CN114214183A - 自动核酸提取设备及其核酸提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动核酸提取设备及其核酸提取方法。该自动核酸提取设备包括：安装框架；样本载架，安装于安装框架内，且用于存放采样管；夹持机构，安装于安装框架内，且具有一用于夹紧或松开采样管的夹持位；核酸提取机构，安装于安装框架内，且用于进行核酸提取；开盖机构，安装于安装框架内，且用于在样本载架和夹持位之间转移采样管，并对被夹紧于夹持位的采样管进行开盖或封盖；及移液机构，安装于安装框架内，且用于吸取位于夹持位的采样管内的液体，并转移至核酸提取机构。

Description

自动核酸提取设备及其核酸提取方法

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，特别是涉及一种自动核酸提取设备及其核酸提取方法。

背景技术

核酸检测的物质是病毒的核酸，以通过查找患者的呼吸道标本、血液或粪便中是否存在外来入侵的病毒的核酸，来确定是否被病毒感染。在对核酸进行检测时需要用到核酸提取设备。

然而，现有的核酸提取设备包括多个相对独立的仪器，例如分液仪器、核酸提取仪器等。例如，专利号为CN213266452U的专利文献中记载的全自动核酸提取仪，仅仅具有核酸提取功能，不具备分杯功能，需要采用人工分杯，极大的增加了人员负担和劳动强度；例如，专利号为CN113150959A的专利文献中记载的一种新冠病毒样本分杯装置，只具有分杯功能，分杯后的核酸提取和转移的过程繁琐，且容易造成提取液的污染。专利号为CN13244972A的专利文献中记载的一种自动分杯机，不具备开盖功能，只能通过手动的方式来开盖，一方面容易对提取液造成污染，另一方面增加了工作人员的劳动强度，自动化程度低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中核酸提取设备包括多个仪器，需要将提取液在各个仪器之间转移，增大了污染风险，并且过程繁琐、自动化程度不高，增加了工作人员的劳动强度的问题，提供一种改善上述缺陷的自动核酸提取设备及其核酸提取方法。

一种自动核酸提取设备，包括：

安装框架；

样本载架，安装于所述安装框架内，且用于存放采样管；

夹持机构，安装于所述安装框架内，且具有一用于夹紧或松开采样管的夹持位；

核酸提取机构，安装于所述安装框架内，且用于进行核酸提取；

开盖机构，安装于所述安装框架内，且用于在所述样本载架和所述夹持位之间转移采样管，并对被夹紧于所述夹持位的采样管进行开盖或封盖；及

移液机构，安装于所述安装框架内，且用于吸取位于所述夹持位的采样管内的液体，并转移至所述核酸提取机构。

在其中一个实施例中，所述自动核酸提取设备还包括安装于所述安装框架内的枪头载架，所述枪头载架用于存放枪头；

所述移液机构包括第一驱动组件、与所述第一驱动组件驱动连接的移载座以及安装在所述移载座上的单通道移液组件；所述第一驱动组件用于驱动所述移载座沿一水平面移动并途经所述枪头载架、所述夹持位和所述核酸提取机构，所述单通道移液组件具有一用于可拆离地安装所述枪头的第一安装头；

当所述移载座移动至所述枪头载架时，所述第一安装头能够拾取所述枪头载架上的枪头；当所述移载座移动至所述夹持位时，所述单通道移液组件通过枪头吸取采样管内的液体；当所述移载座移动至所述核酸提取机构时，所述单通道移液组件能够将枪头内的液体吐出至所述核酸提取机构。

在其中一个实施例中，所述自动核酸提取设备还包括安装于所述安装框架内的试剂载架，所述试剂载架用于存放试剂管；

所述移液机构还包括安装于所述移载座上的多通道移液组件，所述多通道移液组件具有多个用于可拆离地安装所述枪头的第二安装头；

所述移载座在所述第一驱动组件的驱动作用下还途经所述试剂载架；当所述移载座移动至所述枪头载架时，多个所述第二安装头能够同时拾取所述枪头载架上的枪头；当所述移载座移动至所述核酸提取机构时，所述多通道移液组件能够通过多个枪头同时吸取所述核酸提取机构的核酸提取液；所述移载座移动至所述试剂载架时，所述多通道移液组件能够将多个枪头内的核酸提取液分别吐出至所述试剂载架上的多个试剂管。

在其中一个实施例中，所述第一驱动组件用于驱动所述移载座沿第一水平方向和/或与所述第一水平方向相交的第二水平方向移动。

在其中一个实施例中，所述第一驱动组件包括第一横梁，所述第一横梁沿所述第一水平方向可移动地连接于所述安装框架上，所述移载座沿所述第二水平方向可移动地连接于所述第一横梁上。

在其中一个实施例中，所述第一驱动组件还包括第一驱动件、第一主动带轮、第一从动带轮及第一传动带；

所述第一驱动件安装于所述安装框架上，所述第一主动带轮传动连接于所述第一驱动件的输出轴上，所述第一从动带轮可转动地连接于所述安装框架上，且所述第一主动带轮和所述第一从动带轮沿所述第一水平方向间隔布设；所述第一传动带套设于所述第一主动带轮和所述第一从动带轮之间，且与所述第一横梁连接。

在其中一个实施例中，所述第一驱动组件还包括第一丝杆、第二驱动件及第一丝杆螺母，所述第一丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第一横梁上，且所述第一丝杆的轴线与所述第二水平方向平行，所述第二驱动件安装于所述第一横梁上，且与所述第一丝杆驱动连接，所述第一丝杆螺母螺纹连接于所述第一丝杆上，且与所述移载座固定连接。

在其中一个实施例中，所述移液机构还包括第一升降组件和第二升降组件，所述单通道移液组件通过所述第一升降组件安装于所述移载座上，所述第一升降组件用于驱动所述单通道移液组件沿重力方向上升或下降，所述多通道移液组件通过所述第二升降组件安装于所述移载座上，所述第二升降组件用于驱动所述多通道移液组件沿重力方向上升或下降。

在其中一个实施例中，所述第一升降组件包括第一升降座、第二丝杆、第一升降驱动件及第二丝杆螺母；所述第一升降座沿重力方向可升降地连接于所述移载座上，所述单通道移液组件安装于所述第一升降座上；所述第二丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第一升降座上，且所述第二丝杆的轴线与重力方向平行；所述第一升降驱动件安装于所述移载座上，且与所述第二丝杆传动连接；所述第二丝杆螺母螺纹连接于所述第二丝杆上，且与所述第一升降座固定连接。

在其中一个实施例中，所述第二升降组件包括第二升降座、第三丝杆、第二升降驱动件及第三丝杆螺母；所述第二升降座沿重力方向可升降地连接于所述移载座上，所述多通道移液组件安装于所述第二升降座上；所述第三丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第二升降座上，且所述第三丝杆的轴线与重力方向平行；所述第二升降驱动件安装于所述移载座上，且与所述第三丝杆传动连接；所述第三丝杆螺母螺纹连接于所述第三丝杆上，且与所述第二升降座固定连接。

在其中一个实施例中，所述核酸提取机构包括多个，多个所述核酸提取机构能够相互独立地进行核酸提取。

一种应用如上任一实施例中所述的自动核酸提取设备的核酸提取方法，包括步骤：

所述开盖机构将所述样本载架上的采样管转移至所述夹持机构的所述夹持位；

所述夹持机构夹紧位于所述夹持位的采样管；

所述开盖机构将位于所述夹持位的采样管上的管盖拧下；

所述移液机构移动至所述夹持位处，并吸取位于所述夹持位的采样管内的液体；

所述移液机构移动至所述核酸提取机构处，以将吸取的液体释放至所述核酸提取机构；

所述开盖机构将管盖重新拧紧在位于所述夹持位的采样管上，并将位于所述夹持位的采样管转移至所述样本载架上。

上述自动核酸提取设备及其核酸提取方法，在实际使用时，首先，将装有待检测样本的采样管放置在样本载架上。开盖机构移动至样本载架上，并夹持采样管。然后，开盖机构移动至夹持机构，并将夹持的采样管置于夹持机构的夹持位。夹持机构夹紧位于该夹持位的采样管。此时，开盖机构将采样管的管盖拧下(即开盖)，移液机构移动至夹持机构的夹持位处，并吸取位于夹持位的采样管内的液体。再然后，移液机构移动至核酸提取机构处，并将吸取的液体释放至核酸提取机构。核酸提取机构用于对该液体进行核酸提取。同时，开盖机构将管盖再次拧紧在采样管上(及封盖)。夹持机构松开该采样管，开盖机构将该采样管再次转移至样本载架上。按照上述步骤依次循环，直至将样本载架上所有的采样管内的液体分别转移至核酸提取机构内，以便于核酸提取机构分别对各个样本进行核酸提取。

如此，本发明的自动核酸提取设备集成了夹持机构、开盖机构、移液机构及核酸提取机构，并且利用开盖机构和移液机构实现了采样管内的液体的转移，并且利用开盖机构对采样管的管盖进行自动的拧下和拧紧。与现有技术相比，本发明的自动核酸提取设备能够自动完成开盖、分杯和核酸检测，无需将样本溶液在各个仪器之间转移，实现了在自动核酸提取设备内部自动转移，从而降低了污染风险，并且简化了步骤，自动化程度高，有利于降低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明一实施例中自动核酸提取设备的立体图；

图2为图1所示的自动核酸提取设备在另一视角下的立体图；

图3为图1所示的自动核酸提取设备的俯视图；

图4为图1所示的自动核酸提取设备的前视图；

图5为图1所示的自动核酸提取设备的左视图；

图6为图1所示的自动核酸提取设备的右视图；

图7为图1所示的自动核酸提取设备的后视图；

图8为本发明一实施例中核酸提取方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3所示，本发明一实施例提供的一种自动核酸提取设备，包括安装框架10、样本载架20、夹持机构30、核酸提取机构40、开盖机构50及移液机构60。

样本载架20安装于安装框架10内，且用于存放采样管a1。也就是说，待检测样本利用保存液等试剂储存在采样管a1内。当然，为了提高检测效率，样本载架20可同时存放若干采样管a1，以便于后续同时对多个采样管a1内的液体进行核酸提取。

夹持机构30安装于安装框架10内，且具有一用于夹紧或松开采样管a1的夹持位31。核酸提取机构40安装于安装框架10内，且用于对采样管a1内的液体进行核酸提取。开盖机构50安装在安装框架10内，且用于在样本载架20和夹持机构30的夹持位31之间转移采样管a1，并对被夹紧于夹持位31的采样管a1进行开盖或封盖。移液机构60安装在安装框架10内，且用于吸取位于夹持位31的采样管a1内的液体，并转移至核酸提取机构40，以便于核酸提取机构40对该液体进行核酸提取。

上述自动核酸提取设备，在实际使用时，首先，将装有待检测样本的采样管a1放置在样本载架20上。开盖机构50移动至样本载架20上，并夹持采样管a1。然后，开盖机构50移动至夹持机构30，并将夹持的采样管a1置于夹持机构30的夹持位31。夹持机构30夹紧位于该夹持位31的采样管a1。此时，开盖机构50将采样管a1的管盖拧下(即开盖)，移液机构60移动至夹持机构30的夹持位31处，并吸取位于夹持位31的采样管a1内的液体。再然后，移液机构60移动至核酸提取机构40处，并将吸取的液体释放至核酸提取机构40。核酸提取机构40用于对该液体进行核酸提取。同时，开盖机构50将管盖再次拧紧在采样管a1上(及封盖)。夹持机构30松开该采样管a1，开盖机构50将该采样管a1再次转移至样本载架20上。按照上述步骤依次循环，直至将样本载架20上所有的采样管a1内的液体分别转移至核酸提取机构40内，以便于核酸提取机构40分别对各个样本进行核酸提取。

如此，本发明的自动核酸提取设备集成了夹持机构30、开盖机构50、移液机构60及核酸提取机构40，并且利用开盖机构50和移液机构60实现了采样管a1内的液体的转移，并且利用开盖机构50对采样管a1的管盖进行自动的拧下和拧紧。与现有技术相比，本发明的自动核酸提取设备能够自动完成开盖、分杯和核酸检测，无需将样本溶液在各个仪器之间转移，实现了在自动核酸提取设备内部自动转移，从而降低了污染风险，并且简化了步骤，自动化程度高，有利于降低工作人员的劳动强度。

具体到实施例中，自动核酸提取设备包括多个核酸提取机构40，该多个核酸提取机构40能够相互独立地进行核酸提取。如此，可根据具体情况灵活的选择部分或全部核酸提取机构40分别进行核酸提取操作，一方面有利于提高设备的核酸提取效率；另一方面有利于提高设备在实际使用过程中的灵活性和兼容性。具体到附图所示的实施例中，自动核酸检测设备包括三个核酸提取机构40，该三个核酸提取机构40沿下述第一水平方向间隔布设，以便于简化移液机构60将液体转移至每个核酸提取机构40的移动路径。

请参见图4至图7所示，本发明的实施例中，自动核酸提取设备还包括安装于安装框架10内的枪头载架70，该枪头载架70用于存放枪头a2。移液机构60包括第一驱动组件、移载座612及单通道移液组件62。第一驱动组件与移载座612驱动连接，以驱动该移载座612沿一水平面移动并途经枪头载架70、夹持机构30的夹持位31和核酸提取机构40。该单通道移液组件62具有一用于可拆离地安装枪头a2的第一安装头621，从而该单通道移液组件62可通过安装在该第一安装头621上的枪头a2来吸取或吐出液体。

当移载座612移动至枪头载架70时，第一安装头621能够拾取枪头载架70上的枪头a2。当移载座612移动至夹持机构30的夹持位31时，单通道移液组件62能够通过枪头a2吸取被夹紧于夹持位31的采样管a1内的液体。当移载座612移动至核酸提取机构40时，单通道移液组件62能够将枪头a2中的液体吐出至核酸提取机构40，以便于核酸提取机构40对该液体进行核酸提取。如此，在实际使用时，在第一驱动组件的驱动作用下移载座612首先移动至枪头载架70处，使得单通道移液组件62的第一安装头621拾取枪头载架70上的枪头a2。然后，移载座612移动至夹持机构30的夹持位31处，使得单通道移液组件62通过枪头a2吸取被夹紧在夹持位31的采样管a1内的液体。再然后，移载座612移动至核酸提取机构40处，使得单通道移液组件62通过枪头a2将液体吐出至核酸提取机构40，以便于核酸提取机构40对该液体进行核酸提取。

具体到实施例中，自动核酸提取设备还包括安装于安装框架10内的试剂载架90，该试剂载架90用于存放试剂管，该试剂管内储存有例如保存液等试剂，用于接收核酸提取机构40进行核酸提取后得到的核酸提取液。移液机构60还包括安装于移载座612上的多通道移液组件63，该多通道移液组件63具有多个用于可拆离地安装枪头a2的第二安装头631。

移载座612在第一驱动组件的驱动作用下还途经试剂载架90处。当移载座612移动至枪头载架70处时，多个第二安装头631能够同时拾取枪头载架70上的枪头a2。当移载座612移动至核酸提取机构40处时，该多通道移液组件63能够通过拾取的多个枪头a2同时吸取核酸提取机构40的核酸提取液。移载座612移动至试剂载架90时，多通道移液组件63能够将多个枪头a2内的核酸提取液分别吐出至试剂载架90上的多个试剂管。如此，在实际使用时，核酸提取机构40完成核酸检测并得到核酸提取液。移载座612移动至枪头载架70处，使得多通道移液组件63的多个第二安装头631均拾取枪头a2。然后，移载座612移动至核酸提取机构40处，使得多通道移液组件63通过其上的各个枪头a2分别吸取核酸提取液。再然后，移载座612移动至试剂载架90，使得多通道移液组件63分别将其上的各个枪头a2吸取的核酸提取液释放至对应的试剂管内。

需要说明的是，利用多通道移液组件63将核酸提取机构40的核酸提取液转移至试剂载架90上的试剂管内，从而提高了核酸提取的工作效率，降低时间成本。并且，本发明的自动核酸提取设备，能够灵活的选用单通道移液组件62和多通道移液组件63进行移液操作，有利于增加了设备的灵活性和兼容性。

具体到实施例中，自动核酸提取设备还包括安装于安装框架10内的废枪头收集机构80(见图3)。移载座612在第一驱动组件的驱动作用下还途经废枪头收集机构80。当移载座612移动至废枪头收集机构80处时，单通道移液组件62能够将第一安装头621上的枪头a2释放至废枪头收集机构80，或者，多通道移液组件63能够将各个第二安装头631上的枪头a2释放至废枪头收集机构80。

如此，在将一个采样管a1内的液体转移至核酸提取机构40后，移载座612移动至废枪头收集机构80处，使得单通道移液组件62将第一安装头621上的枪头a2释放至废枪头收集机构80。然后，移载座612再移动至枪头载架70，使得单通道移液组件62的第一安装头621拾取新的枪头a2，以便于再次对另一采样管a1内的液体进行转移，避免造成污染。同理，在将同一采样管a1内的液体经过核酸检测后得到的核酸提取液全部转移至试剂载架90上的试剂管内后，移载座612移动至废枪头收集机构80处，使得多通道移液组件63将各个第二安装头631上的枪头a2释放至废枪头收集机构80。然后移载座612再移动至枪头载架70，使得多通道移液组件63的各个第二安装头631拾取新的枪头a2，以便于再次对另一采样管a1内的液体经过核酸检测后得到的核酸提取液进行转移，避免造成污染。

本发明的实施例中，第一驱动组件用于驱动移载座612沿第一水平方向和/或与该第一水平方向相交的第二水平方向移动。如此，通过利用第一驱动组件驱动移载座612在第一水平方向和第二水平方向移动，使得移载座612能够途经夹持机构30的夹持位31、核酸提取机构40、试剂管架及废枪头收集机构80处，以便于单通道移液组件62和多通道移液组件63完成响应的动作。优选地，第一水平方向与第二水平方向相垂直。具体到图3所示的实施例中，第一水平方向为左右方向，第二水平方向为上下方向，重力方向为垂直于纸面的方向。

可以理解的是，移载座612位于夹持机构30、核酸提取机构40、试剂载架90及废枪头收集机构80的上方。当移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至夹持机构30的夹持位31上方时，单通道移液组件62能将第一安装头621上的枪头a2插入至夹持位31上的采样管a1内，并吸取该采样管a1内的液体。同理，当移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至枪头载架70、核酸提取机构40、试剂载架90或废枪头收集机构80上方时，单通道移液组件62或多通道移液组件63能够完成相应动作，在此不作赘述。

一些实施例中，第一驱动组件包括第一横梁611，该第一横梁611沿第一水平方向可移动地连接于安装框架10上。移载座612沿第二水平方向可移动地连接于该第一横梁611上，从而实现移载座612沿第一水平方向和第二水平方向的移动。

具体到实施例中，第一驱动组件还包括第一驱动件613、第一主动带轮614、第一从动带轮615及第一传动带616。第一驱动件613安装于安装框架10上，第一主动带轮614传动连接于该第一驱动件613的输出轴上，使得第一驱动件613能够驱动第一主动带轮614旋转。第一从动带轮615可转动地连接于安装框架10上，且第一主动带轮614和第一从动带轮615沿第一水平方向间隔布设。第一传动带616套设于第一主动带轮614和第一从动带轮615之间，且与第一横梁611连接。如此，当需要驱动移载座612沿第一水平方向移动时，第一驱动件613驱动第一主动带轮614旋转，从而带动第一传动带616在第一主动带轮614和第一从动带轮615之间循序前移，进而带动第一横梁611及第一横梁611上的移载座612沿第一水平方向移动。可选地，第一驱动件613可以是电机。第一主动带轮614和第一从动带轮615可采用同步带轮，第一传动带616可采用同步带。

需要说明的是，第一驱动组件并不仅限于采用带传动结构来实现移载座612沿第一水平方向的移动，在其它实施例中也可采用齿轮齿条传动结构或丝杠副传动结构等来实现，在此不作限定。

具体到实施例中，第一驱动组件还包括第一丝杆、第二驱动件617及第一丝杆螺母。第一丝杆绕自身轴线可转动地连接于第一横梁611上，且第一丝杆的轴线与第二水平方向平行。第二驱动件617安装于第一横梁611上，且与第一丝杆驱动连接，以驱动第一丝杆绕自身轴线转动。第一丝杆螺母螺纹连接于第一丝杆上，且与移载座612固定连接。如此，当需要驱动移载座612沿第二水平方向移动时，第二驱动件617驱动第一丝杆绕自身轴线转动，从而驱使第一丝杆螺母沿第一丝杆的轴向(即第二水平方向)移动，进而第一丝杆螺母带动移载座612沿第二水平方向移动。可选地，第二驱动件617可以采用电机。

需要说明的是，第一驱动组件并不仅限于采用上述丝杠副传动结构来驱动移载座612沿第二水平方向移动。在其它实施例中，也可采用齿轮齿条传动结构、带传动结构等，在此不作限定。

一些实施例中，移液机构60还包括第一升降组件和第二升降组件。单通道移液组件62通过该第一升降组件安装于移载座612上。该第一升降组件用于驱动单通道移液组件62沿重力方向(即与第一水平方向和第二水分方向垂直的方向)上升或下降。多通道移液组件63通过第二升降组件安装于移载座612上，该第二升降组件用于驱动多通道移液组件63沿重力方向上升或下降。

如此，在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至枪头载架70处时，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向下降，使得单通道移液组件62的第一安装头621与枪头载架70上的枪头a2配接。然后，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向上升，从而带动与第一安装头621配接的枪头a2上升并与枪头载架70分离，即完成枪头a2的拾取。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至夹持机构30的夹持位31处时，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向下降，使得第一安装头621上的枪头a2插入至采样管a1内，此时单通道移液组件62将该采样管a1内的液体吸取至枪头a2内。然后，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向上升，使得第一安装头621上的枪头a2退出采样管a1。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至核酸提取机构40处时，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向下降，使得第一安装头621上的枪头a2插入至核酸提取机构40的内核酸提取管内，此时单通道移液组件62将枪头a2内的液体吐出至该核酸提取管内。然后，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向上升，使得第一安装头621上的枪头a2退出采样管a1。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至废枪头收集机构80处时，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向下降，使得第一安装头621上的枪头a2插入至废枪头收集机构80，使得该枪头a2与第一安装头621解除配接。然后，第一升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向上升，使得第一安装头621与枪头a2分离。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至枪头载架70处时，第二升降组件驱动单通道移液组件62沿重力方向下降，使得多通道移液组件63的每一第二安装头631与枪头载架70上对应的枪头a2配接。然后，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向上升，从而带动与各个第二安装头631配接的枪头a2上升并与枪头载架70分离，即完成枪头a2的拾取。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至核酸提取机构40处时，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向下降，使得各个第二安装头631上的枪头a2分别插入至核酸提取机构40的多个核酸提取管内，此时多通道移液组件63将各个核酸提取管内的核酸提取液分别吸取至各个枪头a2内。然后，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向上升，使得各个第二安装头631上的枪头a2分别退出多个核酸提取管。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至试剂载架90处时，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向下降，使得各个第二安装头631上的枪头a2分别插入至试剂载架90上的多个试剂管内，此时多通道移液组件63将各个枪头a2内的核酸提取液分别吐出至该多个试剂管内。然后，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向上升，使得各个第二安装头631上的枪头a2分别退出多个试剂管。

在第一驱动组件的驱动作用下移载座612沿第一水平方向和第二水平方向移动至废枪头收集机构80处时，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向下降，使得各个第二安装头631上的枪头a2均插入至废枪头收集机构80，使得各个枪头a2均与第二安装头631解除配接。然后，第二升降组件驱动多通道移液组件63沿重力方向上升，使得各个第二安装头631均与枪头a2分离。

具体到实施例中，第一升降组件包括第一升降座623、第二丝杆、第一升降驱动件622及第二丝杆螺母。第一升降座623沿重力方向可升降地连接于移载座612上。单通道移液组件62安装于第一升降座623上，以随第一升降座623一同在重力方向上上升或下降。第二丝杆绕自身轴线可转动地连接于第一升降座623上，且第二丝杆的轴线与重力方向平行。第一升降驱动件622安装于移载座612上，且与第二丝杆传动连接，以驱动第二丝杆绕自身轴线转动。第二丝杆螺母螺纹连接于第二丝杆上，且与第一升降座623固定连接，以使第一升降座623跟随第二丝杆螺母一同在重力方向上上升或下降。

如此，当单通道移液组件62需要升降时，第一升降驱动件622驱动第二丝杆旋转，从而使得第二丝杆螺母带动第一升降座623相对移载座612在重力方向上上升或下降，进而第一升降座623带动单通道移液组件62在重力方向上上升或下降。可选地，第一升降驱动件622可以采用电机。

需要说明的是，第一升降组件并不仅限于采用丝杠副传动结构来实现单通道移液组件62的升降，在其它实施例中，也可采用齿轮齿条传动结构或带传动结构等实现，在此不作限定。

具体到实施例中，第二升降组件包括第二升降座633、第三丝杆、第二升降驱动件632及第三丝杆螺母。第二升降座633沿重力方向可升降地连接于移载座612上。多通道移液组件63安装于该第二升降座633上，以随该第二升降座633一同沿重力方向移动。第三丝杆绕自身轴线可转动地连接于第二升降座633上，且该第三丝杆的轴线与重力方向平行。第二升降驱动件632安装于移载座612上，且与第三丝杆传动连接，以驱动第三丝杆绕自身轴线旋转。第三丝杆螺母螺纹连接于第三丝杆上，且与第二升降座633固定连接，以使第二升降座633跟随第三丝杆螺母一同在重力方向上上升或下降。

如此，当多通道移液组件63需要升降时，第二升降驱动件632驱动第三丝杆旋转，从而使得第三丝杆螺母带动第二升降座633相对移载座612在重力方向上上升或下降，进而第二升降座633带动多通道移液组件63在重力方向上上升或下降。可选地，第二升降驱动件632可以采用电机。

需要说明的是，第二升降组件并不仅限于采用丝杠副传动结构来实现多通道移液组件63的升降，在其它实施例中，也可采用齿轮齿条传动结构或带传动结构等实现，在此不作限定。

本发明的实施例中，开盖机构50包括第二驱动组件及开盖机械手521。第二驱动组件安装于安装框架10上，开盖机械手521驱动连接于第二驱动组件上，第二驱动组件用于驱动开盖机械手521沿第一水平方向和第二水平方向移动，使得开盖机械手521在样本载架20和夹持机构30的夹持位31之间移动，以实现采样管a1的转移。开盖机械手521用于夹持采样管a1，并利用旋转运动将采样管a1的管盖拧松或拧紧。

具体到实施例中，第二驱动组件包括第二横梁511及移动座512，第二横梁511沿第一水平方向可移动地连接于安装框架10上，移动座512沿第二水平方向可移动地连接于第二横梁511上，开盖机械手521安装在该移动座512上。

进一步地，第二驱动组件还包括第三驱动件514、第二主动带轮515、第二从动带轮516及第二传动带517。第三驱动件514安装于安装框架10上，第二主动带轮515传动连接于第三驱动件514的输出轴，以使第三驱动件514能够驱动第二主动带轮515转动。第二从动带轮516可转动地连接于安装框架10上，且第二主动带轮515和第二从动带轮516沿第一水平方向间隔布设。第二传动带517套设于该第二主动带轮515和第二从动带轮516之间，且与第二横梁511连接。如此，当需要驱动开盖机械手521沿第一水平方向移动时，第三驱动件514驱动第二主动带轮515转动，第二主动带轮515带动第二传动带517在第二主动带轮515和第二从动带轮516之间循序前移，从而第二传动带517带动第二横梁511沿第一水平方向移动，进而带动移动座512及开盖机械手521沿第一水平方向移动。

需要说明的是，第二驱动组件并不仅限于采用带传动结构来实现开盖机械手521沿第一水平方向的移动，在其它实施例中，第二驱动组件也可采用丝杠副传动结构或齿轮齿条传动结构等来实现，在此不作限定。

进一步地，第二驱动组件还包括第四丝杆、第四驱动件513及第四丝杆螺母。第四丝杆绕自身轴线可转动地连接于第二横梁511上，且第四丝杆的轴线与第二水平方向平行。第四驱动件513安装于第二横梁511上，且与第四丝杆传动连接，以驱动第四丝杆绕自身轴线旋转。第四丝杆螺母螺纹连接于第四丝杆上，且与移动座512固定连接。如此，当需要驱动开盖机械手521沿第二水平方向移动时，第四驱动件513驱动第四丝杆绕自身轴线旋转，使得第四丝杆螺母沿第二水平方向移动，从而带动移动座512及开盖机械手521沿第二水平方向移动。可选地，第四驱动件513可以采用电机。

需要说明的是，第二驱动组件并不仅限于采用丝杠副传动结构来实现开盖机械手521沿第二水平方向的移动，在其它实施例中，第二驱动组件也可采用带传动结构或齿轮齿条传动结构等来实现，在此不作限定。

具体到实施例中，开盖机构50还包括第三升降组件，开盖机械手521通过第三升降组件安装于移动座512上，第三升降组件用于驱动开盖机械手521沿重力方向上升或下降。

如此，当开盖机械手521跟随移动座512移动至样本载架20上方时，第三升降组件驱动开盖机械手521下降，使得开盖机械手521能够夹紧采样管a1的管盖。然后，第三升降组件驱动开盖机械手521上升，使得被夹紧的采样管a1与样本载架20分离。

当开盖机械手521跟随移动座512移动至夹持机构30的夹持位31上方时，第三升降组件驱动开盖机械手521下降，使得开盖机械手521能够将采样管a1插入至夹持位31，并被夹持机构30夹紧。然后，开盖机械手521带动采样管a1的管盖旋转，从而拧下管盖。待单通道移液组件62将该采样管a1内的液体取走后，开盖机械手521将管盖重新拧紧在采样管a1上。再然后，夹持机构30松开采样管a1，第三升降组件驱动开盖机械手521上升，从而使得采样管a1与夹持机构30分离。

进一步地，第三升降组件包括第三升降座522、第五丝杆、第三升降驱动件523及第五丝杆螺母。第三升降座522沿重力方向可升降地连接于移动座512上。开盖机械手521安装于该第三升降座522上，以随该第三升降座522一同上升或下降。第五丝杆绕自身轴线可转动地连接于第三升降座522上，且第五丝杆的轴线与重力方向平行。第三升降驱动件523安装于移载座612上，且与第五丝杆传动连接，以驱动第五丝杆绕自身轴线转动。第五丝杆螺母螺纹连接于第五丝杆上，且与第三升降座522固定连接。如此，当需要驱动开盖机械手521上升或下降时，第三升降驱动件523驱动第五丝杆绕自身轴线转动，从而驱动第五丝杆螺母沿重力方向移动，使得第五丝杆螺母带动第三升降座522及开盖机械手521沿重力方向移动。可选地，第三升降驱动件523可以采用电机。

需要说明的是，第三升降组件并不仅限于采用丝杠副传动结构来实现开盖机械手521的上升或下降，在其它实施例中，第三升降组件也可采用齿轮齿条传动结构或带传动结构等来实现，在此不作限定。

请参见图8所示，基于上述自动核酸提取设备，本发明还提供一种应用上述任一实施例中所述的自动核酸提取设备的核酸提取方法，包括步骤：

S10、开盖机构50将样本载架20上的采样管a1转移至夹持机构30的夹持位31；

S20、夹持机构30夹紧位于夹持位31的采样管a1；

S30、开盖机构50将位于夹持位31的采样管a1上的管盖拧下；

S40、移液机构60的单通道移液组件62移动至夹持位31处，并吸取位于夹持位31的采样管a1内的液体；

S50、移液机构60的单通道移液组件62移动至核酸提取机构40处，以将吸取的液体释放至核酸提取机构40；

S60、开盖机构50将管盖重新拧紧在位于夹持位31的采样管a1上，并将位于夹持位31的采样管a1转移至样本载架20上。

需要说明的是，可依次循环执行上述步骤S10至S60，直至样本载架20上的各个采样管a1内的液体均被转移至核酸提取机构40。并且，当其中一个核酸提取机构40的样本(即采样管a1内的液体)数量足够之后，该核酸提取机构40开始进行核酸提取。

进一步地，开盖机构50将样本载架20上的采样管a1转移至夹持机构30的夹持位31的过程中，利用安装在安装框架10上的扫码器81对采样管a1上的标识码进行识别，以获取该采样管a1的信息。

进一步地，核酸提取方法还包括步骤：

S70、移液机构60的多通道移液组件63移动至核酸提取机构40处，以吸取核酸提取机构40的核酸提取液，并将该核酸提取液转移至试剂载架90上的试剂管内。

需要说明的是，步骤S70与步骤S10至S60可同步进行，也就是说采样管a1内液体的转移和核酸提取液的转移可同步进行，有利于提高检测效率。

进一步地，在步骤S40之前还包括步骤：移液机构60的单通道移液组件62移动至枪头载架70处，并拾取枪头载架70上的枪头a2。

进一步地，在步骤S50之后还包括步骤：移液机构60的单通道移液组件62移动至废枪头收集机构80处，并将枪头a2释放至废枪头收集机构80。

进一步地，在步骤70之前还包括步骤：移液机构60的多通道移液组件63移动至枪头载架70处，并拾取枪头载架70上的枪头a2。

进一步地，在步骤70之后还包括步骤：移液机构60的多通道移液组件63移动至废枪头收集机构80处，并将枪头a2释放至废枪头收集机构80。

需要说明的是，当核酸提取机构40的深孔板内未预封装各种用于核酸提取的试剂(例如裂解液、洗涤液和洗脱液等)时，在步骤S40之前还包括步骤：

移液机构60的单通道移液组件62移动至试剂载架90处，并吸取位于试剂载架90上的试剂管内的试剂；

移液机构60的单通道移液组件62移动至核酸提取机构40处，以将吸取的试剂释放至核酸提取机构40的深孔板中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种自动核酸提取设备，其特征在于，包括：

安装框架(10)；

样本载架(20)，安装于所述安装框架(10)内，且用于存放采样管(a1)；

夹持机构(30)，安装于所述安装框架(10)内，且具有一用于夹紧或松开采样管(a1)的夹持位(31)；

核酸提取机构(40)，安装于所述安装框架(10)内，且用于进行核酸提取；

开盖机构(50)，安装于所述安装框架(10)内，且用于在所述样本载架(20)和所述夹持位(31)之间转移采样管(a1)，并对被夹紧于所述夹持位(31)的采样管(a1)进行开盖或封盖；及

移液机构(60)，安装于所述安装框架(10)内，且用于吸取位于所述夹持位(31)的采样管(a1)内的液体，并转移至所述核酸提取机构(40)。

2.根据权利要求1所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述自动核酸提取设备还包括安装于所述安装框架(10)内的枪头载架(70)，所述枪头载架(70)用于存放枪头；

所述移液机构(60)包括第一驱动组件、与所述第一驱动组件驱动连接的移载座(612)以及安装在所述移载座(612)上的单通道移液组件(62)；所述第一驱动组件用于驱动所述移载座(612)沿一水平面移动并途经所述枪头载架(70)、所述夹持位(31)和所述核酸提取机构(40)，所述单通道移液组件(62)具有一用于可拆离地安装所述枪头的第一安装头(621)；

当所述移载座(612)移动至所述枪头载架(70)时，所述第一安装头(621)能够拾取所述枪头载架(70)上的枪头；当所述移载座(612)移动至所述夹持位(31)时，所述单通道移液组件(62)通过枪头吸取采样管(a1)内的液体；当所述移载座(612)移动至所述核酸提取机构(40)时，所述单通道移液组件(62)能够将枪头内的液体吐出至所述核酸提取机构(40)。

3.根据权利要求2所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述自动核酸提取设备还包括安装于所述安装框架(10)内的试剂载架(90)，所述试剂载架(90)用于存放试剂管；

所述移液机构(60)还包括安装于所述移载座(612)上的多通道移液组件(63)，所述多通道移液组件(63)具有多个用于可拆离地安装所述枪头的第二安装头(631)；

所述移载座(612)在所述第一驱动组件的驱动作用下还途经所述试剂载架(90)；当所述移载座(612)移动至所述枪头载架(70)时，多个所述第二安装头(631)能够同时拾取所述枪头载架(70)上的枪头；当所述移载座(612)移动至所述核酸提取机构(40)时，所述多通道移液组件(63)能够通过多个枪头同时吸取所述核酸提取机构(40)的核酸提取液；所述移载座(612)移动至所述试剂载架(90)时，所述多通道移液组件(63)能够将多个枪头内的核酸提取液分别吐出至所述试剂载架(90)上的多个试剂管。

4.根据权利要求3所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第一驱动组件用于驱动所述移载座(612)沿第一水平方向和/或与所述第一水平方向相交的第二水平方向移动。

5.根据权利要求4所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一横梁(611)，所述第一横梁(611)沿所述第一水平方向可移动地连接于所述安装框架(10)上，所述移载座(612)沿所述第二水平方向可移动地连接于所述第一横梁(611)上。

6.根据权利要求5所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第一驱动组件还包括第一驱动件(613)、第一主动带轮(614)、第一从动带轮(615)及第一传动带(616)；

所述第一驱动件(613)安装于所述安装框架(10)上，所述第一主动带轮(614)传动连接于所述第一驱动件(613)的输出轴上，所述第一从动带轮(615)可转动地连接于所述安装框架(10)上，且所述第一主动带轮(614)和所述第一从动带轮(615)沿所述第一水平方向间隔布设；所述第一传动带(616)套设于所述第一主动带轮(614)和所述第一从动带轮(615)之间，且与所述第一横梁(611)连接。

7.根据权利要求5所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第一驱动组件还包括第一丝杆、第二驱动件(617)及第一丝杆螺母，所述第一丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第一横梁(611)上，且所述第一丝杆的轴线与所述第二水平方向平行，所述第二驱动件(617)安装于所述第一横梁(611)上，且与所述第一丝杆驱动连接，所述第一丝杆螺母螺纹连接于所述第一丝杆上，且与所述移载座(612)固定连接。

8.根据权利要求3所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述移液机构(60)还包括第一升降组件和第二升降组件，所述单通道移液组件(62)通过所述第一升降组件安装于所述移载座(612)上，所述第一升降组件用于驱动所述单通道移液组件(62)沿重力方向上升或下降，所述多通道移液组件(63)通过所述第二升降组件安装于所述移载座(612)上，所述第二升降组件用于驱动所述多通道移液组件(63)沿重力方向上升或下降。

9.根据权利要求8所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第一升降组件包括第一升降座(623)、第二丝杆、第一升降驱动件(622)及第二丝杆螺母；所述第一升降座(623)沿重力方向可升降地连接于所述移载座(612)上，所述单通道移液组件(62)安装于所述第一升降座(623)上；所述第二丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第一升降座(623)上，且所述第二丝杆的轴线与重力方向平行；所述第一升降驱动件(622)安装于所述移载座(612)上，且与所述第二丝杆传动连接；所述第二丝杆螺母螺纹连接于所述第二丝杆上，且与所述第一升降座(623)固定连接。

10.根据权利要求8所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述第二升降组件包括第二升降座(633)、第三丝杆、第二升降驱动件(632)及第三丝杆螺母；所述第二升降座(633)沿重力方向可升降地连接于所述移载座(612)上，所述多通道移液组件(63)安装于所述第二升降座(633)上；所述第三丝杆绕自身轴线可转动地连接于所述第二升降座(633)上，且所述第三丝杆的轴线与重力方向平行；所述第二升降驱动件(632)安装于所述移载座(612)上，且与所述第三丝杆传动连接；所述第三丝杆螺母螺纹连接于所述第三丝杆上，且与所述第二升降座(633)固定连接。

11.根据权利要求1所述的自动核酸提取设备，其特征在于，所述核酸提取机构(40)包括多个，多个所述核酸提取机构(40)能够相互独立地进行核酸提取。

12.一种应用如权利要求1至11任一项所述的自动核酸提取设备的核酸提取方法，其特征在于，包括步骤：

所述开盖机构(50)将所述样本载架(20)上的采样管(a1)转移至所述夹持机构(30)的所述夹持位(31)；

所述夹持机构(30)夹紧位于所述夹持位(31)的采样管(a1)；

所述开盖机构(50)将位于所述夹持位(31)的采样管(a1)上的管盖拧下；

所述移液机构(60)移动至所述夹持位(31)处，并吸取位于所述夹持位(31)的采样管(a1)内的液体；

所述移液机构(60)移动至所述核酸提取机构(40)处，以将吸取的液体释放至所述核酸提取机构(40)；

所述开盖机构(50)将管盖重新拧紧在位于所述夹持位(31)的采样管(a1)上，并将位于所述夹持位(31)的采样管(a1)转移至所述样本载架(20)上。

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