本发明专利技术提供一种自动化核酸提取纯化装置，该装置包括：核酸提取纯化转盘芯片及电磁单元。该装置通过将核酸提取纯化室和扩增试剂存储室集成一体化，并通过电磁单元提供的电磁场及转盘提供的离心力驱动将核酸提取纯化及与核酸扩增试剂的混合分配结合起来，在芯片上实现了从样品到待检测之间所有步骤的自动化与一体化，有效提高核酸检测的自动化程度，从而提高核酸检测效率及精度，降低成本和减少人工污染；另外，通过设置微缝结构使磁珠团在磁场驱动下与母液滴在此处发生缢裂，使磁珠团携带的残留试剂极大程度减少，从而提高核酸的提取纯化效果；再者，通过在转盘上设置多个反应单元，可适用于高通量多个传染病病原体样本检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
自动化核酸提取纯化装置
[0001]本专利技术属于生物分子检测
，特别是涉及一种自动化核酸提取纯化装置。
技术介绍
[0002]核酸检测技术在分子生物学实验和医学病原体检测中广泛应用。相比于免疫学检测，核酸检测对样品的含量要求低，因此，更能对感染初期病人进行准确的检测，从而在黄金时间时对疫情进行各方面防控。传统的核酸检测步骤包括：样本灭活、核酸提取与纯化、核酸扩增和检测等步骤，整个检测流程步骤繁琐并且需要耗费数个小时，且易由于操作引发交叉污染，所以对医疗人员的实验能力和检测条件有较高要求。
[0003]目前的核酸提取纯化试剂盒提供的试剂常有5种以上，其提供的操作步骤在10步以上，整个流程需要20分钟至40分钟，该步骤操作繁琐并且耗费大量的时间与精力。基于此，出现了一些用于辅助检测的装置，可以将核酸提取纯化和扩增集成在芯片或卡盒中，基于磁珠转移和驱动液体实现核酸提取纯化和扩增等步骤。但是，目前磁珠控制常需要手持永磁体在底部拖动磁珠，使磁珠穿梭在各个反应试剂中完成反应，面对多样本时显然需要耗费大量人工劳动。另外，基于液体驱动的装置，其常不能独立完成各个操作，需要压力泵辅助为其提供正压或负压来驱动液体流动。
[0004]Chi
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Han Chiou，Biosensors and Bioelectronics，2013使用运动电生磁替代固定磁场，实现了磁珠在试剂中成簇与散开和定向移动的过程，但是难于集成于自动化一体机。因此提供一种可自动化一体式实现核酸提取纯化的装置以助力于科研防控实属必要。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种自动化核酸提取纯化装置，用于解决现有技术在核酸检测过程中，核酸的提取纯化装置自动化低导致检测效率及检测精度低，且步骤操作繁琐、耗时耗力，增加成本等的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种自动化核酸提取纯化装置，所述装置由上至下依次包括：核酸提取纯化转盘芯片及电磁单元；
[0007]所述电磁单元包括外部电源接口、内外电源接线点、线圈控制线路、上层线圈阵列及下层线圈阵列；其中，所述线圈控制线路通过所述内外电源接线点与所述外部电源接口电连接，所述线圈控制线路分别与所述上层线圈阵列及所述下层线圈阵列电连接，以实现外部电源对所述上层线圈阵列及所述下层线圈阵列的电磁控制；
[0008]所述上层线圈阵列由3个上层线圈组成，所述下层线圈阵列由2个下层线圈组成；所述上层线圈阵列位于所述下层线圈阵列的上部，且每个所述下层线圈与相邻两个所述上层线圈之间产生投影重叠区；
[0009]所述核酸提取纯化转盘芯片包括转盘及设置于所述转盘上的至少一个反应单元，所述反应单元包括进样口、连接管道、核酸提取室、微缝管道、洗涤室、洗脱室、扩增试剂存储室及扩增区；其中，所述进样口通过所述连接管道与所述核酸提取室的进口连通，所述核
酸提取室的出口通过所述微缝管道与所述洗涤室的进口连通，所述洗涤室的出口通过所述微缝管道与所述洗脱室的第一进口连通，所述洗脱室的第二进口通过所述连接管道与所述扩增试剂存储室连通，所述洗脱室的出口通过所述连接管道与所述扩增区连通；
[0010]3个所述上层线圈分别对应设置于所述核酸提取室、所述洗涤室及所述洗脱室的下方，所述投影重叠区同时覆盖所述微缝管道。
[0011]可选地，设置于所述转盘上的所述反应单元在所述转盘上呈中心对称的方式分布。
[0012]可选地，设置于所述转盘上的所述反应单元的个数介于2个～96个之间。
[0013]可选地，所述电磁单元设置为PCB线圈阵列，所述上层线圈阵列设置于PCB板的正面，所述下层线圈阵列设置于所述PCB板的背面。
[0014]可选地，所述上层线圈与所述下层线圈均为相同的线圈。
[0015]可选地，所述下层线圈沿所述上层线圈的中心线位置设置。
[0016]可选地，所述线圈包括7个～9个绕组，所述线圈的高度介于20μm～60μm之间、宽度介于90μm～180μm之间，相邻两绕组之间的间距介于100μm～300μm之间。
[0017]可选地，所述连接管道的宽度为0.75mm～1mm，所述微缝管道的宽度为0.75mm～1mm。
[0018]可选地，所述扩增区为数字扩增区。
[0019]如上所述，本专利技术的自动化核酸提取纯化装置通过将核酸提取纯化室和核酸的扩增试剂存储室集成一体化，并通过所述电磁单元提供的电磁场及所述转盘提供的离心力驱动将核酸提取纯化及与核酸扩增试剂的混合分配巧妙的结合起来，电磁场方向大小的周期变换使磁珠不断地重复成团与规律分布在磁感线上实现搅拌来使反应充分进行，利用上下两层电磁场叠加作用使磁珠团从母液滴经微缝管道缢裂后与后续相邻液滴融合形成新的母液滴，后经离心力驱动核酸扩增试剂与洗脱下来的核酸混合后分配至扩增区，最终，在电磁场和离心力驱动下，在芯片上实现了从样品到待检测之间所有步骤的自动化与一体化，有效提高核酸检测的自动化程度，从而提高核酸检测效率及检测精度，降低检测成本；另外，通过设置微缝结构使磁珠团在磁场驱动下与母液滴在此处发生缢裂，使磁珠团携带的残留试剂极大程度减少，从而提高核酸的提取纯化效果；再者，核酸提取纯化转盘芯片通过在转盘上设置多个反应单元，可适用于高通量多个传染病病原体样本检测。
附图说明
[0020]图1显示为本专利技术的自动化核酸提取纯化装置中核酸提取纯化转盘芯片的结构示意图。
[0021]图2显示为本专利技术的核酸提取纯化转盘芯片中反应单元的结构示意图。
[0022]图3显示为本专利技术的自动化核酸提取纯化装置中电磁单元的结构示意图。
[0023]图4显示为本专利技术的自动化核酸提取纯化装置工作过程中在电磁单元的作用下，磁珠团从核酸提取室经微缝管道进入洗涤室的过程示意图。
[0024]图5显示为本专利技术的自动化核酸提取纯化装置的多层结构示意图。
[0025]元件标号说明
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核酸提取纯化转盘芯片
[0027]10
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转盘
[0028]11
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反应单元
[0029]12
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进样口
[0030]13
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连接管道
[0031]14
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核酸提取室
[0032]15
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微缝管道
[0033]16
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洗涤室
[0034]17
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动化核酸提取纯化装置，其特征在于，所述装置由上至下依次包括：核酸提取纯化转盘芯片及电磁单元；所述电磁单元包括外部电源接口、内外电源接线点、线圈控制线路、上层线圈阵列及下层线圈阵列；其中，所述线圈控制线路通过所述内外电源接线点与所述外部电源接口电连接，所述线圈控制线路分别与所述上层线圈阵列及所述下层线圈阵列电连接，以实现外部电源对所述上层线圈阵列及所述下层线圈阵列的电磁控制；所述上层线圈阵列由3个上层线圈组成，所述下层线圈阵列由2个下层线圈组成；所述上层线圈阵列位于所述下层线圈阵列的上部，且每个所述下层线圈与相邻两个所述上层线圈之间产生投影重叠区；所述核酸提取纯化转盘芯片包括转盘及设置于所述转盘上的至少一个反应单元，所述反应单元包括进样口、连接管道、核酸提取室、微缝管道、洗涤室、洗脱室、扩增试剂存储室及扩增区；其中，所述进样口通过所述连接管道与所述核酸提取室的进口连通，所述核酸提取室的出口通过所述微缝管道与所述洗涤室的进口连通，所述洗涤室的出口通过所述微缝管道与所述洗脱室的第一进口连通，所述洗脱室的第二进口通过所述连接管道与所述扩增试剂存储室连通，所述洗脱室的出口通过所述连接管道与所述扩增区连通；3个所述上层线圈分别对应设置于所述核酸提取室、所述洗涤室及所述洗脱室的下方，所述投影重叠区同...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯世伦，贾春平，黄宇航，赵建龙，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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