專利名稱:快速提取核酸的便攜式提取裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了從生物材料中快速制備和提取核酸的裝置和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組和一個(gè)加熱組。在另一實(shí)施例中，本實(shí)用新型的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組，一個(gè)加熱組和一個(gè)真空組。在一實(shí)施例中，本實(shí)用新型的提取裝置與其他的裝置或儀器聯(lián)合使用，例如導(dǎo)流雜交裝置，吸力產(chǎn)生裝置或自動(dòng)裝置。
【專利說明】快速提取核酸的便攜式提取裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速制備和提取核酸的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在臨床試驗(yàn)中，從生物樣本中提取核酸是一項(xiàng)常規(guī)但又非常重要的步驟。提取的 質(zhì)量及效率與臨床試驗(yàn)非常相關(guān)?，F(xiàn)時(shí)有不少方法和裝置用于提取生物材料中的核酸。其 中最常使用的技術(shù)之一為基于硅石和提取柱的提取系統(tǒng)。在該技術(shù)中，硅膠膜嵌入到圓柱 或提取柱中。配合使用適當(dāng)?shù)木彌_液，我們可以從生物材料中將核酸提取出來，隨后使核酸 吸附著到膜上。聯(lián)合使用膠膜和柱可以使樣品和緩沖液在一定驅(qū)動(dòng)力（如離心力）的作用 下快速及充分地穿過膜，從而加快提取速度以及提高核酸的純度。然而，進(jìn)行提取步驟依然 需要花耗不少時(shí)間和努力。例如，在提取的過程中，加入樣品和緩沖液于提取柱中，在每輪 洗滌和離心的步驟后棄掉穿過膜的導(dǎo)流物等程序，都是需要手動(dòng)進(jìn)行的關(guān)鍵步驟。簡化操 作時(shí)間和程序可以大大地提高提取過程，甚至臨床試驗(yàn)的效率。此外，縮短整個(gè)提取過程可 以大大地減少污染核酸。因此，需要一套更高效率和自動(dòng)化的裝置和方法以提取核酸。
[0003] 目前為了診斷疾病或分析基因（例如單核苷酸多態(tài)性分析Single Nucleotide Polymorphism Profiling和基因型鑒定），臨床和基因測試的需求不斷增長，高效提取、擴(kuò) 增、檢測和/或分析核酸對應(yīng)付有關(guān)需求非常重要。因此，需要研發(fā)儀器和系統(tǒng)以簡化從 不同生物樣品中提取核酸的程序，并直接將提取得到的核酸輸送到下一處理步驟例如擴(kuò)增 、限制酶酶切或標(biāo)記有助提高測試的效率。
[0004] 現(xiàn)時(shí)有不少半自動(dòng)和以真空驅(qū)動(dòng)的儀器和裝置用于提取生物樣品的脫氧核醣核 酸（DNA)和/或核醣核酸（RNA)。
[0005] 美國專利 8, 658, 105 號（Taigen 生物科學(xué)公司，Taigen Bioscience Corporation)描述了一件能安全處理生物樣品的儀器，該儀器可以用來清洗、分離或純化 生物分子，例如DNA，RNA以及蛋白質(zhì)。該儀器包含組裝了半透性膜的柱、真空歧管和至少 一個(gè)非必要的適配器組成。當(dāng)真空處理真空歧管時(shí)，半透膜柱中的液體通過膜被抽到柱外。 VacEZor (Taigen生物科學(xué)公司）可以在半自動(dòng)及真空的情況下提取DNA和RNA(每次最多 可提取36個(gè)樣品）。VacEZor容許生物分子吸附及洗滌步驟在真空歧管上進(jìn)行，而不需要 在離心和棄掉廢液時(shí)重復(fù)組裝吸附柱。每個(gè)樣品為獨(dú)立處理，從而避免了交叉污染。
[0006] QIAvac 24Plus (Qiagen)是一個(gè)可同時(shí)處理24個(gè)吸附柱的真空驅(qū)動(dòng)裝置。與 VacEZor相似，該裝置通過省略在離心機(jī)上裝載和卸載吸附柱，以及在吸附和洗滌程序中棄 掉導(dǎo)流物的步驟，來縮短提取核酸的時(shí)間。QIAvac 96 (Qiagen)為另一個(gè)真空驅(qū)動(dòng)裝置，可 同時(shí)處理96個(gè)樣品。該裝置在操作過程中，可以添加額外的組件、廢液盤或收集容器（如 收集微管或96孔板），方便把樣品從一個(gè)組件運(yùn)送到另一組件，從而避免費(fèi)時(shí)的標(biāo)記和運(yùn) 送步驟。
[0007] 盡管以上描述的裝置可以減少處理吸附柱和廢棄液體的時(shí)間，這些裝置的使用仍 然非常有限，因?yàn)樗麄儾荒軕?yīng)用于生物樣品的預(yù)先處理程序中，從而降低了提取的效率。在 所述預(yù)先處理程序中，生物樣品中的細(xì)胞被裂解，并在個(gè)別的小管或儀器中使用特定的試 劑以釋放細(xì)胞內(nèi)組分、除去大片段的基因體DNA、核酸酶、其他酶或蛋白質(zhì)，這些物質(zhì)都 可能影響到隨后的核酸純化過程。從預(yù)先處理程序獲得的未純化提取物隨后轉(zhuǎn)移到上述提 及的裝置中以進(jìn)行進(jìn)一步的提純。
[0008] 有時(shí)需要利用熱力來加速細(xì)胞的裂解過程，特別是處理粘性樣品（如痰）的時(shí)侯。 因此，裝配有發(fā)熱器，并結(jié)合核酸提取和隨后的核酸處理步驟的提取裝置可幫助達(dá)至更高 效率的實(shí)驗(yàn)和分析。本發(fā)明提供了一個(gè)便攜式的核酸提取裝置，該裝置結(jié)合提取裝置、導(dǎo) 流裝置和發(fā)熱元件，免卻了預(yù)先處理生物樣品的程序，并能與隨后的核酸處理程序相結(jié)合。 通過加速核酸提取以及隨后的處理和分析，本發(fā)明可以提高臨床和基因測試的效率。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009] 本發(fā)明提供了簡單并快捷用于提取生物樣品核酸的方法和裝置。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組和一個(gè)加熱 組。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組，一個(gè)加熱組 和一個(gè)真空組。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以與其他裝置或儀器相結(jié)合使用，例如導(dǎo) 流雜交裝置、產(chǎn)生吸力裝置或發(fā)熱裝置。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明所述的提取裝置以提取核酸的方法。
[0014] 本發(fā)明提供了簡單及快捷同于提取生物樣品核酸的方法和裝置。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以與任何合適的的提取柱、柱、瓶、試劑 如細(xì)胞裂解液、洗滌液、洗脫液或其他類似的材料結(jié)合使用以提取核酸。在另一實(shí)施例 中，本發(fā)明的提取裝置可以與其他裝置或系統(tǒng)結(jié)合使用，以進(jìn)一步處理或分析提取得到的 核酸。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以用于與其他裝置或儀器如導(dǎo)流雜交裝 置和反向斑點(diǎn)雜交（ASO-RDB)導(dǎo)流雜交裝置結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置可與 美國專利5,741,647號，美國專利6,020, 187號和PCT申請公布號W0/2011/139750所描 述的方法或裝置，或任何能進(jìn)行導(dǎo)流雜交的新方法或裝置結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo) 流雜交裝置為FT-PRO導(dǎo)流雜交系統(tǒng)（達(dá)雅高生物科技有限公司，DiagCor Bioscience Incorporation Limited)〇
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可與其他發(fā)熱或產(chǎn)生吸力的裝置結(jié)合使用。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可與其他自動(dòng)化或機(jī)械化裝置或系統(tǒng)結(jié)合使 用，以自動(dòng)化提取核酸和處理核酸的程序。
[0019] 本發(fā)明提供了一個(gè)用于提取核酸的核酸提取裝置，由以下部分組成：
[0020] i)提取柱架，包括一個(gè)或多個(gè)開孔口，用于支撐一個(gè)或多個(gè)提取柱，所述提取柱 盛載樣本，試劑或其組合；
[0021] ii)收集組，在其上部包含一個(gè)或多個(gè)的槽，用來支撐一個(gè)或多個(gè)收集管，所述收 集管接收來自提取柱的液體或盛載含有核酸的樣品；
[0022] iii)加熱組，包含一個(gè)或多個(gè)加熱室，用于控制收集管的溫度；所述提取柱架的 底部放置在所述收集組的槽上，所述的收集組的底部包含一個(gè)或多個(gè)連接裝置，用來與所 述加熱組的加熱室連接。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)覆蓋在提取柱架上部的蓋子。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置在提取柱架和收集組之間還有一個(gè)廢液槽，用于 收集從提取柱出來的廢液，所述的廢液槽包括一個(gè)或多個(gè)廢液桶，用來連接所述的收集組 上的槽。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置在下列一個(gè)或多個(gè)位置中還包括一個(gè)或多個(gè)O型 環(huán)：
[0026] i)提取柱架和收集組之間；以及
[0027] ii)收集組的連接裝置和加熱組之間。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱架在開孔口旁或在所述的開孔口之間含有 一個(gè)或多個(gè)插槽，每個(gè)所述的插槽都嵌入提取柱發(fā)熱元件。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱發(fā)熱元件是一種電阻式發(fā)熱元件，所述電 阻式發(fā)熱元件選自金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件或合成發(fā)熱元件。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱裝配有一個(gè)適配器，用于盛載更大體積的 樣品或試劑，所述適配器與所述提取柱的開口相接。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的收集組是一個(gè)廢液收集組、樣品收集組、洗脫組 或樣品回收組。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置的加熱組包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元 件安裝在加熱組內(nèi)的加熱室的下方。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的發(fā)熱元件選自金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合 成發(fā)熱元件。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置進(jìn)一步包含一個(gè)與吸力產(chǎn)生裝置相結(jié)合的真空 組，所述真空組包含一個(gè)具有多個(gè)孔頭的開口，這些孔頭允許空氣在其中通過，其中加熱組 的底部嵌入到所述真空組的開口內(nèi)。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)或多個(gè)O型環(huán)，放置在以下列一個(gè)或 多個(gè)的位置中：
[0036] i)提取柱架和收集組之間；
[0037] ii)收集組的連接裝置和加熱組之間；以及
[0038] iii)加熱組和真空組之間。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，與本發(fā)明的裝置一起使用的提取柱內(nèi)嵌入有適用于提取核酸的 濾膜或膜。在另一個(gè)實(shí)施例中，樣品或試劑，或其組合通過提取柱到達(dá)收集管或廢液槽。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置用于從生物樣品中提取核酸。在另一個(gè)實(shí)施例中， 所述生物樣品是血液、血清、血漿、唾液、痰、精液、淋巴液，或其他體液。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可與導(dǎo)流雜交裝置、反向斑點(diǎn)導(dǎo)流雜交裝置，或 任何能進(jìn)行導(dǎo)流雜交的裝置或儀器結(jié)合使用。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可與發(fā)熱裝置或加熱板結(jié)合使用。在另一個(gè)實(shí)施 例中，本發(fā)明的裝置可與一個(gè)自動(dòng)化或機(jī)械化的系統(tǒng)結(jié)合使用。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示的提取裝置包含有至少三個(gè)功能組：
[0044] 1.提取柱架（10)，用于支撐多個(gè)提取柱（11)，其中樣品或試劑加入到提取柱中；
[0045] 2.收集組（20)，以支撐多個(gè)收集管（21)，收集管（21)用于收集從提取柱架上的提 取柱中排出的物料；以及
[0046] 3.加熱組（30)，用于為裝置提供熱力或維持裝置某一范圍的溫度。
[0047] 在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱架（10)與收集組（20)的頂部相結(jié)合，其中所述的收集組 (20) 進(jìn)而通過連接裝置（22)與加熱組（30)的頂部相結(jié)合。收集組（20)的上端含有多個(gè) 槽（23)，用于支撐收集管（21)。提取柱架（10)的下端放置在收集組（20)的上端，因而使 得放置在收集組（20)的槽（23)內(nèi)的收集管（21)與提取柱（11)相結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施例 中，收集組（20)的下端包含多個(gè)連接裝置（22)，可以插入處于加熱組（30)的上端的加熱室 (31)中。
[0048] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取柱架（10)包含多個(gè)中空管腔（12)，可以根據(jù)試驗(yàn) 的需要，容納各種大小的提取柱、柱或瓶。所述的提取柱、柱或瓶可以按其要處理的物質(zhì) 或核酸的類型，相嵌上不同種類的吸附物質(zhì)和滲透性物質(zhì)如硅石。提取柱架（10)可以被設(shè) 計(jì)成任何合適的形式，如"nxm"的形式或線形排列的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱架為 "4x4"的形式（圖2)，因此可以同時(shí)提取16個(gè)樣品的核酸。在另一個(gè)實(shí)施例中，提取裝置 的提取柱架（10)頂部還包含一個(gè)蓋子或罩子。圖2所示的提取柱架（10)由上組件（13) 和下組件（14)組合而成，其中上組件（13)和下組件（14)是完全互補(bǔ)的。
[0049] 提取柱架（10)可以由塑料、金屬、塑料與金屬的兩者或其他材料制成。在一個(gè) 實(shí)施例中，提取柱架（10)為單件式設(shè)計(jì)（圖3A)，由金屬如鋁、不銹鋼或合金制成。在一個(gè) 實(shí)施例中，提取柱架（10)為雙件式設(shè)計(jì)（圖3B)，由上組件（13)和下組件（14)組成，上組 件由熱塑性塑膠例如聚丙烯（PP)、聚碳酸酯（PC)或丙烯晴丁二烯苯乙烯（ABS)制成，下 組件由鋁、不銹鋼或合金制成。
[0050] 為了加速細(xì)胞裂解或維持樣品在一定的溫度，本發(fā)明的提取柱架（10)還可包含 一個(gè)或多個(gè)提取柱發(fā)熱元件（15)，為提取柱（11)中的樣品提供或產(chǎn)生熱量。在一個(gè)實(shí)施 例中，提取柱架（10)包含一個(gè)或多個(gè)放置在中空管腔（12)旁或管腔（12)行列之間的插槽 (16) ，插槽（16)用于收納提取柱發(fā)熱元件（15)。圖4所示的提取柱架（10)中，每排的中空 管腔（12)被夾在兩個(gè)插槽（16)之間。在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱發(fā)熱元件（15)嵌入到提取 柱架（10)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)插槽（16)中。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度范圍為25°C-95°C。
[0051] 提取柱發(fā)熱元件（15)可以是任何發(fā)熱元件，例如電阻式發(fā)熱元件，包括但不限于 金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合成發(fā)熱元件。在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱發(fā)熱元件（15)為 印制電路板（PCB)，軟性PCB或陶瓷發(fā)熱器。
[0052] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5中所示，適當(dāng)大小的適配器（17)可以放入提取柱（11)的 開口內(nèi)，以容納更大體積的液體并使其得以穿過提取柱、柱或瓶。在一個(gè)實(shí)施例中，適配器 (17) 為 100yL、200 yL、500 yL、lmL、1.5mL 或 2mL。適配器（17)可以由不同的塑 料制成，例如聚丙烯（PP)和聚碳酸酯（PC)等。
[0053] 在整個(gè)提取過程中，因應(yīng)個(gè)別提取步驟可以使用不同類型的收集組（20)和收集 管（21)。收集組（20)的槽（23)可以有多種不同的直徑和曲率，以支撐適當(dāng)類型的收集管 (21) 。在一個(gè)實(shí)施例中，收集組（20)為一個(gè)用于收集廢液或其他棄置物質(zhì)的廢液收集組。 在另一個(gè)實(shí)施例中，收集組（20)為一個(gè)用于收集洗脫物或其他有用物質(zhì)的樣品收集組。具 有其他設(shè)計(jì)的收集組亦可與本發(fā)明一同使用以配合不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＠缭谝霕悠返教?取柱時(shí)，可以使用樣品回收組以收集首次洗脫后來自提取柱的導(dǎo)流液。收集到的導(dǎo)流液可 以再次被引入到同一提取柱中以進(jìn)行第二輪結(jié)合，以盡可能增加核酸的提取量。在另一實(shí) 施例中，收集組（20)為一個(gè)洗脫組，用于收集來自提取柱中的洗脫物。所述的洗脫組可以 支撐小管或其他容器，這些小管或容器裝有適當(dāng)?shù)奈锪弦赃M(jìn)一步處理提取的核酸。例如， 可以在洗脫組內(nèi)放置含有合適試劑的〇. 5mL小管，以對核酸進(jìn)行酶切。
[0054] 收集組（20)可以由任何材料制成，例如塑料、金屬、塑料和金屬的組合或其他 材料。在一個(gè)實(shí)施例中，收集組（20)由塑料如聚丙烯（PP)、聚碳酸酯（PC)、丙烯晴丁二 烯苯乙烯（ABS)或鐵氟龍（Teflon)制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，收集組（20)由金屬如鋁、 不銹鋼或合金制成。
[0055] 根據(jù)收集組（20)的設(shè)計(jì)，可以使用不同大小或容量的收集管（21)。在一個(gè)實(shí)施例 中，與本發(fā)明一起使用的收集管（21)的容量為IOOyL, 200 μ L，500 μ L，1.5mL或5mL。如 圖1中所示，I. 5mL的收集管（21)被放置在本裝置的槽（23)中。如圖6中所示，5mL的收 集管（21)被放置在本裝置的槽（23)中。
[0056] 在一個(gè)實(shí)施例中，提取裝置還包括一個(gè)廢液槽（40)，廢液槽（40)放在提取柱架 (10)和收集組（20)之間，用于收集從提取柱（11)出來的廢液或棄置的物質(zhì)（圖7)。在一 個(gè)實(shí)施例中，廢液槽（40)是一排廢液桶（41)。廢液桶（41)可放在收集組（20)的槽（23) 中或放在所述的槽（23)內(nèi)的收集管（21)中?？梢耘浜喜煌枰O(shè)計(jì)和使用不同直徑和大 小的廢液桶（41)。
[0057] 本發(fā)明的加熱組（30)是一個(gè)可以發(fā)熱或保持一定的溫度的導(dǎo)熱介質(zhì)，以促進(jìn)核 酸提取及進(jìn)行隨后的程序如核酸等溫?cái)U(kuò)增。加熱組（30)可以由任何金屬材料制成，例如鋁 、不銹鋼或合金。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱組（30)由耐腐蝕金屬或經(jīng)耐腐蝕處理的金屬制 成。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱組（30)的上部包含多個(gè)發(fā)熱室（31)，該發(fā)熱室與收集組（20)的 槽（23)相配。
[0058] 在一個(gè)實(shí)施例中，加熱組（30)可與一個(gè)外配發(fā)熱裝置配合使用，以提供熱力予樣 品（圖8A)。在一個(gè)實(shí)施例中，外配發(fā)熱裝置為導(dǎo)流裝置或發(fā)熱板。加熱組（30)的平坦底 部直接放置在所述發(fā)熱裝置的頂部。熱力由所述發(fā)熱裝置轉(zhuǎn)移到加熱組的底部，最終到達(dá) 收集管（21)，其中收集管（21)通過連接裝置（22)插入發(fā)熱室（31)內(nèi)。
[0059] 在另一個(gè)實(shí)施例中，加熱組（30)還包括一個(gè)或多個(gè)安裝在加熱組（30)底部的發(fā) 熱元件（32)，可以在不連接外配發(fā)熱裝置時(shí)提供熱力。如圖8B所示，個(gè)別的發(fā)熱元件（32) 安裝在加熱組（30)內(nèi)的發(fā)熱室（31)的下方，以直接向樣品提供熱力。發(fā)熱元件（32)還包 括放置在收集管附近的副發(fā)熱元件。發(fā)熱元件（32)可以是任何發(fā)熱元件，例如電阻式發(fā)熱 元件，包括但不限于金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合成發(fā)熱元件。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)熱 元件（32)為熱電致冷器（Thermoelectric Cooling, TEC),印制電路板（PCB),軟性電路板 或陶瓷發(fā)熱器。
[0060] 根據(jù)提取過程的需要，不管是否使用外配發(fā)熱裝置，可以通過加熱組（30)設(shè)置 并維持不同的溫度，從而提高提取或處理核酸的速度。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度的范圍是 25°C -95°C。
[0061] 通過維持一個(gè)加熱環(huán)境，本發(fā)明的裝置可以促進(jìn)細(xì)胞的裂解，特別是來自較粘稠 的痰的細(xì)胞。加熱環(huán)境還可以加速樣品中乙醇的揮發(fā)，這一步非常重要，因?yàn)橐掖汲?huì)降低 所提取的核酸的質(zhì)素，以及影響隨后核酸處理步驟的效果。此外，隨后處理步驟如擴(kuò)增、 酶切和標(biāo)記，通常需要一個(gè)特定或升高的溫度。這些隨后步驟在完成提取后可通過加熱組 (30)調(diào)配合適的溫度直接進(jìn)行。這可以縮短處理核酸的時(shí)間和減低樣品之間交叉污染或掉 亂的可能性，因此使臨床或基因測試更精確和有效率。
[0062] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可以由一個(gè)吸力產(chǎn)生裝置驅(qū)動(dòng)，例如蠕動(dòng)泵 (peristaltic pump)或隔膜泵（diaphragm pump)，將液體抽裝置和抽出裝置以加快提取過 程。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)真空組（50)，該真空組（50)用于連接加熱 組（30)和吸力產(chǎn)生裝置。如圖9所示，本發(fā)明的裝置包含一個(gè)提取柱架（10)，一個(gè)收集 組（20)，一個(gè)加熱組（30)和一個(gè)真空組（50)。根據(jù)提取過程的特定要求可使用不同類型 或大小的提取柱（11)和收集管（21)。
[0063] 如圖9所示，本發(fā)明的裝置通過連接本發(fā)明所述的提取柱架（10)，收集組（20)和 加熱組（30)而制成，其中真空組（50)直接放置在加熱組（30)的底部。在一個(gè)實(shí)施例中， 加熱組（30)嵌入在真空組（50)的開口（51)內(nèi)，所述真空組開口（51)由真空組（50)外壁 的上端界定，并與加熱組的形狀互補(bǔ)。
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，真空組開口（51)的平面包含多個(gè)孔頭，空氣可以通過孔頭從而 穿過真空組（50)，以在裝置內(nèi)的進(jìn)行抽吸。
[0065] 在一個(gè)實(shí)施例中，接通吸力產(chǎn)生裝置以進(jìn)行抽吸，從而使液體流經(jīng)本發(fā)明的裝置。 在另一個(gè)實(shí)施例中，在加熱組（30)和真空組（50)之間還放置了一個(gè)閥門。當(dāng)抽吸裝置運(yùn) 作時(shí)，裝置內(nèi)會(huì)形成一股負(fù)壓。一旦閥門打開，就能進(jìn)行抽吸，從而使液體流經(jīng)裝置。
[0066] 真空組（50)可以由任何材料制成，例如塑料、金屬、塑料和金屬的組合或其他 材料。在一個(gè)實(shí)施例中，真空組（50)由塑料如聚丙烯（PP)、聚碳酸酯（PC)，丙烯晴丁二烯 苯乙烯（ABS)或鐵氟龍（Teflon)制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，真空組（50)由金屬例如鋁、 不銹鋼或合金制成。
[0067] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖10所示，本發(fā)明的裝置包括以下部件：
[0068] 1.提取柱架（10);
[0069] 2.提取柱架0型環(huán)（18);
[0070] 3.收集組（20);
[0071] 4.加熱組0型環(huán)（33);
[0072] 5.加熱組（30);
[0073] 6.真空組0型環(huán)（52);以及
[0074] 7.真空組（50).
[0075] 如圖10中所示，本發(fā)明的裝置首先通過提取柱架0型環(huán)將提取柱架（10)和收集 組（20)組合起來。提取柱架0型環(huán)（18)具有伸縮性和彈性，可以圍繞在提取柱架（10)和 收集組（20)的外邊緣上。提取柱架（10)底部的邊緣和收集組（20)頂部的邊緣可以進(jìn)一 步包含凹槽以加緊連接提取柱架0型環(huán)（18)。然后，收集組（20)的連接裝置（22)直接與 加熱組（30)的發(fā)熱室（31)連接，發(fā)熱室（31)頂部的邊緣含有一個(gè)凹槽以緊密連接加熱組 0型環(huán)（33)。加熱組（30)的平面底部隨后通過真空0型環(huán)（52)與真空組（50)內(nèi)的真空 開口相連接。真空組〇型環(huán)（52)圍繞在加熱組（30)和真空組（50)的外邊緣上。
[0076] 在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱架O型環(huán)（18)、加熱組O型環(huán)（33)和真空O型環(huán)（52) 由硅橡膠、橡膠或其他塑料制成，用于密封每個(gè)功能組之間的空隙以防止漏氣。
[0077] 按照功能組的尺吋，可以使用不同直徑和周長的O型環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，提取 柱架O型環(huán)（18)的直徑為3_，周長為438. 13_。在一個(gè)實(shí)施例中，加熱組O型環(huán)（33)的 直徑為1_，周長為182. 08_，可以使用一個(gè)或多個(gè)加熱組O型環(huán)（33)。在一個(gè)示例中，真 空組O型環(huán)的直徑為3mm，周長為414. 13mm。
[0078] 通過給合不同的功能組、管/瓶和試劑，本發(fā)明的裝置可以進(jìn)行提取中的多個(gè) 步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置至少包括一個(gè)提取柱架（10)，一個(gè)（廢液）收集組 (20)，一個(gè)加熱組（30)，用于預(yù)先處理樣品和裂解細(xì)胞。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置 至少包括一個(gè)提取柱架（10)，一個(gè)（樣品）收集組（20)和一個(gè)加熱組（30)，用于分離核酸 、洗滌和洗脫吸附在提取柱中的核酸。真空組（50)和吸力產(chǎn)生裝置可以根據(jù)提取的實(shí)際 步驟選擇使用。
[0079] 本發(fā)明可從多種不同的物質(zhì)中提取核酸，包括但不限于DNA、RNA或其他核酸。在 一個(gè)實(shí)施例中，所述物質(zhì)為一個(gè)生物樣品，包括但不限于血液、血清、血漿、唾液、痰、 精液、淋巴液或其他體液。在一個(gè)實(shí)施例中，所述物質(zhì)從人體、非人動(dòng)物或非動(dòng)物處獲得。 在本發(fā)明中，不同類型的提取柱架（10)和收集組（20)可被設(shè)計(jì)了以配合特定類型的物質(zhì)。
[0080] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明裝置的核酸提取方法。
[0081] 通過引用以下的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解 所提供的實(shí)施例僅作為說明作用，而非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍將由隨后的權(quán)利 要求所界定。
[0082] 在本申請中的，引用了不同的參考文獻(xiàn)或出版物。這些參考或出版物的全文和公 開都結(jié)合到本申請中，從而更全面地描述本發(fā)明的情況。應(yīng)當(dāng)指出的是，過渡語"包含"與 '包括有'或'以…為特征'是同義的，是包括性或開放式的，當(dāng)中并不排除有另外未 列舉的元素或方法步驟。

【附圖說明】

[0083] 圖1為本發(fā)明其中一個(gè)提取裝置。
[0084] 圖2顯示一個(gè)具有4X4形式的提取柱架。
[0085] 圖3A顯示一個(gè)單件式的提取柱架。圖3B顯示一個(gè)雙件式的提取柱架。
[0086] 圖4顯不個(gè)肷入有提取柱發(fā)熱兀件和插槽的提取柱架。
[0087] 圖5顯示一個(gè)適配器及提取柱，該提取柱的頂部放置了用來盛載樣品或試劑的適 配器。
[0088] 圖6為一個(gè)配有收集管的提取裝置，該收集管為5mL試管。
[0089] 圖7為一個(gè)配有廢液槽的提取裝置，該廢液槽用于收集廢液。
[0090] 圖8A為一個(gè)沒有裝配任何發(fā)熱元件的加熱組。圖8B為一個(gè)裝配有發(fā)熱元件的加 熱組。
[0091] 圖9為一個(gè)配有真空組的提取裝置。
[0092] 圖10為一個(gè)包含四個(gè)功能組及在功能組之間的O型環(huán)的提取裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0093] 實(shí)施例1
[0094] 核酸提取裝詈
[0095] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示的核酸提取裝置，由以下部分組成：
[0096] i)提取柱架（10)，包括一個(gè)或多個(gè)開孔口，用于支撐一個(gè)或多個(gè)提取柱（11)，所 述提取柱盛載樣本，試劑或其組合；
[0097] ii)收集組（20)，在其上部包含一個(gè)或多個(gè)的槽，用來支撐一個(gè)或多個(gè)收集管 (21) ，所述收集管接收來自提取柱的液體或盛載含有核酸的樣品；
[0098] iii)加熱組（30)，包含一個(gè)或多個(gè)加熱室（31)，用于控制收集管的溫度；所述提 取柱架的底部放置在所述收集組的槽上，所述的收集組的底部包含一個(gè)或多個(gè)連接裝置 (22) ，用來與所述加熱組的加熱室連接。
[0099] 在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱架（10)與收集組（20)的頂部相結(jié)合，其中所述的收集組 (20)進(jìn)而通過連接裝置（22)與加熱組（30)的頂部相結(jié)合。收集組（20)的上端含有多個(gè) 槽（23)，用于支撐收集管（21)。提取柱架（10)的下端放置在收集組（20)的上端，因而使 得放置在收集組（20)的槽（23)內(nèi)的收集管（21)與提取柱（11)相結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施例 中，收集組（20)的下端包含多個(gè)連接裝置（22)，可以插入處于加熱組（30)的上端的加熱室 (31)中。
[0100] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示的核酸提取裝置，本發(fā)明的提取柱架（10)還可包含 一個(gè)或多個(gè)提取柱發(fā)熱元件（15)，為提取柱（11)中的樣品提供或產(chǎn)生熱量。在一個(gè)實(shí)施 例中，提取柱架（10)包含一個(gè)或多個(gè)放置在中空管腔（12)旁或管腔（12)行列之間的插槽 (16)，插槽（16)用于收納提取柱發(fā)熱元件（15)。圖4所示的提取柱架（10)中，每排的中空 管腔（12)被夾在兩個(gè)插槽（16)之間。在一個(gè)實(shí)施例中，提取柱發(fā)熱元件（15)嵌入到提取 柱架（10)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)插槽（16)中。
[0101] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示的核酸提取裝置還包括一個(gè)廢液槽（40)，廢液槽 (40)放在提取柱架（10)和收集組（20)之間，用于收集從提取柱（11)出來的廢液或棄置的 物質(zhì)（圖7)。在一個(gè)實(shí)施例中，廢液槽（40)是一排廢液桶（41)。廢液桶（41)可放在收集 組（20)的槽（23)中或放在所述的槽（23)內(nèi)的收集管（21)中?？梢耘浜喜煌枰O(shè)計(jì)和 使用不同直徑和大小的廢液桶（41)。
[0102] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖8A所示的加熱組（30)可與一個(gè)外配發(fā)熱裝置配合使用，以 提供熱力予樣品。在一個(gè)實(shí)施例中，外配發(fā)熱裝置為導(dǎo)流裝置或發(fā)熱板。加熱組（30)的平 坦底部直接放置在所述發(fā)熱裝置的頂部。熱力由所述發(fā)熱裝置轉(zhuǎn)移到加熱組的底部，最終 到達(dá)收集管（21)，其中收集管（21)通過連接裝置（22)插入發(fā)熱室（31)內(nèi)。在另一個(gè)實(shí) 施例中，加熱組（30)還包括一個(gè)或多個(gè)安裝在加熱組（30)底部的發(fā)熱元件（32)，可以在 不連接外配發(fā)熱裝置時(shí)提供熱力。如圖8B所示，個(gè)別的發(fā)熱元件（32)安裝在加熱組（30) 內(nèi)的發(fā)熱室（31)的下方，以直接向樣品提供熱力。發(fā)熱元件（32)還包括放置在收集管附 近的副發(fā)熱元件。發(fā)熱元件（32)可以是任何發(fā)熱元件，例如電阻式發(fā)熱元件，包括但不限 于金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合成發(fā)熱元件。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)熱元件（32)為熱電 致冷器（Thermoelectric Cooling, TEC),印制電路板（PCB),軟性電路板或陶瓷發(fā)熱器。
[0103] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖9所示，本發(fā)明的裝置通過連接本發(fā)明所述的提取柱架 (10)，收集組（20)和加熱組（30)而制成，其中真空組（50)直接放置在加熱組（30)的底部。 在一個(gè)實(shí)施例中，加熱組（30)嵌入在真空組（50)的開口（51)內(nèi)，所述真空組開口（51)由 真空組（50)外壁的上端界定，并與加熱組的形狀互補(bǔ)。
[0104] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖10中所示，本發(fā)明的裝置首先通過提取柱架O型環(huán)將提取 柱架（10)和收集組（20)組合起來。提取柱架O型環(huán)（18)具有伸縮性和彈性，可以圍繞在 提取柱架（10)和收集組（20)的外邊緣上。提取柱架（10)底部的邊緣和收集組（20)頂部 的邊緣可以進(jìn)一步包含凹槽以加緊連接提取柱架O型環(huán)（18)。然后，收集組（20)的連接裝 置（22)直接與加熱組（30)的發(fā)熱室（31)連接，發(fā)熱室（31)頂部的邊緣含有一個(gè)凹槽以 緊密連接加熱組O型環(huán)（33)。加熱組（30)的平面底部隨后通過真空O型環(huán)（52)與真空組 (50)內(nèi)的真空開口相連接。真空組O型環(huán)（52)圍繞在加熱組（30)和真空組（50)的外邊 緣上。
[0105] 實(shí)施例2
[0106] 核酸提取
[0107] 本實(shí)施例說明了從樣品中提取核酸的步驟。
[0108] 本發(fā)明可與任何可利用的柱、瓶、試劑如洗滌液、洗脫液和其他用于核酸提取 的試劑相結(jié)合使用。
[0109] 使用如圖1所示的核酸提取裝置，通過下列步驟流程，可以從樣品中提取出核 酸：
[0110] 1.取含有所需核酸的合適樣品；
[0111] 2.用合適的裂解劑或裝置預(yù)先處理樣品，從而獲得含有所需核酸的未純化提取 物；
[0112] 3.將含有所需核酸的樣品或未純化提取物與合適的試劑加入到提取柱架（10)上 的提取柱（11)中，其中提取柱（11)配有合適的膜或?yàn)V膜；
[0113] 4.收集從提取柱排出的物質(zhì)到收集管（21)中；
[0114] 5.從收集管（21)移除收集到的物質(zhì)；
[0115] 6.加入洗滌液或適當(dāng)?shù)脑噭┑教崛≈?1)中，以一次或多次地清洗膜或?yàn)V膜；
[0116] 7.用洗脫液或適當(dāng)?shù)南疵撛噭奶崛≈?1)中洗脫核酸；
[0117] 8.用收集管（21)收集核酸。
[0118] 以下為提取步驟的其中一個(gè)示例：
[0119]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于提取核酸的核酸提取裝置，其特征在于，由以下部分組成： i) 提取柱架，包括一個(gè)或多個(gè)開孔口，用于支撐一個(gè)或多個(gè)提取柱，所述提取柱盛載 樣本，試劑或其組合； ii) 收集組，在其上部包含一個(gè)或多個(gè)的槽，用來支撐一個(gè)或多個(gè)收集管，所述收集管 接收來自提取柱的液體或盛載含有核酸的樣品； iii) 加熱組，包含一個(gè)或多個(gè)加熱室，用于控制收集管的溫度； 所述提取柱架的底部放置在所述收集組的槽上，所述收集組的底部包含一個(gè)或多個(gè)連 接裝置，用來與所述加熱組的加熱室連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，還包括一個(gè)覆蓋在提取柱架上 部的蓋子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，在提取柱架和收集組之間還有 一個(gè)廢液槽，用于收集從提取柱出來的廢液，所述廢液槽包括一個(gè)或多個(gè)廢液桶來連接所 述收集組上的槽。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，還包括一個(gè)或多個(gè)O型環(huán)，所述 〇型環(huán)在下列一個(gè)或多個(gè)的位置中： i) 提取柱架和收集組之間，以及 ii) 收集組的連接裝置和加熱組之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述提取柱架在開孔口旁 或在所述的開孔口之間含有一個(gè)或多個(gè)的插槽，每個(gè)所述的插槽都嵌入提取柱發(fā)熱元件。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述提取柱發(fā)熱元件是一 種電阻式發(fā)熱元件，所述電阻式發(fā)熱元件選自金屬發(fā)熱元件，陶瓷發(fā)熱元件或合成發(fā)熱元 件。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述提取柱裝配有一個(gè)適 配器，用于盛載更大體積的樣品或試劑，所述適配器與所述提取柱的開口相接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述收集組是一個(gè)廢液收 集組、樣品收集組、洗脫組或樣品回收組。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述加熱組包含一個(gè)或多 個(gè)發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件安裝在加熱組內(nèi)的加熱室的下方。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述發(fā)熱元件選自：金屬 發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合成發(fā)熱元件。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，還包括一個(gè)與吸力產(chǎn)生裝置相 結(jié)合的真空組，所述真空組包含一個(gè)具有多孔頭的開口，所述孔頭允許空氣在其中通過，其 中加熱組的底部嵌入到所述真空組的開口內(nèi)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的核酸提取裝置，其特征在于，還包括一個(gè)或多個(gè)O型環(huán)，所 述O型環(huán)在下列一個(gè)或多個(gè)的位置中： i) 提取柱架和收集組之間； ii) 收集組的連接裝置和加熱組之間；以及 iii) 加熱組和真空組之間。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述提取柱內(nèi)嵌入有適用 于提取核酸的濾膜或膜。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述樣品、試劑或其組合 通過提取柱到達(dá)收集管或廢液槽。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述核酸是從生物樣品中 提取的。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述生物樣品為血液、 血清、血漿、唾液、痰、精液、淋巴液或其他體液。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述裝置與導(dǎo)流雜交裝置 、反向斑點(diǎn)導(dǎo)流雜交裝置或任何能夠進(jìn)行導(dǎo)流雜交的裝置或儀器結(jié)合使用。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述裝置與發(fā)熱裝置或加 熱板結(jié)合使用。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核酸提取裝置，其特征在于，其中所述裝置與自動(dòng)化或機(jī)械 化的系統(tǒng)結(jié)合使用。
【文檔編號】C12M1-12GK204298379SQ201420507166
【發(fā)明者】周國輝, 朱聿熹 [申請人]達(dá)雅高生物科技有限公司