用于磁珠法提取生物活性物質(zhì)的儀器和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高效的磁珠法提取生物活性物質(zhì)的自動(dòng)化儀器，其包括：外殼，工作臺(tái)，磁針和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)，套管和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)和振動(dòng)機(jī)構(gòu)，支架，沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生振動(dòng)使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行上下振動(dòng)，其中，磁針能夠豎直插入和脫離套管，套管能夠豎直插入和脫離樣品處理區(qū)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括杠桿臂，可動(dòng)支點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置使得振動(dòng)的振幅大小不論如何變化，其振幅的最低點(diǎn)不變。本發(fā)明還提供了使用所述儀器提取和純化生物活性物質(zhì)特別是核酸的方法。本發(fā)明的儀器可以任意調(diào)整振動(dòng)頻率和振幅，并大幅度提高振動(dòng)頻率的調(diào)整范圍，具有低噪音，高壽命的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】用于磁珠法提取生物活性物質(zhì)的儀器和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物儀器裝置領(lǐng)域。具體的，本發(fā)明提供了一種提取生物活性物質(zhì)的自動(dòng)化儀器，以及使用所述儀器提取生物活性物質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代臨床疾病診斷、輸血安全、法醫(yī)學(xué)鑒定、環(huán)境微生物檢測(cè)、食品安全檢測(cè)、分子生物學(xué)研究等多種領(lǐng)域提取生物活性物質(zhì)，例如細(xì)胞，以及蛋白質(zhì)、核酸等生物活性物質(zhì)具有重要作用。其中，核酸由許多核苷酸聚合成的生物活性物質(zhì)化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一。核酸廣泛存在于所有動(dòng)物、植物細(xì)胞、微生物內(nèi)、生物體內(nèi)。據(jù)化學(xué)組成不同,核酸可分為核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA和脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA。DNA是儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，RNA在蛋白質(zhì)合成過程中起著重要作用。生物技術(shù)的發(fā)展日新月異，隨著PCR技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括醫(yī)學(xué)方面疾病檢測(cè)、農(nóng)業(yè)方面轉(zhuǎn)基因檢測(cè)以及其他很多方面的應(yīng)用等，需要高通量的樣本生物活性物質(zhì)提取和全自動(dòng)生物活性物質(zhì)提取的方法和儀器。
[0003]利用磁珠法提取生物活性物質(zhì)特別是活性大分子是近年發(fā)展起來的技術(shù)。磁珠法是利用能夠特異性識(shí)別細(xì)胞、蛋白質(zhì)或核酸的磁珠，該磁珠能與核酸分子特異性地結(jié)合，然后在磁場(chǎng)的作用下，從血液、動(dòng)物組織、食品、病原微生物等樣本中的活性大分子分離出來。例如，對(duì)核酸的磁珠法提取可以依據(jù)與硅膠膜離心柱相同的原理，運(yùn)用納米技術(shù)對(duì)超順磁性納米顆粒的表面進(jìn)行修飾，制備成超順磁性氧化硅納米磁珠。該磁珠能與核酸分子特異性地識(shí)別。利用氧化娃納米微球的超順磁性，在Chaotropic鹽(鹽酸胍、異硫氰酸胍等)和外加磁場(chǎng)的作用下，能從樣本中將DNA和RNA分離出來。
[0004]磁珠法自動(dòng)提取儀又分為磁棒法和抽吸法。抽吸法是通過自動(dòng)移液裝置來進(jìn)行。以磁珠法核酸提取儀為例，可通`過自動(dòng)移液裝置來加入裂解液、磁珠吸附；抽走溶液，加入漂洗液，磁珠吸附，抽走漂洗液，加入洗脫緩沖液。由于抽吸法存在去除廢液的時(shí)候不抽走磁珠，移液器不能靠磁珠太近，以防磁珠連同廢液被抽掉的問題，影響洗脫效率和純度。
[0005]磁棒法提取是近年發(fā)展起來的技術(shù)，其原理是將帶磁性的分離設(shè)備浸入液體，通過磁場(chǎng)作用使混合物中能被磁性吸引的顆粒集中在分離設(shè)備表面。其中一種方式中，帶磁性的分離設(shè)備是一個(gè)套管，通過插入磁棒令套管產(chǎn)生磁性，吸引混合物中能被磁性吸引的顆粒吸附到套管表面，當(dāng)把磁棒抽離時(shí)，套管失去磁性，被磁性吸引的顆粒脫離套管。磁棒法核酸提取儀的通量通常有8、16、32、96通道，相對(duì)于抽吸法，磁棒法的優(yōu)點(diǎn)是每一步的液體不殘留，因?yàn)榇虐糁粠ё叽胖椋D(zhuǎn)移到下一個(gè)步驟相應(yīng)的反應(yīng)孔中。磁棒法儀器中帶動(dòng)磁棒的機(jī)構(gòu)能帶動(dòng)磁棒在套管中上下移動(dòng)，有助于提取過程的裂解和漂洗和純化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種高效的利用磁棒法提取生物活性物質(zhì)的自動(dòng)化儀器，可應(yīng)用在臨床疾病診斷、輸血安全、法醫(yī)學(xué)鑒定、環(huán)境微生物檢測(cè)、食品安全檢測(cè)、分子生物學(xué)研究等多種領(lǐng)域，用于提取和純化生物活性物質(zhì)，例如細(xì)胞、蛋白和核酸。
[0007]具體的，本發(fā)明提供了一種用于提取生物活性物質(zhì)的儀器，包括:
[0008]外殼，
[0009]工作臺(tái)，其上具有樣品處理區(qū)，
[0010]磁針7和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6，磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括磁針支架和磁針升降機(jī)構(gòu)，磁針可拆卸地固定在磁針支架上，其中，通過磁針上升機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)，使得磁針能夠豎直插入和脫
離套管，
[0011]套管4和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括套管支架和套管升降機(jī)構(gòu)，套管可拆卸地固定在套管支架上，其中，通過套管升降機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)，使得套管能夠豎直插入和脫離樣品處理區(qū)，另外，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠上下振動(dòng)；
[0012]用于支撐所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的支架13，
[0013]用于使所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)14 ；
[0014]和
[0015]振動(dòng)機(jī)構(gòu)19，所 述振動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生和輸出振動(dòng)，使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)16進(jìn)行上下振動(dòng)。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括杠桿臂，可動(dòng)支點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有輪盤和軸心，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圍繞軸心旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輪盤的外緣可推動(dòng)杠桿臂圍繞可動(dòng)支點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)。
[0017]在其中一個(gè)方面，本發(fā)明的儀器的特征在于，所述杠桿臂，可動(dòng)支點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置使得產(chǎn)生的振動(dòng)的振幅大小不論如何變化，其輸出給套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)的振幅的最低點(diǎn)不變。由此，無論振動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生和輸出的振動(dòng)的振幅如何變化，也即無論其傳導(dǎo)給套管支架的振幅如何變化，本發(fā)明的儀器的管套的振幅的最低點(diǎn)不變。
[0018]本發(fā)明儀器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有特定型線輪廓的輪盤和軸心，該轉(zhuǎn)動(dòng)部件圍繞軸心旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輪盤的外緣可推動(dòng)杠桿臂圍繞可動(dòng)支點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生和輸出振動(dòng)。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其轉(zhuǎn)動(dòng)部件的軸心不在中心，即為偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為偏心輪等。
[0019]在本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(特別是偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu))的輪廓外緣上形成到其軸心的最短距離的點(diǎn)稱為最近輪廓點(diǎn)。在本發(fā)明中，振動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)是指振動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圍繞軸心旋轉(zhuǎn)，其輪盤的外緣推動(dòng)杠桿臂圍繞杠桿支點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。在本發(fā)明中，當(dāng)振動(dòng)機(jī)構(gòu)中所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最近輪廓點(diǎn)對(duì)杠桿臂產(chǎn)生推動(dòng)作用(通常為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最近輪廓點(diǎn)與杠桿臂接觸)時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)中杠桿臂圍繞杠桿支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)可供杠桿臂圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿支點(diǎn)的位置稱為最低振幅支點(diǎn)位置。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式，本發(fā)明的儀器中，振動(dòng)機(jī)構(gòu)的杠桿臂，可動(dòng)支點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置為，在工作狀態(tài)下，可動(dòng)支點(diǎn)的位置的變化限定在最低振幅支點(diǎn)位置。由此，可以使得無論振動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)杠桿臂的位移如何變化，也無論可動(dòng)支點(diǎn)在杠桿臂上的位置如何調(diào)整，也即無論振動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生和輸出的振動(dòng)的振幅如何變化，其輸出的振動(dòng)的振幅的最低點(diǎn)都不變，從而使無論振動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出給套管支架的振幅如何變化，其振幅的最低點(diǎn)不變，也即使得本發(fā)明的儀器的管套的振幅的最低點(diǎn)不變。在本發(fā)明的儀器中，振動(dòng)機(jī)構(gòu)可通過杠桿臂上一個(gè)固定的點(diǎn)輸出振幅，這個(gè)點(diǎn)通常是在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與杠桿臂接觸點(diǎn)的支點(diǎn)的另一側(cè)。無論振動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出給套管支架的振幅如何變化，在該固定點(diǎn)的振幅的最低點(diǎn)不變，也即使得本發(fā)明的儀器的管套的振幅的最低點(diǎn)不變。
[0020]本發(fā)明中使用的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有軸心(即旋轉(zhuǎn)點(diǎn))和特定型線輪廓的輪盤，其軸心不在中心。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用圓形作為輪廓，即為偏心輪。采用圓形輪具有制造方便，工藝簡(jiǎn)單，輸出振動(dòng)的振幅易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。另外，具有非中心軸心的凸輪也可以作為本發(fā)明的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0021]具有中心軸心但能夠產(chǎn)生振動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可用于本發(fā)明，例如外輪廓為橢圓的凸輪。
[0022]在本發(fā)明中，可動(dòng)支點(diǎn)與杠桿臂的接觸方式可以是支點(diǎn)與杠桿臂的下緣接觸或是嵌入設(shè)置在杠桿臂上的凹槽或中空槽等。
[0023]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，可動(dòng)支點(diǎn)為多個(gè)可獨(dú)立與杠桿臂分離或接觸的支點(diǎn)，根據(jù)需要分別與杠桿臂發(fā)生接觸形成單一支點(diǎn)，由此可以產(chǎn)生具有特定振幅的振動(dòng)。例如，可以在杠桿臂下方或側(cè)面設(shè)置多個(gè)可以抬升或水平移動(dòng)的支點(diǎn)塊或支點(diǎn)軸，每個(gè)支點(diǎn)塊或支點(diǎn)軸可抬升與杠桿臂下緣接觸，或是移動(dòng)嵌入杠桿臂下緣或凹槽，分別獨(dú)立形成支點(diǎn)。
[0024]在本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中，可動(dòng)支點(diǎn)設(shè)置為可以沿杠桿臂的下緣或設(shè)置在杠桿臂上的凹槽或中空槽移動(dòng)的移動(dòng)支點(diǎn)，由此可以產(chǎn)生具有連續(xù)可變的振幅的振動(dòng)。例如，可動(dòng)支點(diǎn)是安裝在移動(dòng)座上的支點(diǎn)軸，支點(diǎn)軸與杠桿臂的下緣接觸，或是插入杠桿臂上的凹槽或中空槽，在移動(dòng)座的驅(qū)動(dòng)下沿杠桿臂移動(dòng)形成支點(diǎn)。
[0025]杠桿臂優(yōu)選設(shè)置為直線型的杠桿臂。所述杠桿臂可具有與其上表面平行的凹槽或中空槽，可以用于供支點(diǎn)接觸。移動(dòng)支點(diǎn)可沿杠桿臂的邊緣(下緣)或設(shè)于杠桿臂上的凹槽或中空槽移動(dòng)，其移動(dòng)方向即為杠桿臂的軸向方向。這種情況下，振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置為偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸心到輪廓外緣的最小距離與所述軸心到杠桿臂的距離相等。當(dāng)偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為偏心輪時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置為偏心輪的最小半徑(即軸心到輪緣的最小距離)與其軸心到杠桿臂的距離相等。在這種情況下，偏心輪最小半徑的徑向方向與杠桿移動(dòng)支點(diǎn)的移動(dòng)方向(即杠桿臂的軸向)垂直。
[0026]杠桿臂也可為折線型或者是曲線型的杠桿臂。
[0027]在本發(fā)明的其中又一個(gè)方面，移動(dòng)支點(diǎn)包括移動(dòng)支架23，移動(dòng)支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24和移動(dòng)支點(diǎn)軸26，杠桿臂具有與其上表面平行的中空槽，移動(dòng)支點(diǎn)軸穿過中空槽，在移動(dòng)支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下在中空槽內(nèi)移動(dòng)，形成杠桿的移動(dòng)支點(diǎn)。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)輸出部件為振動(dòng)輪。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，所述杠桿臂具有振動(dòng)輪25，所述振動(dòng)輪可與移動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸，傳導(dǎo)振動(dòng)。所述振動(dòng)輪和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別位于移動(dòng)支點(diǎn)的兩側(cè)。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中，其中磁針支架包括磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8,磁針可拆卸地固定在磁針固定機(jī)構(gòu)上。所述磁針上升機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在磁針支架端塊下方的磁針推動(dòng)端塊17，磁針推動(dòng)端塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)磁針支架端塊向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)磁針支架向上運(yùn)動(dòng)。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中，其中套管支架包括套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5，套管可拆卸地固定在套管固定機(jī)構(gòu)上。所述套管升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在套管支架端塊35下方的套管升降端塊36，套管升降端塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)套管支架端塊向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)套管支架向上運(yùn)動(dòng)，升降端塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管支架端塊根據(jù)重力作用與套管升降端塊同步向下運(yùn)動(dòng)。
[0031]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中，其中所述套管支架與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19接觸，振動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)使得套管支架發(fā)生上下振動(dòng)。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，其中套管支架的套管支架端塊與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19的振動(dòng)輪25接觸，傳導(dǎo)振動(dòng)。
[0032]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器具有用于支撐所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架13。支架可支撐本發(fā)明儀器的磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其在儀器內(nèi)保持垂直和懸掛狀態(tài)。支架可包括支柱和支架頂板。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器的所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)構(gòu)支架13上方。例如，振動(dòng)機(jī)構(gòu)可設(shè)置在支架頂板上方，通過螺釘或焊接的方式與支架頂板固定連接。由此，當(dāng)磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)5在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)19做同步移動(dòng)。通過將振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)構(gòu)支架13的上方，本發(fā)明的儀器具有結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、低噪音，高壽命，制備成本降低的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器具有使前述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)14，即使磁針和套管在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)14。
[0035]定位機(jī)構(gòu)14包括X軸定位機(jī)構(gòu)和Y軸定位機(jī)構(gòu)。
[0036]在本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述X軸定位機(jī)構(gòu)包括X軸支架和X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0037]在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，其中所述X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53包括X軸移動(dòng)電機(jī)531、直線導(dǎo)軌532、絲桿533以及與支架13連接的螺母?jìng)鲃?dòng)件534。其中直線導(dǎo)軌532可設(shè)置在X軸支架52的頂部。支架13的支`架頂板41與直線導(dǎo)軌532滑動(dòng)配合連接。螺母?jìng)鲃?dòng)件534與機(jī)構(gòu)支架13進(jìn)行固定。
[0038]在本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述Y軸定位機(jī)構(gòu)包括Y軸支架和Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)58。
[0039]在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，其中所述Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53包括Y軸移動(dòng)電機(jī)581、Y軸移動(dòng)滑軌582、傳動(dòng)帶583，上皮帶滑輪584和下皮帶滑輪，用于與支架13連接的連接滑塊59，以及與連接滑塊59固定連接的傳動(dòng)帶固定件586。其中，滑軌582與連接滑塊59滑動(dòng)配合連接。傳動(dòng)帶583嚙合在上皮帶滑輪584和下皮帶滑輪的齒輪上。
[0040]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中，工作臺(tái)可以是固定的，也可以水平移動(dòng)。其中工作臺(tái)上的樣品處理區(qū)可以包括工作區(qū)、樣品槽或樣品孔，或其組合。在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述樣品處理區(qū)具有加熱孔，其下方配置加熱器。
[0041]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中所述磁針為永磁體材料。
[0042]在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述本發(fā)明的儀器中所述套管為非磁性材料。
[0043]上述本發(fā)明的儀器可以用于提取生物活性物質(zhì)，例如細(xì)胞、蛋白質(zhì)或核酸。
[0044]上述本發(fā)明的儀器可以為用于提取和純化核酸的儀器。
[0045]本發(fā)明還提供了一種使用上述儀器提取和純化生物活性物質(zhì)的方法?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0046]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0047]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第一方向立體圖；
[0048]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第二方向立體圖；
[0049]圖3-1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖；
[0050]圖3-2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖；
[0051]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖。
[0052]附圖標(biāo)記
[0053]3套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0054]4 套管
[0055]5套管固定機(jī)構(gòu)
[0056]6磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0057]7 磁針
[0058]8磁針固定機(jī)構(gòu)
`[0059]9磁針支架端塊
[0060]11 電機(jī)一
[0061]12 電機(jī)二
[0062]13 支架
[0063]14定位機(jī)構(gòu)
[0064]17磁針推動(dòng)端塊
[0065]19振動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0066]20偏心輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)
[0067]21偏心輪
[0068]22杠桿臂
[0069]23移動(dòng)支架
[0070]24移動(dòng)支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0071]241振動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)支架電機(jī)
[0072]242振動(dòng)機(jī)構(gòu)直線導(dǎo)軌
[0073]243振動(dòng)機(jī)構(gòu)絲桿
[0074]25振動(dòng)輪
[0075]26移動(dòng)支點(diǎn)軸
[0076]27 連桿一
[0077]28 連桿二
[0078]31 絲桿一
[0079]32 絲桿二
[0080]35套管支架端塊
[0081]351套管支架端塊凸出部
[0082]352套管支架端塊底塊部[0083]36套管升降端塊
[0084]41支架頂板
[0085]42 支柱
[0086]421前固定塊
[0087]422后固定塊
[0088]4221長方體固定塊
[0089]4222長方體固定塊
[0090]4223支柱側(cè)壁
[0091]43 穿孔
[0092]52X軸支架
[0093]53X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0094]531X軸移動(dòng)電機(jī)
[0095]532X軸移動(dòng)直線導(dǎo)軌
[0096]533X軸移動(dòng)絲桿
[0097]534螺母?jìng)鲃?dòng)件
[0098]54 滾輪
[0099]56Y軸左支架
[0100]561 支撐板一
[0101]57Y軸右支架
[0102]571 支撐板二
[0103]572 滑道
[0104]58Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0105]581Y軸移動(dòng)電機(jī)
[0106]582Y軸移動(dòng)滑軌
[0107]583傳動(dòng)帶
[0108]584上皮帶滑輪
[0109]586傳動(dòng)帶固定件
[0110]59連接滑塊
【具體實(shí)施方式】
[0111]為了更好地理解和闡釋本發(fā)明，下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0112]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的內(nèi)部的第一方向立體圖。圖2是上述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的第二方向立體圖。
[0113]本發(fā)明的儀器可用于提取和純化核酸。該儀器具有外殼(未在附圖示出)，工作臺(tái)(未在附圖示出)，磁針7和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6，套管4和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3，用于支撐所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架13，用于使所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)14，以及用于產(chǎn)生振動(dòng)，使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行上下振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)19。[0114]外殼(未在附圖示出)可包括頂板、側(cè)板和底板。外殼可將儀器內(nèi)部與大氣間隔開，以免樣品污染和零件損壞。外殼面板通常為金屬材料制成。外殼可具有可打開和關(guān)閉的樣品窗，用于放入和取出樣品。外殼可具有用透明材料制成的觀察窗。樣品窗和觀察窗可以為同一部件。另外外殼可具有與外部設(shè)備連接的外部設(shè)備接口，顯示操作界面的顯示屏，各種操控開關(guān)、按鍵或按鈕等。外殼還可在其內(nèi)側(cè)設(shè)置框架或橫梁，用于支持或支撐設(shè)置在儀器內(nèi)部的各種機(jī)構(gòu)。
[0115]套管4是具有封閉底部和中空管腔的管。套管可具有例如細(xì)長的圓柱形形狀。套管的材料通常是非磁性的，例如各種塑料。其材料和厚度的選擇和設(shè)計(jì)為不削弱磁場(chǎng)或僅稍微影響磁場(chǎng)，但需要保證在插入磁針時(shí)能在套管外產(chǎn)生能夠吸引磁珠或帶磁珠的生物樣品的磁場(chǎng)。
[0116]磁針7能夠豎直插入和脫離套管。磁針的底端(即插入套管的一端)具有磁性。當(dāng)磁針插入和接觸或接近套管底部時(shí)，可在套管外產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)套管對(duì)套管外溶液中的磁珠或帶磁珠的生物樣品的吸附和脫離。在本實(shí)施例中，磁針的底部具有永磁體，由此帶有磁性。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中,磁針可通過電磁作用產(chǎn)生磁性(電磁體)。
[0117]所述用于提取生物活性物質(zhì)的儀器具有工作臺(tái)(未在附圖示出)。工作臺(tái)設(shè)置在套管和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下方。工作臺(tái)上具有樣品處理區(qū)。樣品處理區(qū)可以包括工作區(qū)、樣品槽、樣品孔，或其組合。樣品處理區(qū)用于設(shè)置可處理樣品的樣品槽或樣品孔，或是用于放置裝載樣品的器皿，如單個(gè)或單排的離心管、24孔板或96孔板等標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)板，也可以擺放需要的非標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)板。套管可根據(jù)需要和程序設(shè)計(jì)在工作臺(tái)上方水平移動(dòng)到指定位置，并在套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下上下移動(dòng)，插入或離開工作臺(tái)的樣品處理區(qū)上用于處理樣品的樣品槽或樣品孔，或是用于放置裝載樣品的器皿。在另一個(gè)方面，工作臺(tái)可以是移動(dòng)的，根據(jù)需要和程序設(shè)計(jì)水平移動(dòng)到套管位置下方，套管在套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下上下移動(dòng)，插入或離開工作臺(tái)的樣品處理區(qū)上用于處理樣品的樣品槽或樣品孔，或是用于放置裝載樣品的器皿。例如，工作臺(tái)可由設(shè)置于 其下方的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，可以在水平方向移動(dòng)。
[0118]如圖所示的實(shí)施例中，本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器具有磁針7和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6。磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制磁針的上下移動(dòng)，從而豎直插入和脫離其下方的套管。
[0119]磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6包括用于固定磁針的磁針支架和用于使磁針支架上升或下降的磁針上升機(jī)構(gòu)。
[0120]如圖所示的實(shí)施例中，磁針支架包括磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8。磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8固定連接，同步移動(dòng)。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8可通過連桿固定連接。在圖示本發(fā)明的儀器中，采用了兩根連桿一 27。所述兩根連桿一的兩端分別與磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8通過例如螺紋或焊接方式固定連接。
[0121]磁針可拆卸地固定在磁針固定機(jī)構(gòu)8上。磁針固定機(jī)構(gòu)可固定的磁針的數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整，通常每組為1-12根磁針，常見的為4根、6根或12根磁針。在另一個(gè)實(shí)施例，磁針固定機(jī)構(gòu)可固定磁針組，每個(gè)磁針組具有多排磁針，例如對(duì)應(yīng)培養(yǎng)板的24個(gè)磁針(排列形式為4X 6)，96個(gè)磁針(排列形式為8 X 12)等。在本實(shí)施例中，磁針的底部具有永磁體，由此帶有磁性。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，磁針也可通過電磁作用產(chǎn)生磁性。
[0122]如圖所示的實(shí)施例中，磁針上升機(jī)構(gòu)包括磁針推動(dòng)端塊17，電機(jī)二 12，絲杠二 32和與磁針推動(dòng)端塊17配合連接的螺母?jìng)鲃?dòng)副，電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)磁針推動(dòng)端塊17向上或向下運(yùn)動(dòng)。磁針推動(dòng)端塊17設(shè)置在磁針支架端塊9下方。磁針推動(dòng)端塊17可與磁針支架端塊9接觸。當(dāng)電機(jī)二通過絲杠二和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)磁針推動(dòng)端塊17向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁針推動(dòng)端塊17與磁針支架端塊9接觸，并推動(dòng)磁針支架端塊9向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)磁針固定機(jī)構(gòu)8和固定其上的磁針向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)磁針推動(dòng)端塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁針支架端塊根據(jù)重力作用與磁針推動(dòng)端塊同步向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)磁針固定機(jī)構(gòu)8和固定其上的磁針向下運(yùn)動(dòng)。
[0123]在本發(fā)明的一個(gè)方面，磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8分別設(shè)置在磁針推動(dòng)端塊17的上方和下方。磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8通過連桿一 27固定連接，同步移動(dòng)。
[0124]所述用于提取生物活性物質(zhì)的儀器還具有套管4和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制套管的上下移動(dòng)，從而豎直插入和脫離其下方的工作臺(tái)上用于處理樣品的樣品槽或樣品孔，或是用于放置裝載樣品的器皿。
[0125]套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于固定套管的套管支架和用于使套管支架上升或下降的套管升降機(jī)構(gòu)。
[0126]如圖2所示的實(shí)施例中，本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的套管支架包括套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5。套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5固定連接，同步移動(dòng)。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5可通過連桿二固定連接。在圖示本發(fā)明的儀器中，采用了兩根連桿二 28，其兩端分別與套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5通過例如螺紋或焊接方式固定連接。
`[0127]套管固定機(jī)構(gòu)可固定的套管的數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整。套管的數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整，通常每組為1-12根套管。常見的為4根、6根或12根套管。在另一個(gè)實(shí)施例,套管固定機(jī)構(gòu)可固定套管組，每個(gè)套管組具有多排套管，例如對(duì)應(yīng)培養(yǎng)板的24個(gè)套管(排列形式為4X6), 96個(gè)套管(排列形式為8X12)等。
[0128]如圖所示的實(shí)施例中，套管升降機(jī)構(gòu)包括套管升降端塊36，電機(jī)一 11，絲杠一 31和與套管升降端塊36配合連接的螺母?jìng)鲃?dòng)副。電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)套管升降端塊向上或向下運(yùn)動(dòng)。套管升降端塊36設(shè)置在套管支架端塊35下方。套管升降端塊36可與套管支架端塊35的接觸。當(dāng)電機(jī)一通過絲杠一和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)套管升降端塊36向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管升降端塊36可與套管支架端塊35接觸，并推動(dòng)套管支架端塊35向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套管固定機(jī)構(gòu)5和固定其上的套管向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)一通過絲杠一和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)套管升降端塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管支架端塊根據(jù)重力作用與套管升降端塊同步向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套管固定機(jī)構(gòu)和固定其上的套管向下運(yùn)動(dòng)。
[0129]在本發(fā)明中，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3還可與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19接觸，由此振動(dòng)機(jī)構(gòu)19輸出的振動(dòng)可使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行上下振動(dòng)，由此帶動(dòng)套管固定機(jī)構(gòu)5和固定其上的套管進(jìn)行上下振動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)可通過其套管支架與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19接觸，例如可通過所述套管支架端塊35與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19的振動(dòng)輸出部件接觸。在圖示優(yōu)選實(shí)施例中，套管支架端塊35為品字形，其凸出部351可與振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)輸出部件，即振動(dòng)輪25接觸(可參看圖3-2和圖4)。當(dāng)振動(dòng)輪發(fā)生振動(dòng)時(shí)，推動(dòng)套管支架端塊并由此帶動(dòng)套管進(jìn)行上下振動(dòng)。品字形套管支架端塊的底塊部352可與套管升降端塊36接觸，在如前所述的套管升降端塊36驅(qū)動(dòng)下發(fā)生上下移動(dòng)。
[0130]圖3-1和圖3-2為所述用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的側(cè)面剖視示意圖。從圖可以看出，套管升降端塊36與套管支架端塊35是可分離的，由此實(shí)現(xiàn)套管的振動(dòng)與上下移動(dòng)可獨(dú)立地由不同機(jī)構(gòu)操控。
[0131]套管升降端塊36設(shè)置于套管支架端塊35下方。當(dāng)電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)套管升降端塊36向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)套管支架端塊35向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套管固定機(jī)構(gòu)5和固定其上的套管向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)套管升降端塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管支架端塊根據(jù)重力作用與套管升降端塊同步向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套管固定機(jī)構(gòu)5和固定其上的套管向下運(yùn)動(dòng)。
[0132]在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器中，套管升降端塊設(shè)置在套管支架端塊下方，其上表面的長度和寬度與套管支架端塊的底塊部352的下表面相同，可以對(duì)套管升降端塊起支撐和推動(dòng)作用。
[0133]在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器中，套管支架端塊35為品字形，其凸出部351可與振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)輸出零件，即振動(dòng)輪25接觸，傳導(dǎo)振動(dòng)。
[0134]另外，從圖可以看出，磁針推動(dòng)端塊17與磁針支架端塊9是可分離的。當(dāng)電機(jī)通過絲杠和螺母?jìng)鲃?dòng)副帶動(dòng)推動(dòng)端塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí),通過磁針支架端塊推動(dòng)磁針支架向上運(yùn)動(dòng)。這樣可以使磁針 向上移動(dòng)從而脫離套管。磁針支架的向下運(yùn)動(dòng)是根據(jù)重力作用。本發(fā)明的儀器的磁針推動(dòng)端塊與磁針支架是可分離的。這種設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)磁針端頭與套管底部的充分密切接觸，簡(jiǎn)化了對(duì)電控部分的要求，防止磁針沖擊套管底部的現(xiàn)象發(fā)生。
[0135]圖3-1示出所述儀器在套管處于一種非振動(dòng)工作時(shí)的狀態(tài)。套管升降端塊36可向上移動(dòng)至與套管支架端塊35接觸，并推動(dòng)套管支架端塊35向上移動(dòng)，與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19不發(fā)生接觸，具體的，此時(shí)套管支架端塊35的凸出部351不與振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)輸出部件，即振動(dòng)輪25發(fā)生接觸。
[0136]此時(shí)，當(dāng)需要磁針7插入套管4在套管底部產(chǎn)生磁性以吸附套管外部的磁珠或帶磁珠的生物樣品時(shí)，則磁針推動(dòng)端塊17向下移動(dòng)，磁針支架端塊9在重力作用下也向下移動(dòng)，由此磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和固定其上的磁針7向下移動(dòng)，插入套管，到達(dá)預(yù)定的最接近套管4的底部的位置。預(yù)定的磁針底端到達(dá)最接近套管底部的位置可由磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的設(shè)置來限定，例如設(shè)置為磁針固定機(jī)構(gòu)的底部與套管固定機(jī)構(gòu)的頂部接觸，或磁針固定機(jī)構(gòu)的底部與套管固定機(jī)構(gòu)的頂部上設(shè)置的凸件接觸，所述凸件可用緩沖材料制備。
[0137]反之，當(dāng)需要磁針7離開套管4以消除套管底部產(chǎn)生的磁性，從而釋放套管外部的磁珠或帶磁珠的生物樣品時(shí)，則磁針推動(dòng)端塊17向上移動(dòng),推動(dòng)磁針支架端塊9向上移動(dòng)，由此磁針支架和固定其上的磁針向上移動(dòng)，離開套管。
[0138]圖3-2示出套管可進(jìn)行振動(dòng)時(shí)的工作狀態(tài)。
[0139]當(dāng)需要套管通過振動(dòng)從而洗脫套管外吸附的磁珠或帶磁珠的生物樣品時(shí)，磁針支架端塊推動(dòng)磁針支架向上運(yùn)動(dòng)，磁針上升離開套管。然后，套管支架可在振動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下發(fā)生振動(dòng)。
[0140]其中，套管升降端塊36向下移動(dòng)至套管支架端塊35與振動(dòng)機(jī)構(gòu)19接觸，具體的，是套管支架端塊35的凸出部351與振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)輸出部件，即振動(dòng)輪25接觸。套管升降端塊36繼續(xù)向下移動(dòng)，由此，套管升降端塊36與套管支架端塊35發(fā)生分離。當(dāng)振動(dòng)輪25發(fā)生振動(dòng)時(shí)，推動(dòng)套管支架端塊35并由此帶動(dòng)套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)3和套管4進(jìn)行上下振動(dòng)。
[0141]本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器具有用于支撐所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架13。支架可支撐本發(fā)明儀器的磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其在儀器內(nèi)保持垂直和懸掛狀態(tài)。支架可包括支柱和支架頂板。在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器中，支架13包括支架頂板41和支柱42。在該優(yōu)選實(shí)施例的儀器中，支柱42包括四個(gè)長方體固定塊，其頂部分別與支架頂板41通過例如螺釘或焊接的方式固定連接。四個(gè)長方體固定塊可以是一個(gè)鑄件，或是兩兩為一個(gè)鑄件，也可是單獨(dú)的零件，彼此之間通過連接部件或焊接方式進(jìn)行固定。例如，如圖1和圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的儀器中具有前固定塊421和后固定塊422，其中后固定塊422包括兩個(gè)長方體固定塊4221和4222，以及兩個(gè)長方體固定塊之間的支柱側(cè)壁4223。另一側(cè)的固定塊421也具有同樣的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，在四個(gè)長方體固定塊的底部也具有連接部件，互相固定。
[0142]如圖所示，支架頂板41和支柱42具有穿孔，包括如圖中所示的支架頂板的穿孔43和位于其下方的支柱42的支架穿孔。所述穿孔可供連接磁針支架端塊9和磁針固定機(jī)構(gòu)8的連桿一 27和連接套管支架端塊35和套管固定機(jī)構(gòu)5的連桿二 28穿過。另外，如圖所示，磁針推動(dòng)端塊17和套管升降端塊36的兩側(cè)也具有穿孔。如圖1所示，兩條連桿一 27可移動(dòng)地穿過所述磁針支架端塊9、磁針推動(dòng)端塊17,支架頂板41以及支柱42的穿孔。由此，支架13對(duì)磁針支架端塊9和磁針推動(dòng)端塊17起限位和固定作用，即對(duì)磁針支架和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)起限位和固定作用。類似的，如圖2所示，連桿二 28可移動(dòng)地穿過套管支架端塊35、套管升降端塊36，支架頂板41以及另兩個(gè)支柱42的穿孔。由此，支架13對(duì)套管支架端塊35和套管升降端塊36起限位和固定作用，即對(duì)套管支架和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)起限位和固定作用。
[0143]本發(fā)明的用于提取 生物活性物質(zhì)的儀器的支架13可借助與機(jī)殼的側(cè)壁連接的梁或是通過設(shè)立在儀器底部上的立柱而被固定在儀器內(nèi)部，懸掛在工作臺(tái)上方，使得套管和磁針能夠垂直地懸掛在設(shè)置在工作臺(tái)上的用于處理樣品的樣品槽或樣品孔，或是用于放置裝載樣品的器皿的上方。在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述梁可以是獨(dú)立于所述儀器的支架的支架頂板41的水平橫梁。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述梁可以是所述支架13的支架頂板41，其兩端可延伸到機(jī)殼的側(cè)壁，形成梁而被固定在工作臺(tái)上方。如后文所述，在本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述梁可以是X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52，其兩端可延伸到機(jī)殼的側(cè)壁，形成梁而被固定在工作臺(tái)上方；支架13的支架頂板41與所述梁即支架52固定連接。
[0144]圖4是顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4顯示的儀器的結(jié)構(gòu)未包括支柱42的前固定塊421。
[0145]本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器還具有振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生振動(dòng)并向套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)套管進(jìn)行上下振動(dòng)。本發(fā)明的提取生物活性物質(zhì)的儀器的套管可以高達(dá)20Hz的頻率進(jìn)行上下振動(dòng)。
[0146]本發(fā)明的所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括杠桿臂，移動(dòng)支點(diǎn)和偏心機(jī)構(gòu)，所述移動(dòng)支點(diǎn)可以沿杠桿臂移動(dòng)。本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器在工作過程中，其中一個(gè)工序要求磁針護(hù)套上下快速振動(dòng)。根據(jù)不同的工作要求，這個(gè)振動(dòng)要有不同的振幅和頻率。本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置使得振動(dòng)的幅度和頻率是可調(diào)整的，而且振幅不論如何調(diào)整，其振幅的起點(diǎn)(最低點(diǎn))相同一致，從而達(dá)到保護(hù)護(hù)套等機(jī)構(gòu)的目的，和本發(fā)明的其它特征一起，使得本發(fā)明的儀器具有低噪音，高壽命的優(yōu)點(diǎn)。
[0147]如圖4 (并參考側(cè)視圖圖3-1和圖3-2)所示，本發(fā)明的振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線型的杠桿臂22，移動(dòng)支架23，移動(dòng)支點(diǎn)軸26，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)支架的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24，用于與套管升降機(jī)構(gòu)(通過套管支架端塊35)接觸而向套管傳導(dǎo)振動(dòng)的振動(dòng)輪25，以及偏心輪21和偏心輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)20。杠桿臂為直線型，具有與其上緣和下緣平行的中空槽。移動(dòng)支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由移動(dòng)支架電機(jī)241、直線導(dǎo)軌242、絲桿243以及與移動(dòng)支架23連接的螺母?jìng)鲃?dòng)副構(gòu)成。移動(dòng)支點(diǎn)軸穿過杠桿臂的中空槽，在移動(dòng)支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下可沿杠桿臂方向在中空槽內(nèi)移動(dòng)，形成杠桿的移動(dòng)支點(diǎn)。與套管升降機(jī)構(gòu)的套管支架端塊35接觸而傳導(dǎo)振動(dòng)的振動(dòng)輪25和偏心輪分別位于移動(dòng)支點(diǎn)的兩側(cè)。偏心輪與杠桿臂接觸，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起在支點(diǎn)的偏心輪一側(cè)的杠桿臂(動(dòng)力臂)發(fā)生位移，支點(diǎn)的另一側(cè)的杠桿臂(阻力臂)和振動(dòng)輪則同步進(jìn)行相反方向的位移，即杠桿臂發(fā)生圍繞支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)令振動(dòng)輪發(fā)生振動(dòng)，從而使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)套管進(jìn)行上下振動(dòng)。也即，本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)中，由偏心機(jī)構(gòu)(實(shí)施例中為偏心輪)產(chǎn)生振動(dòng)，控制頻率的快慢。移動(dòng)支點(diǎn)在杠桿臂上的位置的移動(dòng)可控制振幅的大小，也可和偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方式一起控制振幅的大小。
[0148]在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的儀器中，偏心輪的輪緣與直線型杠桿臂直接接觸，偏心輪的最小半徑(即軸心到輪緣的最小距離)與其軸心到杠桿臂的距離相等，偏心輪最小半徑的徑向方向與杠桿移動(dòng)支點(diǎn)的移動(dòng)方向(即杠桿臂的)垂直，此時(shí)，無論支點(diǎn)在杠桿臂的中空槽內(nèi)如何移動(dòng)，當(dāng)偏心輪與杠桿臂發(fā)生最小半徑的接觸時(shí)，振動(dòng)輪都處于其振幅的最低點(diǎn)。無論偏心輪的轉(zhuǎn)速如何改變，也不論移動(dòng)支點(diǎn)在杠桿臂上的位置如何改變，即無論振動(dòng)輪的振幅和頻率如何，振動(dòng)輪的最低點(diǎn)都是不變的，也就是套管發(fā)生振動(dòng)的最低點(diǎn)是不變的。
[0149]在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可用凸輪代替偏心輪實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0150]本發(fā)明的提取生物活性物質(zhì)的儀器通過采用上述振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以任意調(diào)整振動(dòng)頻率和振幅，同時(shí)無論振幅如何調(diào)整，不同振幅的最低起點(diǎn)位置都是相同的，可以大幅度提高振動(dòng)頻率的調(diào)整范圍，令整個(gè)儀器具有低噪音，高壽命的優(yōu)點(diǎn)。
[0151]在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)構(gòu)支架13的上方。例如在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖所示，振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在支架頂板41上方，通過螺釘或焊接的方式與支架頂板固定連接，例如可通過其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24的底座以螺釘與支架頂板固定連接。由此，當(dāng)磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)5在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)19做同步移動(dòng)。通過將振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)構(gòu)支架13的上方，本發(fā)明的儀器具有結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、低噪音，高壽命，制備成本降低的優(yōu)點(diǎn)。
[0152]本發(fā)明的用于提取生物活性物質(zhì)的儀器的上述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)可在水平方向上沿相互垂直的X軸和Y軸方向移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，通過定位機(jī)構(gòu)14實(shí)現(xiàn)上述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及包括所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)在水平方向上沿X軸和Y軸方向的移動(dòng)。
[0153]如圖4所示，本發(fā)明的儀器的定位機(jī)構(gòu)14包括X軸定位機(jī)構(gòu)和Y軸定位機(jī)構(gòu)。
[0154]X軸定位機(jī)構(gòu)包括X軸支架和X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。X軸支架可用于連接和支持磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)。X軸支架還可 用于支撐和固定X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的儀器中，X軸支架52為長方形框體，其長度方向支架頂板41的走向相同。支架13的支架頂板41設(shè)置在X軸支架52的上方，可通過螺釘?shù)确绞脚c支架52進(jìn)行固定。X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53包括X軸移動(dòng)電機(jī)531、直線導(dǎo)軌532、絲桿533以及與支架13連接的螺母?jìng)鲃?dòng)件534。直線導(dǎo)軌532設(shè)置在X軸支架52的頂部，支架13的支架頂板41與直線導(dǎo)軌532滑動(dòng)配合連接。機(jī)構(gòu)支架13的前固定塊421 (圖4未示出)和后固定塊422可分別設(shè)置在X軸支架52的兩端。螺母?jìng)鲃?dòng)件534可通過螺釘?shù)确绞脚c機(jī)構(gòu)支架13進(jìn)行固定，例如通過與機(jī)構(gòu)支架13的前固定塊421和后固定塊422進(jìn)行固定。由此，螺母?jìng)鲃?dòng)件534在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的X軸方向的移動(dòng)可帶動(dòng)支架13做X軸方向的同步移動(dòng)，即可帶動(dòng)磁針和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)、套管和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及振動(dòng)機(jī)構(gòu)的X軸方向的同步移動(dòng)。
[0155]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52形成可用于支持或支撐本發(fā)明儀器的磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及支架等機(jī)構(gòu)的梁。X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52的兩端可延伸到機(jī)殼的側(cè)壁，形成梁而被固定在工作臺(tái)上方。
[0156]Y軸定位機(jī)構(gòu)包括Y軸支架和Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)58。Y軸支架可用于連接和支持磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)。Y軸支架還可用于支撐和固定Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0157]在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的儀器中，Y軸支架包括左支架56和右支架57。
[0158]左支架56包括支撐板561。另外，在左支架56上設(shè)置Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)58。Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)58包括Y軸移動(dòng)電機(jī)581、Y軸移動(dòng)滑軌582、傳動(dòng)帶583，上皮帶滑輪584和下皮帶滑輪，用于與支架13連接和固定的連接滑塊59，以及與連接滑塊59固定連接的傳動(dòng)帶固定件586。連接滑塊59可與支架13直接或間接連接和固定。在本發(fā)明的其中一個(gè)方面，連接滑塊59可通過螺釘?shù)确绞脚cX軸支架52固定連接；X軸支架52設(shè)置為與支架13同步在Y軸移動(dòng)?；?82與連接滑塊59滑動(dòng)配合連接。傳動(dòng)帶583嚙合在上皮帶滑輪584和下皮帶滑輪(圖中未顯示)的齒輪上。在Y軸移動(dòng)電機(jī)581的驅(qū)動(dòng)下，所述上皮帶滑輪584和下皮帶滑輪的齒輪傳動(dòng)給傳動(dòng)帶583和傳動(dòng)帶固定件586，由此通過連接滑塊59帶動(dòng)X軸支架52產(chǎn)生Y軸方向的水平移動(dòng)。由于X軸支架52與磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)在Y方向上是同步移動(dòng)的，由此實(shí)現(xiàn)磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)在Y方向上的水平移動(dòng)。
[0159]Y軸支架的右支架57具有支撐板571和滑道，可用于支撐X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52并使得所述支架能夠進(jìn)行水平方向的移動(dòng)。在圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的儀器中，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52與Y軸支架的右支架57接觸的一側(cè)設(shè)置滾輪54，滾輪可沿右支架57的滑道572滾動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)支架52在與右支架572接觸的一側(cè)進(jìn)行水平方向的移動(dòng)。
[0160]Y軸支架的左支架56和右支架57的支撐板可分別與設(shè)置在儀器外殼內(nèi)的框架或橫梁通過螺釘或焊接等方式進(jìn)行固定，形成可用于支持或支撐本發(fā)明儀器的磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及支架等機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，如梁。
[0161]在本發(fā)明的一個(gè)方面，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的支架52兩端可延伸到機(jī)殼的側(cè)壁，或是與Y軸支架的支撐板形成用于支撐支架13，使得套管和磁針能夠垂直地懸掛在設(shè)置在工作臺(tái)上方的梁。
[0162]本領(lǐng)域的技術(shù)人員能 夠采用本領(lǐng)域已知的各種方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的儀器的定位機(jī)構(gòu)14的功能，即在水平方向上使磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿相互垂直的X軸和Y軸方向移動(dòng)。[0163]雖然關(guān)于本發(fā)明的示例實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對(duì)于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時(shí)，工藝步驟的次序可以變化。
[0164]此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實(shí)施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對(duì)于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與 本發(fā)明描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于提取生物活性物質(zhì)的儀器，包括: 外殼， 工作臺(tái)，其上具有樣品處理區(qū)， 磁針(7)和磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括磁針支架和磁針升降機(jī)構(gòu)，磁針可拆卸地固定在磁針支架上，其中，通過磁針上升機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)，使得磁針能夠豎直插入和脫離套管， 套管(4)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括套管支架和套管升降機(jī)構(gòu)，套管可拆卸地固定在套管支架上，其中，通過套管升降機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)，使得套管能夠豎直插入和脫離樣品處理區(qū)，另外，套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠上下振動(dòng)； 用于支撐所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)(6 )和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)(3 )的支架(13 )， 用于使所述磁針移動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)和套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)在水平方向上沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)(14)； 和 振動(dòng)機(jī)構(gòu)(19)，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生和輸出振動(dòng)，使得套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)(16)進(jìn)行上下振動(dòng)，其中，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括杠桿臂，可動(dòng)支點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有輪盤和軸心，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圍繞軸心旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輪盤的外緣可推動(dòng)杠桿臂圍繞可動(dòng)支點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)。
2.權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其軸心不在中心，例如，所述偏心轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為偏心輪或具有非中心軸心的凸輪。
3.權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線型杠桿臂(22)，移動(dòng)支點(diǎn)和偏心輪(21)，移動(dòng)支點(diǎn)可沿杠桿臂移動(dòng)，其移動(dòng)方向?yàn)楦軛U臂的軸向方向，其中偏心輪的外緣與所述杠桿臂接觸，其最小半徑與其軸心到杠桿臂的距離相等。
4.權(quán)利要求3所述的儀器，其中杠桿臂具有振動(dòng)輪(25)，所述振動(dòng)輪與套管移動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸，傳導(dǎo)振動(dòng)，所述振動(dòng)輪和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別位于移動(dòng)支點(diǎn)的兩側(cè)。
5.權(quán)利要求1或2所述的儀器，其中所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在支架(13)上方。
6.權(quán)利要求1或2所述的儀器，其中磁針支架包括磁針支架端塊(9)和磁針固定機(jī)構(gòu)(8)，磁針可拆卸地固定在磁針固定機(jī)構(gòu)上；所述磁針上升機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在磁針支架端塊下方的磁針推動(dòng)端塊(17)，磁針推動(dòng)端塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)磁針支架端塊向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)磁針支架向上運(yùn)動(dòng)。
7.權(quán)利要求1或2所述的儀器，其中套管支架包括套管支架端塊(35)和套管固定機(jī)構(gòu)(5)，套管可拆卸地固定在套管固定機(jī)構(gòu)上；所述套管升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在套管支架端塊(35)下方的套管升降端塊(36)，套管升降端塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)套管支架端塊向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)套管支架向上運(yùn)動(dòng)，升降端塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管支架端塊根據(jù)重力作用與套管升降端塊同步向下運(yùn)動(dòng)， 優(yōu)選的，其中所述套管支架與振動(dòng)機(jī)構(gòu)(19)接觸，振動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)使得套管支架發(fā)生上下振動(dòng)。
8.權(quán)利要求1或2所述的儀器，其中所述定位機(jī)構(gòu)(14)包括X軸定位機(jī)構(gòu)和Y軸定位機(jī)構(gòu)， 其中所述X軸定位機(jī)構(gòu)包括X軸支架(52)和X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(53)，優(yōu)選的，其中所述X軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(53)包括X軸移動(dòng)電機(jī)(531)、直線導(dǎo)軌(532)、絲桿(533)以及與支架(13)連接的螺母?jìng)鲃?dòng)件(534)，其中直線導(dǎo)軌(532)設(shè)置在X軸支架(52)的頂部，支架(13)的支架頂板(41)與直線導(dǎo)軌(532)滑動(dòng)配合連接，螺母?jìng)鲃?dòng)件(534)與機(jī)構(gòu)支架(13)進(jìn)行固定， 以及 其中所述Y軸定位機(jī)構(gòu)包括Y軸支架和Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(58)，優(yōu)選的，其中所述Y軸移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(53)包括Y軸移動(dòng)電機(jī)(581 )、Y軸移動(dòng)滑軌(582)、傳動(dòng)帶(583)，上皮帶滑輪(584)和下皮帶滑輪，用于與支架(13)連接的連接滑塊(59)，以及與連接滑塊(59)固定連接的傳動(dòng)帶固定件586，滑軌(582)與連接滑塊(59)滑動(dòng)配合連接，傳動(dòng)帶583嚙合在上皮帶滑輪(584)和下皮帶滑輪的齒輪上。
9.權(quán)利要求1所述的儀器，其為用于提取和純化核酸的儀器。
10.一種使用權(quán) 利要求1-9中任一項(xiàng)所述的儀器提取和純化生物活性物質(zhì)的方法。
【文檔編號(hào)】C12N15/10GK103805508SQ201310298613
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】劉新志, 郭志方, 趙海峰 申請(qǐng)人:北京金麥格生物技術(shù)有限公司