提取装置、核酸提取系统及其控制方法制造方法及图纸

本申请公开了一种提取装置、核酸提取系统及其控制方法。核酸提取系统包括：多个提取装置，每个提取装置具有独立执行提取任务的结构，所述提取任务包括多个提取步骤；以及控制装置，与所述多个提取装置通信耦合，并为样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述提取装置，以便于该提取装置作为目标提取装置对该样本执行至少一个所述提取步骤。本公开实施例的方案能够提高核酸提取效率、缩短待检测样本的等待时间，并允许工作进程中对新加入的样本进行处理。样本进行处理。样本进行处理。

【技术实现步骤摘要】
提取装置、核酸提取系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及生物
，更具体地，涉及一种提取装置、核酸提取系统、核酸提取系统的控制方法以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，核酸提取是基因克隆、基因诊断和基因改造中第一步道工序，也是最为重要的工序。高效快速的提取核酸是后续分析工作的基础。与手工提取核酸方法相比，自动化核酸提取仪具有效率高，产物纯度高和重复性好等优点，并且可以极大的节约人工成本，节约公共卫生资源。
[0003]现有的核酸提取设备在开始工作后无法修改提取过程，无法在当前样本的核酸提取过程未完成的情况下添加新的样本，即新一轮的样本仅能等待上一轮样本完成核酸提取之后才能被加入至核酸提取设备，不同样本批次需要被串行地提取，核酸提取效率低，待处理样本的等待时间长。尤其是在大规模的核酸筛查工作，难以做到样本的“随到随检”。
[0004]因此，期望能提出一种核酸提取系统/提取装置，能够提高核酸提取效率、缩短待检测样本的等待时间。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提取装置、核酸提取系统、核酸提取系统的控制方法以及计算机可读存储介质，能够提高核酸提取效率、缩短待检测样本的等待时间，并允许工作进程中对新加入的样本进行处理。
[0006]根据本公开的一方面，提供一种核酸提取系统，其中，包括：多个提取装置，每个提取装置具有独立执行提取任务的结构，所述提取任务包括多个提取步骤；以及控制装置，与所述多个提取装置通信耦合，并为样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述提取装置，以便于该提取装置作为目标提取装置对该样本执行至少一个所述提取步骤。
[0007]在一些可选的实施例中，每个所述提取装置包括：至少一个样本容器，包括多个用于容纳样本的容置位；磁棒，用于吸引磁珠；阻磁套，用于隔离所述磁棒与所述磁珠；以及移动结构，至少用于移动所述磁棒和所述阻磁套，当所述磁棒置于所述阻磁套内时，所述磁珠和/或所述磁珠的吸附物在所述磁棒的引力作用下聚集在所述阻磁套的底部表面，使得所述磁珠和/或所述吸附物跟随所述阻磁套和所述磁棒在不同的所述容置位或不同的所述提取装置之间移动，当所述磁棒被移出所述阻磁套时，聚集在所述阻磁套的底部表面的所述磁珠和/或所述吸附物被释放至相应的容置位中。
[0008]在一些可选的实施例中，每个所述提取装置还包括以下的一个或多个：运动控制器，用于采用梯形升降速控制算法控制所述移动结构；温度控制器，用于分别检测并调节一个或多个所述容置位的温度，以适配相应的所述提取步骤所需的温度环境；液晶显示器，用于显示该提取装置的工作状态和/或报错信息；组网控制器，用于支持该提取装置与所述控制装置之间的通信；电源，用于至少为所述移动结构供电。
[0009]在一些可选的实施例中，所述移动结构包括：样本转移模组，用于在重力方向上分别移动所述阻磁套和所述磁棒；支架移动模组，用于在垂直于重力方向的水平方向上移动所述样本转移模组；以及容器移动模组，用于在所述水平方向和/或重力方向上移动所述至少一个样本容器。
[0010]在一些可选的实施例中，所述阻磁套和所述磁棒分别与所述移动结构可拆卸地连接；和/或所述移动结构用于驱动所述阻磁套在相应的容置位内搅动。
[0011]在一些可选的实施例中，所述磁棒的底部设有磁极，并且：所述磁棒的至少部分外侧壁有覆盖阻磁涂层，所述至少部分外侧壁位于所述磁极上方；和/或所述阻磁套的底面为平面。
[0012]在一些可选的实施例中，所述多个提取步骤包括裂解步骤、清洗/洗涤步骤以及纯化步骤，所述至少一个样本容器包括：第一工作区，包括至少一个所述容置位，所述第一工作区内的容置位内包含用于实现所述裂解步骤的裂解液；第二工作区，包括至少一个所述容置位，所述第二工作区内的容置位内包含用于实现所述清洗/洗涤步骤的清洗溶液；以及第三工作区，包括至少一个所述容置位，所述第三工作区内的容置位内包含纯化缓冲液。
[0013]在一些可选的实施例中，所述控制装置包括：存储器，存储所述样本队列；以及处理器，与所述存储器通信耦合，用于按照先入先出原则为所述样本队列中的样本分配相应的提取装置。
[0014]在一些可选的实施例中，所述控制装置适于：在第一工作模式下，将空闲状态的所述提取装置之一配置为非空闲状态，以使该提取装置对其接收到的样本串行地执行所述多个提取步骤。
[0015]在一些可选的实施例中，所述处理器还适于：在第二工作模式下，在所述存储器中建立并管理与所述多个提取步骤分别对应的多个所述样本队列，每个所述样本队列用于对待执行与该样本队列相对应的提取步骤的样本进行记录和排序；以及基于每个所述样本队列，分别执行分配算法，所述分配算法用于为该样本队列中的样本选择相应的所述目标提取装置，以便于所述目标提取装置对该样本执行该样本队列相对应的提取步骤。
[0016]在一些可选的实施例中，基于每个所述样本队列，所述处理器执行所述分配算法以适于：根据该样本队列中的样本数量所在的数量区间，选择相应数量的所述目标提取装置来接收该样本队列中的样本。
[0017]在一些可选的实施例中，若空闲状态的提取装置的数量少于所述数量区间所需的目标提取装置的数量，则所述处理器执行时间优化算法，所述时间优化算法用于估计各提取装置所需的等待时间，并根据所述等待时间选择即将释放为空闲状态的提取装置作为所述目标提取装置。
[0018]在一些可选的实施例中，所述控制装置还适于：将所述多个提取装置分为多组，每组提取装置分别用于执行所述多个提取步骤之一；以及针对当前待处理样本的每个提取步骤，在与该提取步骤相对应的一组提取装置中选择一个或多个提取装置作为所述目标提取装置。
[0019]在一些可选的实施例中，所述多个提取步骤至少包括第一提取步骤和第二提取步骤，执行所述第一提取步骤执行所需的时间多于执行所述第二提取步骤所需的时间，所述多个提取装置包括与所述第一提取步骤对应的第一组提取装置和与所述第二提取步骤对
应的第二组提取装置，所述第一组提取装置中包含的提取装置的数量大于所述第二组提取装置中包含的提取装置的数量。
[0020]根据本公开实施例的第二方面，提供了一种核酸提取系统的控制方法，其中，所述核酸提取系统包括多个用于执行提取任务的子节点，所述提取任务包括多个提取步骤，所述控制方法包括：读取样本队列；确认处于空闲状态的所述子节点；以及为所述样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述子节点，以便于该子节点作为目标子节点对该样本执行至少一个所述提取步骤。
[0021]在一些可选的实施例中，控制方法还包括：
[0022]配置所述多个子节点的工作模式，所述工作模式包括第一工作模式和第二工作模式；在所述第一工作模式下，配置所述目标子节点以使其对相应的样本串行地执行所述多个提取步骤；以及在所述第二工作模式下，配置所述目标子节点以使其对相应的样本执行所述多个提取步骤中的一个或多个。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核酸提取系统，其中，包括：多个提取装置，每个提取装置具有独立执行提取任务的结构，所述提取任务包括多个提取步骤；以及控制装置，与所述多个提取装置通信耦合，并为样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述提取装置，以便于该提取装置作为目标提取装置对该样本执行至少一个所述提取步骤。2.根据权利要求1所述的核酸提取系统，其中，所述控制装置包括：存储器，存储所述样本队列；以及处理器，与所述存储器通信耦合，用于按照先入先出原则为所述样本队列中的样本分配相应的提取装置。3.根据权利要求1所述的核酸提取系统，其中，所述控制装置适于：在第一工作模式下，将空闲状态的所述提取装置之一配置为非空闲状态，以使该提取装置对其接收到的样本串行地执行所述多个提取步骤。4.根据权利要求1所述的核酸提取系统，其中，所述处理器还适于：在第二工作模式下，在所述存储器中建立并管理与所述多个提取步骤分别对应的多个所述样本队列，每个所述样本队列用于对待执行与该样本队列相对应的提取步骤的样本进行记录和排序；以及基于每个所述样本队列，分别执行分配算法，所述分配算法用于为该样本队列中的样本选择相应的所述目标提取装置，以便于所述目标提取装置对该样本执行该样本队列相对应的提取步骤。5.根据权利要求4所述的核酸提取系统，其中，基于每个所述样本队列，所述处理器执行所述分配算法以适于：根据该样本队列中的样本数量所在的数量区间，选择相应数量的所述目标提取装置来接收该样本队列中的样本。6.根据权利要求5所述的核酸提取系统，其中，若空闲状态的提取装置的数量少于所述数量区间所需的目标提取装置的数量，则所述处理器执行时间优化算法，所述时间优化算法用于估计各提取装置所需的等待时间，并根据所述等待时间选择即将释放为空闲状态的提取装置作为所述目标提取装置。7.根据权利要求1所述的核酸提取系统，其中，所述控制装置还适于：将所述多个提取装置分为多组，每组提取装置分别用于执行所述多个提取步骤之一；以及针对当前待处理样本的每个提取步骤，在与该提取步骤相对应的一组提取装置中选择一个或多个提取装置作为所述目标提取装置。8.根据权利要求7所述的核酸提取系统，其中，所述多个提取步骤至少包括第一提取步骤和第二提取步骤，执行所述第一提取步骤执行所需的时间多于执行所述第二提取步骤所需的时间，所述多个提取装置包括与所述第一提取步骤对应的第一组提取装置和与所述第二提取步骤对应的第二组提取装置，所述第一组提取装置中包含的提取装置的数量大于所述第二组提取装置中包含的提取装置的数量。9.一种核酸提取系统的控制方法，其中，所述核酸提取系统包括多个用于执行提取任
务的子节点，所述提取任务包括多个提取步骤，所述控制方法包括：读取样本队列；确认处于空闲状态的所述子节点；以及为所述样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述子节点，以便于该子节点作为目标子节点对该样本执行至少一个所述提取步骤。10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，还包括：配置所述多个子节点的工作模式，所述工作模式包括第一工作模式和第二工作模式；在所述第一工作模式下，配置所述目标子节点以使其对相应的样本串行地执行所述多个提取步骤；以及在所述第二工作模式下，配置所述目标子节点以使其对相应的样本执行所述多个提取步骤中的一个或多个。11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，所述样本队列包括与所述多个提取步骤分别对应的多个子样本队列，为所述样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述子节点的步骤包括：基于每个所述子样本队列，分别执行分配算法，所述分配算法用于为该子样本队列中的样本分配相应的所述目标子节点。12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，基于每个所述子样本队列，分别执行所述分配算法的步骤包括：根据该子样本队列中的样本数量所在的数量区间，选择相应数量的所述目标子节点来接收该子样本队列中的样本。13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，为所述样本队列中的样本分配相应的处于空闲状态的所述子节点的步骤还包括：在所述分配算法选定所述目标子节点之后的预设时间内，判断相应的所述子样本队列中是否有新样本加入，若是，则再次执行所述分配算法，以便于重新...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢雪峰，孙宇博，李桃，高嘉阳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：