(201)，所述支撑板(201)上设有滑轨(2011)、错位分布在滑轨(2011)两侧的第一传感器(2012)和第二传感器(2015)，所述磁棒安装架和磁套安装架可滑动地设置在所述滑轨(2011)上；所述磁棒组件还包括设置在磁棒安装架(203)侧的第二感应部(2014)，所述磁套组件还包括设置在磁套安装架(204)侧的第一感应部(2013)。

技术总结

本实用新型涉及核酸检测领域，具体涉及一种核酸提取仪，包括：温度控制装置，包括帕尔贴片和第一导热板，通过第一导热板将所述帕尔贴片产生的热量传递给样品管；核酸提取机构，用于提取所述样品管中的核酸；其中，所述帕尔贴片位于所述第一导热板的一侧，所述核酸提取机构固定在所述第一导热板的另一侧。帕尔贴片由于同时具有制冷和制热的功能，可以精准的控温，即既不会使温度过高导致核酸和核酸试剂损坏，也不会使温度过低导致核酸提取效率过低，可以及时的对样品管进行控温。并且由于不需要安装风扇，使得整个核酸提取仪结构更简单。使得整个核酸提取仪结构更简单。使得整个核酸提取仪结构更简单。