一種加熱振蕩磁分離裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種加熱振蕩磁分離裝置，包含三個主模塊，即磁分離模塊、加熱模塊和振動模塊。磁分離模塊包括直線電機(jī)、絲杠、磁鐵托架、永磁體，加熱模塊包括電磁推拉器、彈簧、支撐板、支撐柱、加熱槽、加熱薄膜，振動模塊包括振動電機(jī)、偏心錘。該裝置通過直線電機(jī)帶動磁鐵托架在絲杠上運動，從而帶動永磁鐵的上下運動，控制永磁鐵與微孔板的相對位置實現(xiàn)磁性納米顆粒的團(tuán)聚和分散；通過電磁推拉器推動支撐板上下運動，進(jìn)而通過支撐柱帶動加熱槽上下運動，控制加熱槽與微孔板孔壁的距離實現(xiàn)加熱和關(guān)閉的功能。最終實現(xiàn)了功能完整、小巧且易于集成的基于磁分離的生物樣本處理裝置，利用機(jī)械臂裝置可實現(xiàn)整個實驗過程的自動化。
【專利說明】一種加熱振蕩磁分罔裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生物樣本處理技術(shù)，特別是一種高通量全自動的加熱振蕩磁分離
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]生物樣本多種多樣，有血漿、血清、全血、淋巴、唾液、各種組織、毛發(fā)、尿液、膽汁、淚液、脊髓液、汗液、乳汁、羊水、糞便以及呼出的氣體。對生物樣本進(jìn)行研究首先要進(jìn)行生物樣本的前處理工作，通常需要一次性對大量樣本進(jìn)行快速高效的操作，因此，合適的生物樣本處理與分析設(shè)備能大大減輕研究人員的工作量，提供工作效率，更好的推進(jìn)學(xué)科的發(fā)展。
[0003]隨著納米科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展，納米材料逐漸被應(yīng)用到生命科學(xué)領(lǐng)域，為生命科學(xué)的研究和發(fā)展提供了新的技術(shù)和手段。其中，磁性納米顆粒的制備與應(yīng)用已成為研究熱點。磁性納米顆粒具有比表面積大、超順磁性、易于表面修飾等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其中，磁性納米顆粒用于生物樣本分離是其在該領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。磁性納米顆粒分離生物分子時，具有分離速度快、效率高、可重復(fù)使用、操作簡單、易實現(xiàn)功能化、易實現(xiàn)自動化以及不影響分離物質(zhì)的活性等特殊的物理化學(xué)性質(zhì)和生物相容性等特點。進(jìn)一步的，使用磁性納米顆粒在自動化檢測上優(yōu)勢十分突出:傳統(tǒng)的分離方法如酚-氯仿法、ChelexlOO法，鹽析法等，存在液-液分離，離心等步驟，離心設(shè)備體積龐大，操作繁瑣，所需時間長，不適合應(yīng)用于自動化檢測的需求。而與以上方法相比，使用磁性納米顆粒分離操作簡單，所需時間短，當(dāng)外加磁場時，磁性納米顆粒被磁化，并被吸附在磁極上，磁場消失時，磁性納米顆粒上的磁性也同時消失，重新分散在反應(yīng)液中。利用磁性納米顆粒進(jìn)行生物樣本的分離和定位等操作，更易實現(xiàn)集成化與自動化。
[0004]磁性納米顆粒被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞的分離、免疫測定、蛋白質(zhì)和酶的固定以及DNA的檢測等，基于磁分離的生物樣本處理方法通常包含加樣品、細(xì)胞裂解、吸附DNA、磁分離、加熱混勻等步驟，相應(yīng)的自動化儀器需要具有加樣、磁分離、加熱和振蕩等功能，包含機(jī)械臂、靜態(tài)磁分離裝置、加熱裝置、振蕩混勻裝置以及其他的一些功能裝置。每個裝置至少對應(yīng)一個工位，要完成生物樣本處理的過程，機(jī)械臂需要在上述多個工位之間反復(fù)多次地完成微孔板轉(zhuǎn)移工作，極大地增加了工作量，給實驗帶來了諸多不便，同時大大增加了交叉污染的可能性。進(jìn)一步的，這類儀器不利于小型模塊化以及集成到大型一體的自動化工作站中。
實用新型內(nèi)容
[0005]技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種全自動的加熱振蕩磁分離裝置，將磁分離裝置、溫度控制裝置和振蕩混勻裝置結(jié)合成一體，提供微孔板托架和永磁體、加熱機(jī)構(gòu)、振蕩機(jī)構(gòu)，可以方便地實現(xiàn)磁分離、加熱或振蕩的功能，具備完整性、體積小巧、方便集成的優(yōu)點。實驗過程中無需移動微孔板即可完成生物樣本的處理，解決了反復(fù)轉(zhuǎn)移微孔板所帶來的操作繁瑣、交叉污染概率高、可控性差的缺陷，以及集成到自動化工作站中體積龐大的缺點。
[0006]技術(shù)方案:上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種加熱振蕩磁分離裝置，該裝置包括三個主模塊，即磁分離模塊、加熱模塊和振動模塊，以及輔助機(jī)構(gòu)；
[0007]磁分離模塊包括直線電機(jī)、絲杠、磁鐵托架、永磁體；加熱模塊包括電磁推拉器、支撐板、彈簧、支撐柱、加熱槽、加熱薄膜；振動模塊包括振動電機(jī)、偏心錘；輔助機(jī)構(gòu)包含底座、固定板、4個彈性柱子、主體架；
[0008]所述底座呈凹槽狀，中間設(shè)有三個固定槽，分別用于固定直線電機(jī)、電磁推拉器和振動電機(jī)，中間兩側(cè)突起放置兩塊固定板；所述固定板四角設(shè)有4個彈性柱子固定槽，所述彈性柱子在固定槽內(nèi)呈豎直放置；
[0009]所述主體架放置在4個彈性柱子上，所述主體架中心下端連接一偏心錘，偏心錘與振動電機(jī)相連；
[0010]所述主體架頂端短邊兩側(cè)是兩個固定端子，所述固定端子內(nèi)置滾珠，用于固定微孔板，使得微孔板始終處于同一位置；所述固定端子分別位于微孔板的兩個短邊，從而不影響機(jī)械臂對微孔板的抓??；
[0011]所述絲杠一端固定在直線電機(jī)上，呈豎直放置，所述絲杠上連接磁鐵托架，磁鐵托架向外延伸一個長方體的支架，支架上設(shè)有4個磁塊孔,放置4塊永磁體,永磁體呈長方體，永磁體之間平行放置，微孔板上相鄰的管陣列之間分別對應(yīng)4塊永磁體中的一個，實現(xiàn)磁性納米顆粒在側(cè)壁的團(tuán)聚；
[0012]所述電磁推拉器上固定一個支撐板，支撐板上兩側(cè)固定2個支撐柱，2個支撐柱位于同一水平線上平行放置，所述彈簧位于支撐板中間下端，處于兩個支撐柱中間，支撐柱頂端固定加熱槽；
[0013]所述加熱槽是一個不規(guī)則的長方體，其兩個長邊外側(cè)是光滑的加熱面，分別放置一加熱薄膜；加熱槽有8個接觸面，--對應(yīng)微孔板陣列中的每一行，接觸面是多個錐形面的結(jié)構(gòu)，錐形面的錐度與管狀容器的錐度匹配，實現(xiàn)與孔壁的無縫貼合；加熱槽頂端是適配微孔板的過孔，使微孔板可以放入加熱槽中與接觸面貼合；加熱槽頂端的小孔對應(yīng)微孔板上的小孔，可加速熱傳導(dǎo)。
[0014]優(yōu)選的，所述加熱槽中的接觸面與所述永磁體處于為微孔板的不同陣列，兩者不發(fā)生碰撞。
[0015]有益效果:
[0016](I)本實用新型克服了現(xiàn)有基于磁分離的生物樣本處理自動化設(shè)備中單一裝置單一功能的不足，將磁分離裝置、加熱裝置和振動裝置集成到一個裝置中，充分保證微孔板中溶液的磁分離、充分混勻和一定溫度下的加熱孵育，保障了功能的完整性。
[0017](2)本實用新型在整個工作過程中，含有反應(yīng)溶液的微孔板始終靜止固定在主體架上方，單裝置實現(xiàn)了磁分離、加熱和振動的操作，這樣既節(jié)省了作業(yè)空間使得裝置小巧、保證了生物樣本處理的效果，又可以避免微孔管之間的干擾，大大防止了交叉污染；
[0018](3)模塊化設(shè)計，本裝置中磁分離、加熱和振動模塊均可獨立使用，互不干擾；
[0019](4)實用性強(qiáng)，本裝置是開放式結(jié)構(gòu)，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)思巧妙、且易于實現(xiàn)等特點，可集成到大型生化分析儀器等裝置上，也可以獨立作為小型化的生物樣本處理裝置使用，這樣的裝置滿足了用戶的實際需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的整體外形圖；
[0021]圖2是本實用新型的構(gòu)件正視圖；
[0022]圖3是本實用新型的構(gòu)件后視圖；
[0023]圖4是本實用新型的底部示意圖；
[0024]圖5是本實用新型的磁鐵托架示意圖；
[0025]圖6是本實用新型的加熱槽示意圖；
[0026]圖中:底座101，電磁推拉器102，固定板103，彈性柱子104，主體架105，滾珠106，固定端子107，加熱槽108，加熱薄膜109，振動電機(jī)201，直線電機(jī)202，絲杠203，磁鐵托架204，永磁鐵205，支撐板206，支撐柱208，偏心錘301，加熱面501，接觸面502，過孔503，小孔 504。

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實施方式對本實用新型專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0028]一種加熱振蕩磁分離裝置，包含三個主模塊，即磁分離模塊、加熱模塊和振動模塊。磁分離模塊包括直線電機(jī)、絲杠、磁鐵托架、永磁體，加熱模塊包括電磁推拉器、彈簧、支撐板、支撐柱、加熱槽、加熱薄膜，振動模塊包括振動電機(jī)、偏心錘。另外，還包含底座、固定板、彈性柱子和主體架等輔助結(jié)構(gòu)。
[0029]所述底座呈凹槽狀，中間部分固定直線電機(jī)、電磁推拉器和振動電機(jī)，中間兩側(cè)突起放置兩塊固定板。
[0030]所述固定板四角設(shè)有4個彈性柱子固定槽，所述彈性柱子在固定槽內(nèi)呈豎直放置；
[0031]所述主體架放置在4個彈性柱子上，所述主體架中心下端連接一偏心錘，偏心錘與振動電機(jī)相連；所述主體架頂端短邊兩側(cè)是兩個固定端子，所述固定端子內(nèi)置滾珠，用于固定微孔板，使得微孔板始終處于同一位置。所述固定端子分別位于微孔板的兩個短邊，從而不影響機(jī)械臂對微孔板的抓取；
[0032]所述絲杠一端固定在直線電機(jī)上，呈豎直放置，所述絲杠上連接磁鐵托架，磁鐵托架上設(shè)有4個永磁鐵的卡槽，放置4塊永磁鐵，永磁鐵呈長方體，永磁鐵之間平行放置,微孔板上相鄰的管陣列之間可放置一永磁鐵；
[0033]所述電磁推拉器上固定一個支撐板，支撐板上兩側(cè)固定2個支撐柱，2個支撐柱位于同一水平線上平行放置，所述彈簧位于支撐板中間下端，處于兩個支撐柱中間，支撐柱頂端固定加熱槽。所述加熱槽是一個不規(guī)則的長方體，其兩長邊外側(cè)是光滑的加熱面，分別放置一加熱薄膜；加熱槽有8個接觸面，一一對應(yīng)微孔板陣列中的每一行，接觸面是多個錐形面的結(jié)構(gòu)，錐形面的錐度與管狀容器的錐度匹配，實現(xiàn)與孔壁的無縫貼合。加熱槽頂端是適配微孔板的過孔，使微孔板可以放入加熱槽中與接觸面貼合；加熱槽頂端的小孔對應(yīng)微孔板上的小孔，可加速熱傳導(dǎo)。
[0034]本實用新型的裝置，通過直線電機(jī)帶動磁鐵托架在絲杠上運動，從而帶動永磁鐵的上下運動，控制永磁鐵與微孔板孔壁的相對位置實現(xiàn)磁性納米顆粒的團(tuán)聚和分散；通過電磁推拉器推動支撐板上下運行，進(jìn)而通過支撐柱帶動加熱槽上下運動，控制加熱槽與微孔板孔壁的距離實現(xiàn)加熱和關(guān)閉的功能；通過振動電機(jī)控制偏心錘帶動主體架實現(xiàn)整個裝置的振動功能。最終，通過控制磁分離、振動、加熱的不同時序可完成整個核酸提取的自動化操作。
[0035]進(jìn)一步的，本實用新型中，電磁推拉器通電后，產(chǎn)生磁場，帶動支撐板向上運動，使得加熱槽與微孔板孔壁貼和，加熱槽為金屬材質(zhì)(金、銀、鋁、鐵等)，兩側(cè)的加熱薄膜通電，利用金屬導(dǎo)熱原理實現(xiàn)加熱槽的溫度傳導(dǎo)，實現(xiàn)微孔板的加熱功能。電磁推拉器斷電后，磁場消失，帶動支撐板向下運動，一般為3mm，加熱槽與微孔板分離，加熱薄膜斷電，關(guān)閉加熱功能。
[0036]進(jìn)一步的，本實用新型中，加熱模塊的所述彈簧起到支撐和緩沖加熱槽的作用，防止電磁推拉器上下運動時的劇烈振動。
[0037]進(jìn)一步的，在本實用新型中，所述彈性柱子起到固定和緩沖的作用。振動電機(jī)通電后驅(qū)動偏心錘帶動主體架往復(fù)振動，從而帶動固定在主體架頂端固定端子上的微孔板的振動，關(guān)閉振動電機(jī)后停止振動。
[0038]進(jìn)一步的，本實用新型中，直線電機(jī)驅(qū)動絲杠帶動磁鐵托架向上運動，使得磁鐵托架上的4塊永磁鐵位于微孔板陣列每兩行孔壁之間，實現(xiàn)磁性納米顆粒的團(tuán)聚；當(dāng)磁鐵托架向下運動，4塊永磁鐵位于微孔板陣列下端，對磁性納米顆粒失去吸附作用。
[0039]進(jìn)一步的，本實用新型中，加熱槽中的接觸面與所述永磁體處于為微孔板的不同陣列，兩者不發(fā)生碰撞。
[0040]進(jìn)一步的，本實用新型中，磁場、加熱和振動功能的控制時序有以下6種:1)無磁場、無加熱、無振動；2)無磁場、有加熱、有振動；3)有磁場、無加熱、無振動；4)無磁場、無加熱、有振動；5)有磁場、無加熱、無振動；6)無磁場、有加熱、無振動。
[0041]如圖1到圖5所示，本實用新型的一種加熱振動磁分離裝置包括底座101，所述底座101是一個不規(guī)則的凹槽，中間設(shè)有三個固定槽，固定直線電機(jī)202、電磁推拉器102和振動電機(jī)201，中間兩側(cè)為突起的長方體，放置兩塊固定板103。所述固定板103的四角固定4個彈性柱子104，所述彈性柱子104為圓柱體，在固定槽內(nèi)呈豎直放置，為了防止振動時對儀器的損害，起到緩沖作用。彈性柱子104的頂端設(shè)有固定槽，用于固定和支撐主體架105。所述滾珠106固定在所述固定端子107上，所述固定端子107位于主體架105的頂端兩側(cè)，所述固定端子107內(nèi)置所述滾珠106，用于固定微孔板，使微孔板始終處于同一位置。所述固定端子107分別位于微孔板的兩個短邊，從而不影響機(jī)械抓手對微孔板的抓取。所述主體架105中心下端連接一偏心錘301，偏心錘301與振動電機(jī)201相連，振動電機(jī)201通電后驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105實現(xiàn)往復(fù)振動，從而帶動固定在主體架105頂端固定端子107處微孔板的振動。所述絲杠203 —端固定在直線電機(jī)202上，呈豎直放置，所述絲杠上連接磁鐵托架204，磁鐵托架204向外延伸一個長方體的支架，支架上設(shè)有4個磁塊孔，放置4塊永磁鐵205，永磁鐵205呈長方體，永磁鐵205之間平行放置，市面上常見的微孔板根據(jù)不同的型號分有6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔以及1536孔等，微孔板上的孔按照陣列有序排布，每個孔內(nèi)設(shè)有管狀容器，即形成管陣列，相鄰兩列的管陣列之間存在一定間隔，方向相同的列與列之間的間隔也彼此相互平行，因此，每個永磁鐵205均卡在兩個管陣列間隔內(nèi)，實現(xiàn)兩側(cè)管狀容器內(nèi)的磁性顆粒在側(cè)壁的團(tuán)聚與分散。所述電磁推拉器102上固定一個支撐板206，支撐板206上兩側(cè)固定2個支撐柱208，2個支撐柱208位于同一水平線上平行放置，所述彈簧207位于支撐板206中間下端，處于兩個支撐柱208中間，支撐柱208頂端固定加熱槽108。所述加熱槽108是一個不規(guī)則的長方體，其兩邊外側(cè)是光滑的加熱面501，分別放置一加熱薄膜109 ;加熱槽108有八個接觸面502，一一對應(yīng)微孔板陣列中的每一行，接觸面502是多個錐形面的結(jié)構(gòu)，錐形面的錐度與管狀容器的錐度匹配，實現(xiàn)與孔壁的無縫貼合。加熱槽108頂端是適配微孔板的過孔503，使微孔板可以放入加熱槽108中與接觸面502貼合；加熱槽108頂端的小孔504對應(yīng)微孔板上的小孔，可加速熱傳導(dǎo)。
[0042]以基于磁分離的核酸提取過程為例，本裝置具體的工作過程如下:
[0043]1、工作初始，將微孔板卡在兩個滾珠106之間，放置穩(wěn)定，微孔板中盛有核酸提取的樣品與裂解液混合的溶液。此時裝置處于初始化狀態(tài)，磁鐵托架204和支撐板206都位于各自豎直方向的最低點。永磁鐵205的磁場對微孔板中的溶液沒有影響,加熱槽108與微孔板陣列中的管壁脫離，電磁推拉器102、振動電機(jī)201和直線電機(jī)202都處于非工作狀態(tài)。
[0044]2、定時孵育。給電磁推拉器102通電，產(chǎn)生磁場，帶動支撐板206向上運動，使得加熱槽108與微孔板孔壁貼和，然后給兩側(cè)的加熱薄膜109通電，利用金屬導(dǎo)熱原理實現(xiàn)加熱槽108的溫度傳導(dǎo)，實現(xiàn)微孔板的加熱功能。一定時間后，電磁推拉器斷電，此時磁場消失，帶動支撐板向下運動約3mm,加熱槽與微孔板分離,加熱薄膜109斷電,關(guān)閉加熱功能。
[0045]3、振蕩混勻。根據(jù)實驗需求選擇是否開啟振動功能?？稍诩訜岬耐瑫r，開啟振動電機(jī)201，驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105振動，從而實現(xiàn)微孔板中溶液的混勻。關(guān)閉加熱的同時關(guān)閉振動電機(jī)。
[0046]4、磁分離。將與核酸提取的樣品特異結(jié)合的磁性顆粒溶液加入微孔板中，開啟直線電機(jī)202驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向上運動，使永磁體205停靠在微孔板管孔側(cè)壁，可同時吸附兩側(cè)陣列中的溶液，此時溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的待分離物被吸附到側(cè)壁，實現(xiàn)了側(cè)壁團(tuán)聚，剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)與非目標(biāo)物質(zhì)的分離。
[0047]5、釋放磁性納米顆粒。直線電機(jī)202反向運轉(zhuǎn)驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向下運動，使永磁鐵205?？吭谖⒖装宓撞肯路剑藭r永磁體205的磁性對微孔板中的溶液失去吸附作用。
[0048]6、振蕩混勻，將清洗液加入微孔板中，開啟振動電機(jī)201，驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105振動，實現(xiàn)微孔板中磁性納米顆粒溶液的重新混勻。關(guān)閉振動電機(jī)。
[0049]7、重復(fù)步驟4-6多次后完成清洗，將洗脫液加入微孔板中。
[0050]8、磁分離。開啟直線電機(jī)202驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向上運動，使永磁體205?？吭谖⒖装骞芸讉?cè)壁，可同時吸附兩側(cè)陣列中的溶液，此時溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的待分離物被吸附到側(cè)壁，實現(xiàn)了側(cè)壁團(tuán)聚，可用移液器等方式將剩余液體轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移出的液體即為提取的物質(zhì)。
[0051]通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)上述幾種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，注意控制時序，結(jié)合移液裝置，即可實現(xiàn)自動化生物樣本處理實驗。
[0052]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
[0053]如圖1到圖5所示，本實用新型的一種加熱振動磁分離裝置包括底座101，所述底座101是一個不規(guī)則的凹槽，中間設(shè)有三個固定槽，固定直線電機(jī)202、電磁推拉器102和振動電機(jī)201，中間兩側(cè)為突起的長方體，放置兩塊固定板103。所述固定板103的四角固定4個彈性柱子104，所述彈性柱子104為圓柱體，在固定槽內(nèi)呈豎直放置，為了防止振動時對儀器的損害，起到緩沖作用。彈性柱子104的頂端設(shè)有固定槽，用于固定和支撐主體架105。所述滾珠106固定在所述固定端子107上，所述固定端子107位于主體架105的頂端兩側(cè)，所述固定端子107內(nèi)置所述滾珠106，用于固定微孔板，使微孔板始終處于同一位置。所述固定端子107分別位于微孔板的兩個短邊，從而不影響機(jī)械抓手對微孔板的抓取。所述主體架105中心下端連接一偏心錘301，偏心錘301與振動電機(jī)201相連，振動電機(jī)201通電后驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105實現(xiàn)往復(fù)振動，從而帶動固定在主體架105頂端固定端子107處微孔板的振動。所述絲杠203 —端固定在直線電機(jī)202上，呈豎直放置，所述絲杠上連接磁鐵托架204，磁鐵托架204向外延伸一個長方體的支架，支架上設(shè)有4個磁塊孔，放置4塊永磁鐵205，永磁鐵205呈長方體，永磁鐵205之間平行放置，市面上常見的微孔板根據(jù)不同的型號分有6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔以及1536孔等，微孔板上的孔按照陣列有序排布，每個孔內(nèi)設(shè)有管狀容器，即形成管陣列，相鄰兩列的管陣列之間存在一定間隔，方向相同的列與列之間的間隔也彼此相互平行，因此，每個永磁鐵205均卡在兩個管陣列間隔內(nèi)，實現(xiàn)兩側(cè)管狀容器內(nèi)的磁性顆粒在側(cè)壁的團(tuán)聚與分散。所述電磁推拉器102上固定一個支撐板206，支撐板206上兩側(cè)固定2個支撐柱208，2個支撐柱208位于同一水平線上平行放置，所述彈簧207位于支撐板206中間下端，處于兩個支撐柱208中間，支撐柱208頂端固定加熱槽108。所述加熱槽108是一個不規(guī)則的長方體，其兩邊外側(cè)是光滑的加熱面501，分別放置一加熱薄膜109 ;加熱槽108有八個接觸面502，一一對應(yīng)微孔板陣列中的每一行，接觸面502是多個錐形面的結(jié)構(gòu)，錐形面的錐度與管狀容器的錐度匹配，實現(xiàn)與孔壁的無縫貼合。加熱槽108頂端是適配微孔板的過孔503，使微孔板可以放入加熱槽108中與接觸面502貼合；加熱槽108頂端的小孔504對應(yīng)微孔板上的小孔，可加速熱傳導(dǎo)。
[0054]以基于磁分離的核酸提取過程為例，本裝置具體的工作過程如下:
[0055]1、工作初始，將微孔板卡在兩個滾珠106之間，放置穩(wěn)定，微孔板中盛有核酸提取的樣品與裂解液混合的溶液。此時裝置處于初始化狀態(tài)，磁鐵托架204和支撐板206都位于各自豎直方向的最低點。永磁鐵205的磁場對微孔板中的溶液沒有影響,加熱槽108與微孔板陣列中的管壁脫離，電磁推拉器102、振動電機(jī)201和直線電機(jī)202都處于非工作狀態(tài)。
[0056]2、定時孵育。給電磁推拉器102通電，產(chǎn)生磁場，帶動支撐板206向上運動，使得加熱槽108與微孔板孔壁貼和，然后給兩側(cè)的加熱薄膜109通電，利用金屬導(dǎo)熱原理實現(xiàn)加熱槽108的溫度傳導(dǎo)，實現(xiàn)微孔板的加熱功能。一定時間后，電磁推拉器斷電，此時磁場消失，帶動支撐板向下運動約3mm,加熱槽與微孔板分離,加熱薄膜109斷電,關(guān)閉加熱功能。
[0057]3、振蕩混勻。根據(jù)實驗需求選擇是否開啟振動功能?？稍诩訜岬耐瑫r，開啟振動電機(jī)201，驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105振動，從而實現(xiàn)微孔板中溶液的混勻。關(guān)閉加熱的同時關(guān)閉振動電機(jī)。
[0058]4、磁分離。將與核酸提取的樣品特異結(jié)合的磁性顆粒溶液加入微孔板中，開啟直線電機(jī)202驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向上運動，使永磁體205?？吭谖⒖装骞芸讉?cè)壁，可同時吸附兩側(cè)陣列中的溶液，此時溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的待分離物被吸附到側(cè)壁，實現(xiàn)了側(cè)壁團(tuán)聚，剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)與非目標(biāo)物質(zhì)的分離。
[0059]5、釋放磁性納米顆粒。直線電機(jī)202反向運轉(zhuǎn)驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向下運動，使永磁鐵205?？吭谖⒖装宓撞肯路剑藭r永磁體205的磁性對微孔板中的溶液失去吸附作用。
[0060]6、振蕩混勻，將清洗液加入微孔板中，開啟振動電機(jī)201，驅(qū)動偏心錘301帶動主體架105振動，實現(xiàn)微孔板中磁性納米顆粒溶液的重新混勻。關(guān)閉振動電機(jī)。
[0061]7、重復(fù)步驟4-6多次后完成清洗，將洗脫液加入微孔板中。
[0062]8、磁分離。開啟直線電機(jī)202驅(qū)動絲杠203帶動磁鐵托架204向上運動，使永磁體205?？吭谖⒖装骞芸讉?cè)壁，可同時吸附兩側(cè)陣列中的溶液，此時溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的待分離物被吸附到側(cè)壁，實現(xiàn)了側(cè)壁團(tuán)聚，可用移液器等方式將剩余液體轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移出的液體即為提取的物質(zhì)。
[0063]通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)上述幾種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，注意控制時序，結(jié)合移液裝置，即可實現(xiàn)自動化生物樣本處理實驗。
[0064]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
[0065]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種加熱振蕩磁分離裝置，其特征在于:該裝置包括三個主模塊，即磁分離模塊、力口熱模塊和振動模塊，以及輔助機(jī)構(gòu)； 磁分離模塊包括直線電機(jī)(202)、絲杠(203)、磁鐵托架(204)、永磁體(205);加熱模塊包括電磁推拉器(102)、支撐板(206)、彈簧(207)、支撐柱(208)、加熱槽(108)、加熱薄膜(109);振動模塊包括振動電機(jī)(201)、偏心錘(301);輔助機(jī)構(gòu)包含底座(101)、固定板(103)、4個彈性柱子(104)、主體架(105)； 所述底座(101)呈凹槽狀，中間設(shè)有三個固定槽，分別用于固定直線電機(jī)(202)、電磁推拉器(102)和振動電機(jī)(201)，中間兩側(cè)突起放置兩塊固定板(103);所述固定板(103)四角設(shè)有4個彈性柱子固定槽，所述彈性柱子(104)在固定槽內(nèi)呈豎直放置； 所述主體架(105)放置在4個彈性柱子(104)上，所述主體架(105)中心下端連接一偏心錘(301)，偏心錘(301)與振動電機(jī)(201)相連； 所述主體架(105)頂端短邊兩側(cè)是兩個固定端子(107)，所述固定端子(107)內(nèi)置滾珠(106)，用于固定微孔板，使得微孔板始終處于同一位置；所述固定端子(107)分別位于微孔板的兩個短邊，從而不影響機(jī)械臂對微孔板的抓??； 所述絲杠(203) —端固定在直線電機(jī)(202)上，呈豎直放置，所述絲杠上連接磁鐵托架(204)，磁鐵托架(204)向外延伸一個長方體的支架，支架上設(shè)有4個磁塊孔，放置4塊永磁體(205)，永磁體(205)呈長方體，永磁體(205)之間平行放置，微孔板上相鄰的管陣列之間分別對應(yīng)4塊永磁體(205)中的一個，實現(xiàn)磁性納米顆粒在側(cè)壁的團(tuán)聚； 所述電磁推拉器(102)上固定一個支撐板(206)，支撐板(206)上兩側(cè)固定2個支撐柱(208)，2個支撐柱(208)位于同一水平線上平行放置，所述彈簧(207)位于支撐板(206)中間下端，處于兩個支撐柱(208)中間，支撐柱(208)頂端固定加熱槽(108)； 所述加熱槽(108)是一個不規(guī)則的長方體，其兩個長邊外側(cè)是光滑的加熱面(501)，分別放置一加熱薄膜(109);加熱槽有8個接觸面(502)，一一對應(yīng)微孔板陣列中的每一行，接觸面(502)是多個錐形面的結(jié)構(gòu)，錐形面的錐度與管狀容器的錐度匹配，實現(xiàn)與孔壁的無縫貼合；加熱槽頂端是適配微孔板的過孔(503)，使微孔板可以放入加熱槽中與接觸面(502)貼合；加熱槽頂端的小孔(504)對應(yīng)微孔板上的小孔，可加速熱傳導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱振蕩磁分離裝置，其特征在于:所述加熱槽(108)中的接觸面(502)與所述永磁體(205)處于為微孔板的不同陣列，兩者不發(fā)生碰撞。
【文檔編號】B03C1/30GK204018008SQ201420401915
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】何農(nóng)躍, 鄔燕琪, 馬饅 申請人:東南大學(xué)