[發(fā)明專利]一種電磁法高通量核酸提取裝置及核酸提取方法

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• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111500439A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 周曉奎;宋海亮;范林洪
• 申請（專利權）人: 四川杰萊美科技有限公司
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/36;C12M1/00;C12N15/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

本發(fā)明涉及核酸提取領域，公開了一種電磁法高通量核酸提取裝置，包括提取管和磁珠，提取管四周和底部設有一個使磁場大小與方向均可控的矢量磁場設備，矢量磁場設備能夠使提取管中的磁珠在不同方向上發(fā)生運動。本發(fā)明可實現(xiàn)解決核酸提取過程中液滴飛濺、氣溶膠、磁珠夾帶和磁珠殘留問題目的，使提取管四周有一個大小、方向可變的磁場來替代常規(guī)磁珠法中的外源振動方式，避免出現(xiàn)液滴飛濺、氣溶膠、磁珠夾帶和磁珠殘留問題，可更為有效提取核酸。

技術領域

本發(fā)明涉及核酸提取領域，具體是指一種電磁法高通量核酸提取裝置及核酸提取方法。

背景技術

在傳染性和遺傳性疾病的診斷過程中，分子水平的檢測(如核酸檢測)能顯著的縮短檢測窗口期和提高檢測靈敏度。通常，從標本中獲得的分析物的品質(如純度)是影響檢測結果的重要因素。就核酸檢測而言，從標本中提取的核酸的量和純度，直接影響后續(xù)PCR(聚合酶鏈式反應)檢測的結果。

核酸的提取一般經歷以下步驟：

1、核酸釋放，將包被核酸的膜質裂解；

2、蛋白質及其他雜質的去除；

3、核酸收集。

經典的方法為煮沸裂解法和酚-氯仿提取法；這兩種方法步驟繁瑣，涉及多次加熱及離心操作，不便于實現(xiàn)自動化且手工勞動強度大。在操作過程中可能涉及毒性較大試劑，對操作人員健康不利。

在此基礎上，有采用膜技術提取核酸的方法，簡化了操作，可實現(xiàn)自動化。然而利用膜對核酸進行洗滌和收集時仍然需要用離心機來完成。這也是該方法的一個較大局限。

近年，一種納米尺寸的微粒(磁珠)被用于核酸提取過程。這種材料可以特意性吸附或釋放核酸，利用磁場可以將核酸從水相中方便的分離出來，達到提取核酸的目的。隨即出現(xiàn)了多種基于納米磁性顆粒的自動化核酸提取技術和裝置。

一般的，磁珠法提取核酸的步驟包括：(1)裂解；(2)結合；(3)洗滌；(4)分離。具體的，細胞或組織在裂解液的作用下將核酸釋放出來，經過表面修飾的順磁性納米磁珠與所釋放的核酸進行特異性結合形成磁珠-核酸復合物，在復合物中加入洗滌液，洗去非特異性蛋白質等雜質，復合物在磁場條件下分離并富集磁珠，最后得到提取的核酸物質。

目前，磁珠與樣品液的混合、分離方法主要有以下幾種：

1、磁棒法，或稱多管轉移法，是通過棒狀磁性材料、一次性外套的配合使用，完成磁珠的振動、混合、收集。在操作中，逐排的將磁珠從一種試劑轉移到另一種試劑，從而完成結合、洗滌、分離操作，實現(xiàn)核酸提取。在此過程中，核酸提取操作在多個操作管中逐步完成。

2、磁珠吸附-移液法，或稱單管法，是將磁珠通過磁性分離裝置吸附在操作管中，在洗滌、分離等步驟中借助移液機械臂將試劑注入或轉移來完成不同試劑的處理，進而在同一孔中完成核酸提取過程。在提取過程中有輔助的振動裝置完成液體的振動，磁體一般由電動機、導軌等機械裝置，通過凸輪、絲桿、轉盤等使磁體與液相產生相對運動，驅動磁珠在管內的富集和吸附。

此外，還有一些裝置采用特殊設計的攪拌裝置，如非球形曲面、雙葉雙曲面、精確控制的攪拌運動等，可減少產生液體飛沫、氣溶膠等。或者在提取過程中采用氣溶膠傳感器，當氣溶膠濃度達到一定水平時，給出交叉污染的提示。

同時，還有一些設計未采用磁珠法，通過在一特殊形狀的管材中內置一個特殊設計的吸附物，管材及吸附物的三維尺寸保證吸附物位于管材中。通過吸液操作將待提取液體多次反復流過吸附物，再經洗滌、洗脫后得到提取的核酸。

傳統(tǒng)方法操作復雜、不便于自動化，或可能涉及操作有毒試劑，有可能會給操作人員的健康帶來不利影響。