专利名称：自动提纯设备、多井板试样盒以及用于从生物试样提取核酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种自动提纯设备以及一种在自动提纯设备中使用的多井板试样盒 (kit)，所述自动提纯设备用于通过使用磁性粒子从多个生物试样分离目标材料，所述磁性 粒子待被可逆地耦合到所述目标材料。另外，本发明涉及一种用于通过使用上述自动提纯设备从生物试样提取核酸的方法。
背景技术：
已经研制出从生物试样分离核酸、蛋白质等的多种技术。传统上，通常使用沉淀、 液相萃取、电泳、层析等。近来，研制了固相萃取来用于较简单的处理。在固相萃取技术中， 使用附着有高选择性配体的高选择性固体材料或固体颗粒。根据该方法，生物试样溶解在 允许目标材料选择性粘附的溶液中。在目标材料附着在固体材料上之后，从所述溶液分 离固体材料，然后洗去粘附到固体的液体，以去除其它杂质，从而从溶液分离期望的目标材 料。在固相萃取方法中，使用装满有细固体颗粒或过滤膜的柱。使用具有较大表面积的细 颗粒来增大粘附体积，当试样的体积较小时使用过滤膜。然而，使用细颗粒或过滤膜存在的 问题在于溶液很慢地流过小孔。因此，为了提高溶液流量，使用离心机来提高离心力，或者 通过施加或降低压力来形成压差。然而，基于离心的方法不太适于自动化。尽管基于压差 的方法能够较简单地自动化，但是，当处理多个试样时，试样之间的溶液流量可能不同。通过使用具有较大表面积的细磁性粒子能够解决该问题。通过将生化物质迅速粘 附到悬浮固体上，通过施加磁场使磁性粒子与目标材料结合聚集然后去除溶液，可以便利 地分离目标材料。该方法从20世纪70年代便已被研制(USP 3，970, 518 ；USP 3，985，649)。 因为该方法能够容易地自动化，因此，已研制出用于利用磁性粒子分离目标材料的多种设 备.利用磁性粒子从生物溶液分离目标材料的方法包括下列3个阶段粘附目标材 料；去除溶液并洗涤；以及分离目标材料。该过程必须自动化。尽管看起来复杂，但是该过 程基于磁性粒子的状态可以被分成两种操作。一种操作是使磁性粒子均勻地悬浮在溶液 中，另一种操作是聚集悬浮在溶液中的磁性粒子。为了使磁性粒子均勻地悬浮在溶液中，可以剧烈地摇动保持溶液的容器，以形成 漩涡。任选地，可以利用杆搅拌溶液以形成漩涡。另外，溶液可以被不断地吸入或和吸出， 以形成漩涡。为了聚集悬浮在溶液中的磁性粒子，而施加磁场。磁场可以来自永磁体或者电磁 体。通常，与电磁体不同，永磁体的优点在于可以在不产生热的情况下形成强磁场。然而， 由于永磁体不能象电磁体中那样接通/切断磁通量，因此，必须在磁性粒子的溶液与磁体 之间进行物理切换。这使得自动化困难。聚集磁性粒子所在的位置基于施加磁场的位置而改变。由于聚集磁性粒子所在的位置在有效地去除溶液时很重要，因此，已经研制出与之相关的技术。已经研制出主要用 于基于抗原-抗体反应的诊断装置和核酸提取装置的使用磁性粒子的分离设备。Pasteur Sanofi Diagnostic (USP5, 558，839)研制出将磁性粒子附着在96井板的底部上然后使它 们再次悬浮的方法。该方法的相关问题在于在去除溶液时底部处的磁性粒子可能损失。为 了解决该问题，已研制出这样的方法(W0 96/26011)，S卩，在容器旁提供磁体，使磁体或容器 旋转以形成悬浮液，然后停止旋转，从而磁性粒子聚集在容器的壁上。日立公司研制出一 种系统(USP5，770，461)，通过该系统利用恒定磁场和交变磁场可以进行聚集和悬浮。根据 该方法，利用恒定磁场使磁性粒子附着在管壁上，在洗涤之后，利用交变磁场使磁性粒子悬 浮。Amersham International公司研制出一种系统(USP 5，897，783)，利用该系统通过相 对于容器竖直地移动环形磁体以切换磁场而将磁性粒子附着在呈圆形的管的内壁上。根据 前述的方法，磁性粒子聚集在反应容器中，并且在去除溶液并添加新鲜溶液之后，磁性粒子 再次悬浮。与这些方法相比，Labsystems研制出一种使磁性粒子在保持溶液的反应容器之间 运动以使它们悬浮的方法。该系统配备有杆和杆容纳部，所述杆能够象钓鱼杆一样上下运 动。在杆的下端处设置永磁体，所述杆容纳部是允许磁场穿过的塑料杆，并且防止杆接触溶 液(USP 6，040，192)。如下进行操作。在其中磁性杆位于杆容纳部外部的状态下，杆容纳部 被置于容纳磁性粒子的反应溶液中，并且上下运动，使得可以与磁性粒子发生反应。然后， 将磁性杆插入杆容纳部中，并且使磁性粒子借助来自磁性杆的磁场而附着在磁性杆容纳部 的表面上。然后，附着有想要的目标材料的磁性粒子随磁性杆和杆容纳部一起移动到下一 种溶液。之后，从杆容纳部拉出磁性杆，以去除磁场，并且使杆容纳部上下运动，从而使磁性 粒子悬浮在新溶液中。由Bionex(KR10-0483684)研制出借助相同原理进行操作的自动核 酸提取器。与USP 6，040，192—样，其将磁性粒子附着到容纳多个磁性杆的杆容纳部并且 通过将其移动到另一种溶液并悬浮磁性粒子来提取核酸。Labsystems和Bionex的两种技 术均限制为处理多个试样，因为它们被设计成成排地处理试样。因此，由CoreBio System 研制出一种使用杆和布置在二维阵列中的杆容纳部(例如，布置在96井板中)以自动提取 多个试样的技术(KR 10-0720044)。根据该三种技术，相应的溶液位于特定的位置，并且在 选择性附着和洗涤之后，使目标材料与最终溶液中的磁性粒子分离，以分离想要的物质。从 而，必须进行将试样从最终溶液转移到用于贮存的容器的棘手过程。另外，由于目标材料被 转移至附着在杆容纳部上，因此，在初始设置期间需要小心，以避免表面污染。而且，设置单 独的杆容纳部和溶液盒也极其麻烦。存在一种允许磁性粒子和溶液如期望那样转移的灵活方法。Labsystems的USP 5，647，994 (优先权日期1993年6月21日)描述了几种利用一次性吸管分离磁性粒子的 方法。其是USP 5，702，950或USP6，187，270之前的、关于将磁性粒子附着到吸管的现有 技术。通过绕吸管布置环状磁体使得吸管穿过磁体而向该吸管施加磁场。然后，通过磁体 的上下运动来切换磁场。可选的是，通过移动被固定的环状磁体和吸管之间的磁场屏蔽金 属来切换磁场。USP 5，647，994还首次提出了通过上下移动磁性杆来悬浮并收集磁性粒 子，该磁性杆由杆容纳部保护，以免于其与中央处的溶液接触。其先于由同一公司所拥有 的USP 6，040，192。在权利要求1和2中，USP 5，647，994分别公开了一种从含有磁性粒子 的第一溶液分离磁性粒子并且将磁性粒子转移到第二溶液的方法和一种用于该方法的分离装置。权利要求1要求保护一种方法，该方法包括提供管状构件，该管状构件限定串联连接到喷射导槽的分离室，其中，所述喷射导槽在管状构件的一端处限定流动口，并且该喷 射导槽的直径小于分离室的直径；提供用于产生磁场的磁体元件；借助流动口将第一溶液 通过喷射导槽引入分离室中；将磁体元件布置在与分离室的外侧相邻的第一位置和分离室 内的第二位置中的一个位置处；激活磁体元件，使得当磁体元件布置于第一位置时磁性粒 子在磁体元件的磁场的影响下在第一溶液侧处收集在分离室的内侧，当磁体元件布置在第 二位置时磁性粒子收集在磁体元件的收集表面上；在激活磁体元件之后，借助流动口通过 喷射导槽去除第一溶液；在去除第一溶液之后，借助流动通过喷射导槽将第二溶液引入容 器中；以及使磁体元件无效，使得磁体元件的磁场不再将磁性粒子保持在以下之一处，即， 在磁体元件布置于第一位置时保持在分离室的内表面，并且在引入第二溶液之后在磁体元 件布置于第二位置中时保持在收集表面上。权利要求2要求保护一种分离装置，该分离装 置包括管状构件，该管状元件具有第一部分，该第一部分限定串联连接到喷射导槽的分离 室，其中，所述喷射导槽在管状构件的一端处限定流动口，并且该喷射导槽的直径小于分离 室的直径；磁体元件，该磁体元件被布置在与分离室的外侧相邻的第一位置和分离室内的 第二位置中的一个位置处，其中，磁体元件适于处于这样的状态，即，当磁体元件布置在第 一位置时在磁场的影响下保持该磁性粒子，或者在磁体元件布置在第二位置时磁场不再保 持所述磁性粒子；其中，所述管状构件具有第二部分，该第二部分限定串联连接到远离喷射 导槽的分离室的筒状导槽，所述筒状导槽接收可动活塞，用于将液体引入分离室中并且从 分离室去除液体。Precision System Science的USP 5，702，950 (优先权日1994年6月 14日)公开了一种用于利用在免疫化学分析仪中使用的磁性粒子的吸引和释放磁性材料 的方法。使用该技术的分析仪被作为分案申请(USP 6，231，814)提交。基本上，该技术基 于与USP 5，647，994相同的原理，因此磁性粒子附着到吸管。差异之处在于通过在一侧处 靠近或远离吸管移动磁体而控制磁场。用于吸引和释放磁性材料的方法包括提供具有吸 液管线和一个或多个磁体的吸管装置，该吸液管线包括液体入口，所述液体入口用于从容 器抽吸包含磁性粒子的液体，并且排出该液体，所述一个或多个磁体可分离地装配到吸管 装置的吸液管线的外表面上；所述吸管装置通过吸收并保持包含在液体中并且因由吸液管 线的内表面上的一个或多个磁体产生的磁场而附着到吸液管线的磁性材料，并通过借助磁 场的中断效果从吸液管线释放磁性材料，使得磁性材料通过液体入口与吸液管线外部的液 体一起排出，从而提供吸引/释放控制。 Roche Diagnostics提出了一种用于从液体分离磁性粒子借此使永磁体靠近一次 性吸头以附着磁性粒子的装置(USP 6，187，270)。该装置包括连接到泵的吸管；磁体；以 及用于使所述吸管朝所述磁体或远离所述磁体相对运动的移动装置。USP 6，187，270的权 利要求1要求保护一种用于从液体分离磁性微粒的装置，该装置包括具有内壁的吸管，该 吸管容纳其中包含磁性微粒的液体，其中，该吸管可沿纵向旋转；泵，该泵与所述吸管连接； 磁体，该磁体位于所述吸管的外部，并且可定位成施加磁场，以将磁性微粒附着在所述吸管 的内壁上；以及移动装置，该移动装置用于使所述吸管和所述磁体相对运动，以使它们中的 至少一个朝向彼此运动。权利要求2要求保护一种用于从液体分离磁性微粒的装置，该装 置包括吸管，该吸管具有内壁，该吸管容纳其中包含磁性微粒的液体；泵，该泵与所述吸 管连接；磁体，该磁体位于所述吸管的外部，并且可定位成施加磁场，以将磁性微粒附着在所述吸管的内壁上；以及移动装置，该移动装置用于使所述吸管和所述磁体相对运动，以使 它们中的至少一个朝向彼此运动，其中，所述磁体可以沿所述吸管的纵向运动。另一个独立 权利要求还涉及通过所述吸管和所述磁体的相对运动来收集和释放磁性微粒。如上所述，上述方法通过将磁性微粒附着到一次性吸管的吸头然后使它们在另一 种溶液中悬浮而从溶液分离该磁性微粒。然而，它们在方便且快速地处理多个试样方面受 到限制。

发明内容
技术问题本发明涉及一种用于从多个生物试样方便且快速地分离想要的材料的自动提纯 设备。尽管已研制出使用磁性粒子处理生物试样的许多设备，但它们大多因结构复杂而尺 寸较大。另外，它们昂贵且难以使用。具体地，由于在使用磁性纳米粒子的自动提纯设备中 对于一个试样使用一个溶液单元和一个吸管，因此，当处理多个试样时存在成本和设定时 间的问题。另外，在完成提纯后由于被提纯核酸必须从净化体转移到存储容器，因此，在手 动提纯核酸时优点很少。因此，那些设备未被广泛使用，并且在大多数实验室中，核酸被手 动(例如，通过使用离心机)提纯。结果，在提纯核酸时，核酸提纯的再现性低并且许多高 质量的人类资源被浪费。为了解决该问题，本发明涉及提供多井板试样盒和自动提纯设备， 以允许快速、方便和经济地提纯核酸，其中，所述试样盒构造有包含不同溶液(包括磁性粒 子)的多井单元，从而反应剂可以被快速且方便地加载，许多吸管被设置成两排，以允许处 理多个试样，同时降低设备尺寸，在相同的时间间隔期间向每排吸管施加均勻磁场，从吸管 插入至最终制品转移到试样存储容器的整个过程自动化。本发明还涉及提供一种用于提取核酸的方法，该方法能够防止可能由于与随核酸 一起洗提的酒精直接或间接的反应造成的在聚合酶链式反应、实时聚合酶链式反应、定序 反应等中使用的酶的活性和敏感性降低。技术方案本发明提供一种自动提纯设备，该自动提纯设备用于通过使用磁性磁子从多个生 物试样分离目标材料，所述磁性粒子待被可逆地耦合到所述目标材料，该自动提纯设备包 括吸管单元，该吸管单元具有安装成至少两排的多个吸管，该多个吸管用于将包含目标材 料的生物试样吸入并排出该多个吸管；固定体，该固定体支撑所述吸管单元；磁场施加单 元，该磁场施加单元用于向安装在所述吸管单元上的每排所述吸管施加并释放磁场；吸管 单元上/下运动装置，该吸管单元上/下运动装置使所述吸管单元上下运动；以及吸管单元 前/后运动装置，该吸管单元前/后运动装置使所述吸管单元上下运动。所述吸管单元可以包括活塞固定板，在该活塞固定板中多个活塞被设置成两排； 活塞运动装置，该活塞运动装置使所述活塞固定板上下运动；活塞引导单元，该活塞引导单 元具有引导所述多个活塞上下运动的活塞引导孔；以及吸管安装单元，该吸管安装单元在 所述活塞引导单元的下方成两排延伸，以与布置成两排的所述多个吸管的内周接合，该吸 管安装单元具有与所述活塞引导孔分别连通的多个连接孔。在所述吸管安装单元的外周可 以设置接合环，使得所述吸管安装单元可以与所述吸管的内周接合。所述吸管单元可以包括活塞引导单元支撑板，该活塞引导单元支撑板支撑所述活塞引导单元；导杆，该导杆从所述活塞引导单元支撑板的上表面突出，并且引导所述活塞 固定板上下运动；以及吸管分离单元，该吸管分离单元与所述活塞固定板的下表面接触，并 且分离安装在所述吸管安装单元上的所述多个吸管。所述吸管分离单元可包括可分离的 上板，该可分离的上板设置在所述活塞引导单元的上方，所述多个活塞穿过该可分离的上 板；可分离的下板，该可分离的下板设置在所述活塞引导单元支撑板的下方，并且通过向下 挤压安装在所述吸管安装单元上的所述多个吸管的上端而分离所述多个吸管；上/下连接 杆，该上/下连接杆将所述可分离的上板和所述可分离的下板以一定的间隙连接；突出杆， 该突出杆设置在所述可分离的下板的上表面上，并且通过形成于所述活塞引导单元支撑板 上的通孔突出到所述活塞引导单元支撑板的上方；以及弹簧，该弹簧的下端由所述活塞引 导单元支撑板的所述上表面支撑，并且该弹簧的下端由所述突出杆的上端支撑，以施加弹 性力，使得将所述可分离的下板紧固到所述活塞引导单元支撑板。所述活塞运动装置可以包括活塞驱动马达支撑板，该活塞驱动马达支撑板由所 述导杆支撑，并且其上安装有活塞驱动马达；以及活塞控制螺杆，该活塞控制螺杆通过所述 活塞驱动马达上下运动，并且该活塞控制螺杆的下端与所述活塞固定板连接。所述磁场施 加单元可以包括第一排磁体安装单元，该第一排磁体安装单元具有用于向安装在所述第 一排吸管架上的所述吸管施加磁场的磁体；第二排磁体安装单元，该第二排磁体安装单元 具有用于向安装在所述第二排吸管架上的所述吸管施加磁场的磁体；第一排磁体安装单元 运动装置，该第一排磁体安装单元运动装置用于控制所述第一排磁体安装单元的所述磁体 与安装在所述第一排吸管单元上的所述吸管之间的距离；以及第二排磁体安装单元运动装 置，该第二排磁体安装单元运动装置用于控制所述第二排磁体安装单元的所述磁体与安装 在所述第二排吸管单元上的所述吸管之间的距离，其中，由所述第一排磁体安装单元和所 述第一排磁体安装单元运动装置施加到所述第一排吸管的磁场的强度和时间与由所述第 二排磁体安装单元和所述第二排磁体安装单元运动装置施加到所述第二排吸管的磁场的 强度和时间相同。所述第一排磁体安装单元包括第一排中间板，该第一排中间板通过所述第一排 磁体安装单元运动装置定位在所述第一排吸管中的相邻吸管之间，并且在该第一排中间板 上安装有磁体以及第一排端板，该第一排端板通过所述第一排磁体安装单元运动装置定 位在位于所述第一排吸管中的一侧端处的吸管的外部，并且在该第一排端板上安装有磁 体，所述第二排磁体安装单元包括第二排中间板，该第二排中间板通过所述第二排磁体安 装单元运动装置定位在所述第二排吸管中的相邻吸管之间，并且在该第二排中间板上安装 有磁体以及第二排端板，该第二排端板通过所述第二排磁体安装单元运动装置定位在位 于所述第二排吸管中的一侧端处的吸管的外部，并且在该第二排端板上安装有磁体。所述 第一排中间板和所述第一排端板可具有沿与所述第一排吸管的行向平行的方向设置的通 孔，以允许安装所述磁体，所述第二排中间板和所述二排端板具有沿与所述第二排吸管的 行向平行的方向设置的通孔，以允许安装所述磁体。所述第一排磁体安装单元运动装置可以包括第一排齿轮，该第一排齿轮与所述 吸管单元连接，并通过磁体安装单元马达旋转；和第一排旋转轴，该第一排旋转轴借助所述 第一排齿轮的旋转而旋转。所述第二排磁体安装单元运动装置可以包括第二排齿轮，该第 二排齿轮与所述吸管单元连接，并当与所述第一排齿轮接合时沿与所述第一排齿轮相反的方向旋转；和第二排旋转轴，该第二旋转轴借助所述第二排齿轮的旋转而旋转。所述第一排 磁体安装单元可以与所述第一排旋转轴径向连接而旋转，所述第二排磁体安装单元可以与 所述第二排旋转轴径向连接而旋转。所述吸管单元可以被安装在所述固定体上而可上下运动。所述吸管单元上/下运 动装置可以包括上/下运动马达，该上/下运动马达设置在所述固定体处；和上/下运动 螺杆，该上/下运动螺杆通过所述上/下运动马达旋转，以使固定到所述吸管单元的固定螺 母上下运动，所述吸管单元前/后运动装置可以包括前/后运动支撑杆，该前/后运动支 撑杆支撑所述固定体而可前后运动；和前/后运动带，该前/后运动带附接到所述固定体， 以使该固定体前后运动。所述自动提纯设备可以包括位于所述固定体下方的基板，所述基 板上安装有多井板试样盒；吸管架，该吸管架可插入地保持安装在所述吸管单元上的成 两排的多个吸管；试样存储管架，该试样存储管架可插入地保持用于存储被提纯试样的、成 两排的所述多个试样存储管；以及废物瓶，该废物瓶用于保持从安装在所述吸管单元上的 所述多个吸管排出的废液。所述基板可以具有高温反应单元，该高温反应单元用于加热安 装在其上的、被可插入地保持成两排的多个高温反应管。所述自动提纯设备可以包括外壳， 该外壳容纳所述吸管单元、所述固定体、所述吸管单元上/下运动装置、所述吸管单元前/ 后运动装置和所述基板，其中，在所述外壳中设置用于灭菌的UV灯或臭氧发生器。本发明还提供一种在所述自动提纯设备中使用的多井板试样盒，该多井板试样盒 包括布置成两个相邻排的多个单元井和密封所述多个单元井的上端的薄膜，其中，用于提 取目标材料的溶液被容纳在除了至少一个单元井以外的单元井中，使得在相同单元井中容 纳相同溶液。容纳在所述被密封的单元井的其中一个中的溶液可以是水悬浮液，其中，磁性 粒子悬浮，悬浮在所述水悬浮液中的所述磁性粒子是涂覆有硅石的球形磁性粒子。本发明还提供一种使用所述自动提纯设备从生物试样提取核酸的方法，该方法 包括利用吸管将生物试样与容纳在多井板试样盒的井中的细胞溶解液混合；利用所述吸 管使与所述细胞溶解液混合的所述试样与容纳在所述多井板试样盒的井中的耦合溶液混 合；利用所述吸管使具有所述耦合溶液的混合物与容纳在所述多井板试样盒的井中的磁 性粒子的水悬浮液混合；在其中具有所述耦合溶液的混合物被保持在所述吸管中的状态 下，向所述吸管施加排放压力，使得所述混合物从所述吸管排出，同时，向所述吸管施加磁 场，使得所述磁性粒子和附着到所述磁性粒子的材料不因排放压力排出，而是保留在所述 吸管中；释放所述磁场，并且使所述磁性粒子和附着到所述磁性粒子的所述材料与容纳在 所述多井板试样盒的井中的包含酒精的洗涤溶液混合，以从所述磁性粒子去除核酸之外的 杂质；在其中具有所述洗涤溶液的混合物被保持在所述吸管中的状态下，向所述吸管施加 排放压力，使得所述混合物从所述吸管排出，同时，向所述吸管施加磁场，使得附着有核酸 的所述磁性粒子不因排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且将附着有 所述核酸的所述磁性粒子注入到高温反应单元上的高温反应管中，以从保留在所述磁性粒 子上的所述洗涤溶液去除所述酒精；利用所述吸管使容纳在所述多井板试样盒的井中的核 酸洗提液与保持在所述高温反应管中的所述磁性粒子混合，以洗提核酸；以及，在其中包含 从所述磁性粒子洗提的所述核酸的所述核酸洗提液和所述磁性粒子被保持在所述吸管中 的状态下，向所述吸管施加排放压力，使得包含所述核酸的所述洗提液从所述吸管排出，同 时，向所述吸管施加磁场，使得所述磁性粒子不因排放压力排出，而是保留在所述吸管中。
本发明还提供一种使用所述自动提纯设备从生物试样提取核酸的方法，该方法包括利用吸管使容纳在多井板试样盒的井中的生物试样与容纳在所述多井板试样盒的井中 的细胞溶解液混合；利用所述吸管使所述细胞溶解液和具有溶解细胞的所述生物试样与容 纳在所述多井板试样盒的井中的耦合溶液混合；利用所述吸管使具有所述耦合溶液的混合 物与容纳在所述多井板试样盒的井中的磁性粒子的水悬浮液混合；在其中具有所述耦合溶 液的混合物被保持在所述吸管中并且位于所述废物瓶上方的状态下，通过活塞的向下运动 而向所述吸管施加排放压力，使得具有所述耦合溶液的所述混合物从所述吸管排出，同时， 使用磁体安装单元向所述吸管施加磁场，使得所述磁性粒子和附着到所述磁性粒子的材料 不因排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且使所述磁性粒子和附着到 所述磁性粒子的所述材料与容纳在所述多井板试样盒的井中的包含酒精的洗涤溶液混合， 以从所述磁性粒子去除核酸之外的杂质；在其中具有所述洗涤溶液的混合物被保持在所述 吸管中并且位于所述废物瓶上方的状态下，通过所述活塞的向下运动而向所述吸管施加排 放压力，使得具有所述耦合溶液的所述混合物从所述吸管排出，同时，使用所述磁体安装单 元向所述吸管施加磁场，使得附着有核酸的所述磁性粒子不因排放压力排出，而是保留在 所述吸管中；释放所述磁场，并且将附着有所述核酸的所述磁性粒子注入到高温反应管中， 以从保留在所述磁性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精；利用所述吸管使容纳在所述多 井板试样盒的井中的核酸洗提液与保持在所述高温反应管中的所述磁性粒子混合，以分离 所述核酸；以及，在其中包含从所述磁性粒子分离的所述核酸的所述核酸洗提液和所述磁 性粒子被保持在所述吸管中并且位于所述试样存储管上方的状态下，通过所述活塞的向下 运动而向所述吸管施加排放压力，使得包含所述核酸的所述核酸洗提液从所述吸管排出， 同时，使用磁体安装单元向所述吸管施加磁场，使得所述磁性粒子不因排放压力排出，而是 保留在所述吸管中。从保留在所述磁性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精可以包括在其中所述磁 性粒子保持在所述吸管中的情况下，通过所述活塞的向上运动将容纳在所述多井板试样盒 的井中的酒精注入到所述吸管，以允许容易地将所述磁性粒子注入到所述高温反应管中； 并且将从所述多井板试样盒的所述井注入到所述吸管的所述酒精随附着有核酸的所述磁 性粒子一起被注入到所述高温反应管。从保留在所述磁性粒子上的所述洗涤溶液去除所述 酒精可以包括在其中附着有所述核酸的所述磁性粒子和从所述多井板试样盒的所述井向 所述吸管注入的所述酒精被保持在所述高温反应管中的情况下，通过所述活塞的上下运动 或者通过加热所述高温反应单元或通过这两种情况使空气流进或流出。在使所述生物试样 与容纳在所述多井板试样盒的单元井中的所述耦合溶液混合之前，可利用所述吸管将与所 述细胞溶解液混合的所述生物试样注入到所述高温反应管，以允许所述生物试样的细胞溶 解容易。有益效果使用本发明的通过使用磁性粒子从多个生物试样(所述磁性粒子待被可逆地耦 合到所述目标材料)分离目标材料的设备，其中，布置成至少两排的多个吸管用于处理多 个生物试样，与吸管仅布置成一排的现有设备相比，可以完全自动处理两倍的样品数量。本发明有利地在于利用多井板(例如96井板)可以简单并快速地进行试样和反 应剂的加载。
根据本发明，由于使用对于四种不同功能优化的吸管可以从试样分离并悬浮磁性 粒子，因此可以自动地快速提纯不同量的试样。根据本发明，吸管被安装并自动地释放，在使用之后，污染的吸管被丢弃，以免于 使用者与病菌接触。另外，由于在设备内设置灭菌装置，因此可以卫生地处理病菌试样。 根据本发明，当处理生物试样或临床试样时，在附着于96井板上的薄膜上最小地 形成孔，以注入试样。因此，可以防止与空气接触和因此导致的试样污染。根据本发明，磁体通过磁体安装单元靠近吸管的两侧接近，以向吸管施加较强的 磁场。因此，由于由磁体安装单元施加磁场，因此，仅仅结合有核酸的磁性粒子被均勻地附 着在吸管的内周上，并且被有效地收集。因此，可以高纯度地分离结合到磁性粒子的核酸， 而无损失。如果在洗提期间利用核酸洗提液与核酸一起洗提保持在磁性粒子上的酒精，则可 能与聚合酶链式反应、实时聚合酶链式反应、定序反应等使用的酶发生直接或间接的反应。 这可能导致酶的活性和敏感性下降。根据本发明，在利用核酸洗提液洗提核酸之前，可以完 全去除可能保留在磁性粒子上的洗涤溶液中的酒精。


图1和图2示意地示出了根据实施方式1的设备的主要部件。图3示意地示出了根据实施方式1的、外壳被部分去除的设备。图4是根据实施方式1的设备的基板的立体图。图5示出了根据实施方式1的设备的基板的使用。图6示出了图5中所示的高温反应管的装载。图7示出了将根据实施方式1的设备的基板容纳在外壳中。图8是根据实施方式1的多井板试样盒的立体图。图9示出了根据实施方式1从血液提取DNA。图10示出了利用根据实施方式1从血液提取的DNA的聚合酶链式反应。图11至13示意地示出了根据实施方式2的设备的主要部件。图14是根据实施方式4的流程图。图15是示出了利用不同浓度的乙醇进行实时聚合酶链式反应的结果的曲线图。图16是示出了利用根据实施方式4(#1，#2，#3)提取的DNA进行实时聚合酶链式 反应的结构的曲线图。[图中的主要元件的附图标记的说明]100:吸管单元200:固定体300 外壳400 基板
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的实施方式。实施方式1 实施方式1涉及本发明的一种自动提纯设备，S卩，一种用于通过利用磁性粒子从 多个生物试样分离目标材料的设备，所述磁性粒子待被可逆地耦合到所述目标材料。图1和图2示意地示出了根据实施方式1的设备的主要部件。图3示意地示出了根据实施方式 1的、外壳被部分去除的设备。图4是根据实施方式1的设备的基板的立体图。图5示出了 根据实施方式1的设备的基板的使用。图6示出了图5中所示的高温反应管的装载。图7 示出了将根据实施方式1的设备的基板容纳在外壳中。图8是根据实施方式1的多井板试 样盒的立体图。图9示出了根据实施方式1从血液提取DNA。图10示出了利用根据实施方 式1从血液提取的DNA的聚合酶链式反应。根据实施方式1的设备包括吸管单元100、固定体200、磁场施加单元、吸管单元上 /下移动装置、吸管单元前/后移动装置、外壳300以及基板400。参照图1，吸管单元100具有活塞固定板110。参照图2和3，多个活塞120成两排 设置在活塞固定板110的下表面上。多个活塞120包括第一排活塞121 (参见图2)和与该 第一排活塞121数量相同的第二排活塞122 (参见图3)。例如，第一排活塞121和第二排活 塞122的数量可以是8或12。参照图1至3，吸管单元100具有活塞引导单元130。该活塞引导单元130具有活 塞引导孔131、132，以引导多个活塞120上下运动。活塞引导孔131、132可以从活塞引导单 元130的上端至下端附近形成。参照图2，吸管安装单元133、134在活塞引导单元130下方设置成两排。吸管安 装单元133、134使活塞引导孔131、132与连接孔133-1、134-1连通。连接孔133-1、134-1 从吸管安装单元133、13的下端至其上部形成。当活塞引导单元130向下运动时，吸管安装 单元133、134与多个吸管141、142的内周的上端接合，该多个吸管141、142在吸管安装单 元133、134的下方布置成两排。吸管安装单元133、134的外周可以与接合环133_2、134_2 接合。结果，吸管安装单元133、134可以与吸管141、142的内周的上端接合。吸管安装单 元133、134形成为形状相同，使得当安装多个吸管141、142时，吸管的高度相同。从而，如 稍后所述，通过磁场施加单元可以向多个吸管141、142施加相同的磁场。参照图1和2，活塞引导单元130的下端由活塞引导单元支撑板150支撑并固定。 参照图2，活塞引导单元支撑板150具有允许吸管安装单元133、134从中穿过的通孔。
参照图1，在吸管单元100的活塞引导单元支撑板150处设置固定螺母152。该固 定螺母152与上/下运动螺杆233接合，从而允许相对于彼此旋转。参照图3，上/下运动螺杆233的上端与固定体200连接，使得可以相对于固定体 200旋转而不能上下运动。参照图3，上/下运动马达231设置在固定体200处，上/下运 动带232与上/下运动马达231连接。当上/下运动带232运动时，上/下运动螺杆233 旋转，并且活塞引导单元支撑板150相对于固定体200上下运动。上/下运动带232可以 是同步带。参照图1，吸管单元100具有导杆160。导杆160从活塞引导单元支撑板150的上 表面突出。导杆160与活塞固定板110接合，并且引导活塞固定板110上下运动。用于引 导活塞固定板110上下运动的引导构件112可以与活塞固定板110固定连接。参照图1，活塞驱动马达支撑板171设置在导杆160的上端处。活塞驱动马达172 安装在活塞驱动马达支撑板171处。活塞控制螺杆173与活塞驱动马达172连接，以允许 在其旋转时上下运动。活塞控制螺杆173的下端与活塞固定板110连接，使得尽管允许相 对于其旋转，但不能上下运动。
参照图1，可分离的上板181设置在活塞引导单元130上方。可分离的上板181具 有通孔，从而多个活塞120从其穿过。参照图2，可分离的下板182设置在活塞引导单元支撑板150的下方。可分离的下 板182具有通孔，从而多个吸管安装单元133、134从其穿过。供吸管安装单元133、134穿 过的通孔的大小形成为使得允许多个吸管安装单元133、134穿过，但不允许安装在吸管安 装单元上的多个吸管141、142穿过。从而，当可分离的下板182向下运动时，其压下安装在 吸管安装单元上的多个吸管141、142的上端，并且使多个吸管141、142与其分离。可分离 的上板181和可分离的下板182通过连杆183以一定的间隙连接。为了安装连杆183，而在 活塞引导单元130上形成通孔。参照图1，在可分离的下板182的上表面上设置突出杆184。突出杆184通过形成 在活塞引导单元支撑板150上的通孔(图中未示出)突出到活塞引导单元支撑板150的上 方。突出杆184插入弹簧185中。弹簧185的下端由活塞引导单元支撑板150的上表面弹 性支撑。并且其下端由突出杆184的上端弹性支撑。从而，其施加弹性力，使得将可分离的 下板182紧固到活塞引导单元支撑板150。还参照图2，当活塞固定板110向下运动并挤压 可分离的上板181时，如果挤压力大于弹簧185的弹性力时，则可分离的下板182向下运 动，以分离多个吸管141、142。也就是说，当吸管安装单元133、134向下移动时，多个吸管141、142安装在吸管安 装单元133、134上，并且，当可分离的下板182向下运动时，被安装的多个吸管141、142与 吸管安装单元133、134分离。而且，当活塞120上下运动时，包含目标材料的生物试样被吸 入或排出多个吸管141、142。参照图2，安装在吸管安装单元133、134上的多个吸管141、142被构造成具有四个 主要功能。由于吸管141和吸管142相同，因此仅对吸管142进行说明。如稍后所述，吸管 142下端处的吸头142a形成为变尖，使得能够容易在多井板试样盒420、420’的薄膜(图中 未示出)上形成孔。溶液通路142b形成得尽可能薄，从而其可以到达多井板试样盒420的 井421A、421B、421C、421D、421E、421F的底部，并且可以使保持在其中的溶液体积最小。磁 性粒子收集单元142c构造成使得当磁体从外部靠近时，包含在向下流动的液体中的磁性 粒子可以通过磁力而附着到其内壁。如果磁性粒子收集单元142c的内径较大，则位于磁体 相反侧的磁性粒子可以向下流动，而不附着到内壁。因此，磁性粒子收集单元142c的半径 形成为使得还可以收集穿过磁体相反侧的磁性粒子。溶液存储单元142d的内径和长度形 成为使得可以在96井板试样盒的相邻壁之间的9mm的距离内其中包含的容积尽可能大。参照图1和2，磁场施加单元向安装在吸管单元100的吸管142施加磁场或者从该 吸管去除磁场。磁场施加单元包括第一排磁体安装单元191、磁体安装单元马达191M、第一 排齿轮191G、第一排旋转轴191S、第二排磁体安装单元192、第二排齿轮192G和第二排旋转 轴 192S。参照图1和2，用于向安装在第一排吸管安装单元133上的第一排吸管141施加磁 场的磁体191-1设置在第一排磁体安装单元191处。具体地，参照图1，磁体191-1的数量 可以与第一排吸管141的数量相同。 参照图1和2，第一排齿轮191G与活塞引导单元支撑板150连接，并且通过磁体 安装单元马达191M旋转。第一排旋转轴191S与第一排齿轮191G连接，并且在第一排齿轮191G旋转时旋转。第一排磁体安装单元191径向连接到第一排旋转轴191S，使得当第一排旋转轴191S旋转时，磁体191-1与第一排吸管141之间的距离变化。当磁体191-1和第一 排吸管141之间的距离增大时，施加到第一排吸管141的磁场释放。从而，磁体安装单元马 达191M、第一排齿轮191G和第一排旋转轴191S用作使第一排磁体安装单元191运动的运
动装置。参照图2，用于向安装在第二排吸管安装单元134上的第二排吸管142施加磁场的磁体192-1设置在第二排磁体安装单元192处。尽管图中未示出，但是磁体192-1的数量 可以与第二排吸管142的数量相同。参照图2，第二排齿轮192G与第一排齿轮191G接合，并且在第一排齿轮191G旋转时旋转。第二排旋转轴192S与第二排齿轮192G连接，并且在第二排齿轮192G旋转时旋 转。第二排磁体安装单元192径向连接到第二排旋转轴192S，使得当第二排旋转轴192S旋 转时，磁体192-1与第二排吸管142之间的距离变化。当磁体192-1和第二排吸管142之 间的距离增大时，施加到第二排吸管142的磁场释放。从而，第二排齿轮192G和第二排旋 转轴192S用作使第二排磁体安装单元192运动的运动装置。在实施方式1中，通过第一排磁体安装单元191、第一排齿轮191G和第一排旋转轴191S施加到第一排吸管141中的每个的磁场的大小和时间与由第二排磁体安装单元192、 第二排齿轮192G和第二排旋转轴192S施加到第二排吸管142中的每个的磁场的大小和时 间相同。从而，第一排齿轮191G与第二排齿轮192G相同，第一排旋转轴191S与第二排旋 转轴192S对称，并且第一排磁体安装单元191与第二排磁体安装单元192相同。因此，产 生相同磁场的第一排磁体安装单元191和第二排磁体安装单元192彼此对称地旋转。磁体 191-1、192-1可以是盘状永磁体，优选地是由钕、钐/钴、铝镍钴合金等制成的超强磁体。在实施方式1中，第二排齿轮192G(而不是第一排齿轮191G)可以由磁体安装单 元马达191M驱动。参照图3和7，前/后运动支撑杆310沿前/后方向设置在固定体200处。参照图3，在前/后运动支撑杆310处设置前/后运动滑动件241。该前/后运动 滑动件241被固定到固定体200。前/后运动马达320设置在外壳300处。前/后运动带 330与前/后运动马达320连接。运动带330的一部分附接到固定体200。因此，当运动带 330运动时，固定体200沿前/后运动支撑杆310前/后运动。参照图3，在前/后运动支撑杆310的相对侧处设置前/后引导件311，以支撑固 定体200的另一侧并引导其前/后运动。参照图3，基板400位于固定体200的下方。参照图4，可以在基板400的下端处 设置滑轨410，以允许外壳300滑动运动。参照图4和5，在基板400上设置多井板试样盒420、420，;吸管架430，该吸管架 430可插入地保持成两排安装在吸管单元100上的多个吸管140 ；试样存储管架440，该试 样存储管架440可插入地保持用于存储被提纯试样的、成两排的多个试样存储管442 ；以及 废物瓶，该废物瓶用于保持从安装在吸管单元100上的多个吸管140排出的废液。基板400 可以具有高温反应单元460，该高温反应单元用于加热安装在其上的、可插入地保持成两排 的多个高温反应管462。参照图6，高温反应管462可以通过高温反应管架464被可插入地 安装在高温反应单元460上。高温反应管架464可以由具有低导热性的塑性材料制成，以允许使用者用手握持该高温反应管架464。附图标记460-1是加热器，附图标记460-2是电 源单元，附图标记460-3是热阻挡单元，以保持恒温。
参照图3，可以在外壳300中设置诸如UV灯340或者臭氧发生器(图中未示出) 的灭菌装置。图8示出了多井板试样盒420，该多井板试样盒容纳在安装于基板400上的外壳 300中，并且位于吸管单元100的下方。参照图8，多井板试样盒420包括多个布置成两个相邻排的单元井A、B、C、D、E、 F;以及薄膜(图中未示出)，该薄膜密封多个单元井A、B、C、D、E、F的上端。多井板试样盒 420可以为96井板试样盒。与图8不同，多井板试样盒420可以包括布置成一排的单元井。 单元井A可以在向其注入了蛋白酶、核糖核酸酶或试样预处理缓冲剂之后被密封。单元井 B可以在向其注入了用于溶解生物试样的细胞溶解液之后被密封。单元井C可以在向其注 入了耦合溶液之后被密封。单元井D可以在向其注入了磁性粒子的水悬浮液之后被密封。 单元井E可以在向其注入了洗涤溶液之后被密封。单元井F可以在向其注入了洗提液之后 被密封。也就是说，用于分离目标材料的溶液被容纳在除了至少一个单元井以外的单元井 中，使得在相同单元井中容纳相同溶液。如果容纳在其中一个密封单元井中的溶液是磁性粒子的水悬浮液，则悬浮在水悬 浮液中的磁性粒子可以是涂覆有硅石的球形磁性粒子。以下，将描述根据实施方式1的设备的操作。参照图4和5，多井板试样盒420、420，(例如96井板试样盒)通过其上形成的孔 被安装在基板400的上表面上。如图7所示，滑轨410设置在基板400的下侧，使得基板 400可以通过手柄401被拉出外壳300外，以在其上安装需要的物品。参照图4和5，为了 操作实施方式1的设备，在基板400上设置井板试样盒420、420’、废物瓶450等。将详细 地描述制备过程。首先，必须确定包含目标材料的生物试样的数量。根据实施方式1的设 备能够灵活地提纯1至16个试样。作为具体的实施例，图5示出了制备16个试样的过程。 多井板试样盒420 (其为96井板试样盒)保持磁性材料和各种溶液，以及用作用于注入并 保持生物试样的板。首先，利用与生物试样的数量相对应的吸管吸头在密封96井板试样盒 的单元井A的薄膜上形成孔，然后将生物试样接连地注入到每个井421A中。然后，将96井 板试样盒安装在基板400上，然后将保持其它溶液的另一个96井板试样盒安装在基板400 上。另外，安装用于收集在提纯处理期间形成的废液的废物瓶450。如果需要高温反应，则 该反应在高温反应单元460中进行。在将需要数量的高温反应管462安装在高温反应管架 464上之后，如图6所示，将该架插入高温反应架460中。如果不需要高温反应，则不必安 装高温反应管462和高温反应管架464。然后，如图5所示，利用吸管架430安装多个吸管 140，使得吸管140的位置与试样的位置相对应。而且，利用试样存储管架440安装相同数 量的试样存储管442。试样存储管442可以是在96井板试样盒中使用的标准产品，诸如用 于PCR的8条管(在图5中，在所有井中安装总计16个试样)。如果使用的井少于16个， 则重要的是使吸管140的位置与试样存储管442和高温反应管462的位置相匹配。为此， 期望在设置了它们的架(即，吸管架430、试样存储管架440和高温反应管架464)之后，平 行地安装相应的吸管140、试样存储管442和高温反应管462。在安装完成之后，推动基板400，直到其因止动件403而不再移动时为止。然后，关闭外壳300的门350，然后通过操作触摸屏360进行自动提纯。在大约30分钟内完成自动 提纯之后，打开门350，并且拉出基板400。然后，从保持被提纯的核酸的试样存储管架440 重新获得被提纯试样。然后，在取出用过的吸管和高温反应管架464之后，关闭试样存储管 442的盖。试样存储管442可以被直接进行必需的试验或者可以被存储在-20°C的冰箱中。 从基板400提取核酸所用的所有96井板试样盒、吸管、废物瓶等丢弃。在推动基板400直 到其因止动件403而不再移动并且关闭门之后，利用UV灯340对设备的内部灭菌。如果所 有16个井均被使用，则将96井板试样盒丢弃。如果存在未使用的井则可以再次使用。除了制备过程和后处理过程之外，其余的提纯过程可以通过自动提纯设备的自动 装置和计算机线路来进行。对于该过程，通过吸管安装单元133、134将布置成两排的多个 吸管140自动安装在吸管单元100上。由上/下运动螺杆233帮助吸管单元100的上下运动，由前/后移动带330帮助 前后运动。上/下运动螺杆233和前/后运动带330允许在期望的位置处进行作业。实验例1 利用实施方式1的设备提取染色体DNA1)制造用于提取染色体DNA的试样盒为了制造用于提取染色体DNA的试样盒，将大量前述制备的反应剂通过96井板试 样盒的井E添加到井B。如下所述是用于提取染色体DNA所使用的反应剂的组分。在96 井板试样盒的单元井B中，添加作为用于溶解生物试样的细胞的溶解缓冲剂的细胞溶解溶 液(pH4. 0-7. 0)，该细胞溶解溶液包括1-8M的盐酸胍、IO-IOOmM的三(羟甲基)氨基甲烷 盐酸盐、10-500mM 的氯化钠和 1-50%的表面活性剂(Triton X-100、Tween-20、Tween-80、 NP-40等)。在单元井C中，添加酒精(异丙醇或乙醇)，以改进染色体DNA与磁性粒子的 结合。在单元井D中，添加磁性粒子的水悬浮液。在单元井E中，添加包括1-8M的盐酸胍、 IO-IOOmM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐、10-500mM的氯化钠和10-90%的酒精(异丙醇 或乙醇)的洗涤溶液，以选择性地去除杂质，同时保持DNA与磁性材料的结合。在单元井F 中，添加包括l_50mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐的核酸洗提液(pH8. 0-9. 0)，以从磁性 粒子洗提DNA，而获得纯净的DNA。2)从全血中提取染色体DNA将全血(200 μ L)放置在上述制备的DNA提取试样盒的单元井A中。在将DNA提 取试样盒、废物瓶、结合有反应管的高温反应管架、结合有反应管的吸管架和结合有反应管 的试样存储管架安装在它们在自动提纯设备的相应位置之后，通过选择预设的方法从全血 自动进行DNA的提取。用于全血提取的预设方法包括吸管的上下运动、用于转移磁性粒子的磁体的运 动、用于转移保持在多井板中的溶液的吸管的运动、保持在多井板中的溶液的种类和容积、 待被丢弃的废液的位置和容积、用于高温反应的管的位置和时间、在完成核酸净化后利用 UV灯灭菌等DNA提取所需的所有过程。3)鉴定所提取的染色体DNA通过UV吸收分光仪测量所提取的染色体DNA的产量、浓度和纯度。首先，利用灭 菌的三重蒸馏水以260nm、280nm和320nm进行基线测量，在相应的波长处测量提取的DNA 的吸光率。由吸光率测量值，根据下列等式计算产量、浓度和纯度。
提取的DNA的浓度=(260nm的吸光率_320nm的吸光率)X50X稀释因子提取的DNA的产量=(提取的DNA的浓度)X (洗提液的容积) 提取的DNA的纯度=(260nm的吸光率_320nm的吸光率)/ (280nm的吸光率_320nm 的吸光率)在下列表中示出计算结果。从16个试样分离的染色体DNA的浓度是36ng/y L。 平均产量是3. 6ng，平均纯度是1. 95。获得很好的结果。
权利要求
一种自动提纯设备，该自动提纯设备用于通过使用磁性粒子从多个生物试样分离目标材料，所述磁性粒子待被可逆地耦合到所述目标材料，该自动提纯设备包括吸管单元，该吸管单元具有安装成至少两排的多个吸管，将包含目标材料的生物试样吸入并排出所述多个吸管；固定体，该固定体支撑所述吸管单元；磁场施加单元，该磁场施加单元用于向安装在所述吸管单元上的每排所述吸管施加并释放磁场；吸管单元上/下运动装置，该吸管单元上/下运动装置使所述吸管单元上下运动；以及吸管单元前/后运动装置，该吸管单元前/后运动装置使所述吸管单元前后运动。
2.根据权利要求1所述的自动提纯设备，其中，所述吸管单元包括 活塞固定板，在该活塞固定板中多个活塞被设置成两排；活塞运动装置，该活塞运动装置使所述活塞固定板上下运动； 活塞引导单元，该活塞引导单元具有引导所述多个活塞上下运动的活塞引导孔；以及 吸管安装单元，这些吸管安装单元在所述活塞引导单元的下方成两排延伸，以与布置 成两排的所述多个吸管的内周接合，所述吸管安装单元具有与所述活塞引导孔分别连通的 多个连接孔。
3.根据权利要求2所述的自动提纯设备，其中，在所述吸管安装单元的外周设置接合 环，使得所述吸管安装单元可以与所述吸管的内周接合。
4.根据权利要求2所述的自动提纯设备，其中，所述吸管单元包括 活塞引导单元支撑板，该活塞引导单元支撑板支撑所述活塞引导单元；引导杆，该引导杆从所述活塞引导单元支撑板的上表面突出，并且引导所述活塞固定 板上下运动；以及吸管分离单元，该吸管分离单元与所述活塞固定板的下表面接触，并且分离安装在所 述吸管安装单元上的所述多个吸管。
5.根据权利要求4所述的自动提纯设备，其中，所述吸管分离单元包括可分离的上板，该可分离的上板设置在所述活塞引导单元的上方，所述多个活塞穿过 该可分离的上板；可分离的下板，该可分离的下板设置在所述活塞引导单元支撑板的下方，允许所述吸 管安装单元穿过，并且通过向下挤压安装在所述吸管安装单元上的所述多个吸管的上端而 分离所述多个吸管；上/下连接杆，该上/下连接杆以一定的间隙连接所述可分离的上板和所述可分离的 下板；突出杆，该突出杆设置在所述可分离的下板的上表面上，并且通过形成于所述活塞引 导单元支撑板上的通孔突出到所述活塞引导单元支撑板的上方；以及弹簧，该弹簧的下端由所述活塞引导单元支撑板的所述上表面支撑，并且该弹簧的上 端由所述突出杆的上端支撑，以施加弹性力，使得将所述可分离的下板紧固到所述活塞引 导单元支撑板。
6.根据权利要求2所述的自动提纯设备，其中，所述活塞运动装置包括活塞驱动马达支撑板，该活塞驱动马达支撑板由所述引导杆支撑，并且该活塞驱动马达支撑板上安装有活塞驱动马达；以及活塞控制螺杆，该活塞控制螺杆通过所述活塞驱动马达上下运动，并且该活塞控制螺 杆的下端与所述活塞固定板连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的自动提纯设备，其中，所述磁场施加单元包括 第一排磁体安装单元，该第一排磁体安装单元具有用于向安装在所述第一排吸管单元上的所述吸管施加磁场的磁体；第二排磁体安装单元，该第二排磁体安装单元具有用于向安装在所述第二排吸管单元 上的所述吸管施加磁场的磁体；第一排磁体安装单元运动装置，该第一排磁体安装单元运动装置用于控制所述第一排 磁体安装单元的所述磁体与安装在所述第一排吸管单元上的所述吸管之间的距离；以及第二排磁体安装单元运动装置，该第二排磁体安装单元运动装置用于控制所述第二排 磁体安装单元的所述磁体与安装在所述第二排吸管单元上的所述吸管之间的距离， 其中由所述第一排磁体安装单元和所述第一排磁体安装单元运动装置施加到所述第一排 吸管的磁场的强度和持续时间与由所述第二排磁体安装单元和所述第二排磁体安装单元 运动装置施加到所述第二排吸管的磁场的强度和持续时间相同。
8.根据权利要求7所述的自动提纯设备，其中，所述第一排磁体安装单元包括第一排 中间板，该第一排中间板通过所述第一排磁体安装单元运动装置定位在所述第一排吸管中 的相邻吸管之间，并且在该第一排中间板上安装有磁体以及第一排端板，该第一排端板通 过所述第一排磁体安装单元运动装置定位在位于所述第一排吸管中的一侧端处的吸管的 外部，并且在该第一排端板上安装有磁体，所述第二排磁体安装单元包括第二排中间板， 该第二排中间板通过所述第二排磁体安装单元运动装置定位在所述第二排吸管中的相邻 吸管之间，并且在该第二排中间板上安装有磁体以及第二排端板，该第二排端板通过所述 第二排磁体安装单元运动装置定位在位于所述第二排吸管中的一侧端处的吸管的外部，并 且在该第二排端板上安装有磁体。
9.根据权利要求8所述的自动提纯设备，其中，所述第一排中间板和所述第一排端板 具有沿与所述第一排吸管的行向平行的方向设置的通孔，以允许安装所述磁体，所述第二 排中间板和所述第二排端板具有沿与所述第二排吸管的行向平行的方向设置的通孔，以允 许安装所述磁体。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的自动提纯设备，其中，所述第一排磁体安装单 元运动装置包括第一排齿轮，该第一排齿轮与所述吸管单元连接，并通过磁体安装单元马 达旋转；和第一排旋转轴，该第一排旋转轴借助所述第一排齿轮的旋转而旋转，所述第二排 磁体安装单元运动装置包括第二排齿轮，该第二排齿轮与所述吸管单元连接，并当与所述 第一排齿轮接合时沿与所述第一排齿轮相反的方向旋转；和第二排旋转轴，该第二排旋转 轴借助所述第二排齿轮的旋转而旋转，所述第一排磁体安装单元与所述第一排旋转轴径向 连接而旋转，所述第二排磁体安装单元与所述第二排旋转轴径向连接而旋转。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的自动提纯设备，其中，所述吸管单元被安装在 所述固定体上而可上下运动，所述吸管单元上/下运动装置包括上/下运动马达，该上/ 下运动马达设置在所述固定体处；和上/下运动螺杆，该上/下运动螺杆通过所述上/下运动马达而旋转，以使固定到所述吸管单元的固定螺母上下运动，所述吸管单元前/后运动 装置包括前/后运动支撑杆，该前/后运动支撑杆支撑所述固定体，以可前后运动；和前/ 后运动带，该前/后运动带附接到所述固定体，以使该固定体前后运动。
12.根据权利要求1所述的自动提纯设备，该自动提纯设备包括位于所述固定体下方 的基板，所述基板上安装有多井板试样盒；吸管架，该吸管架可插入地保持着安装在所述 吸管单元上的成两排的所述多个吸管；试样存储管架，该试样存储管架可插入地保持用于 存储被提纯试样的、成两排的多个试样存储管；以及废物瓶，该废物瓶用于保持从安装在所 述吸管单元上的所述多个吸管排出的废液。
13.根据权利要求12所述的自动提纯设备，其中，所述基板具有高温反应单元，该高温 反应单元用于加热安装在其上的、被可插入地保持成两排的多个高温反应管。
14.根据权利要求12所述的自动提纯设备，该自动提纯设备包括外壳，该外壳容纳所 述吸管单元、所述固定体、所述吸管单元上/下运动装置、所述吸管单元前/后运动装置和 所述基板，其中，在所述外壳中设置用于灭菌的UV灯或臭氧发生器。
15.一种在根据权利要求1至6中任一项所述的自动提纯设备中使用的多井板试样盒， 该多井板试样盒包括布置成相邻两排的多个单元井和密封所述多个单元井的上端的薄膜， 其中，用于分离目标材料的溶液被容纳在除了至少一个单元井以外的单元井中，使得在相 同单元井中容纳相同溶液。
16.根据权利要求15所述的多井板试样盒，其中，容纳在所述被密封的单元井的其中 一个中的溶液是水悬浮液，其中，磁性粒子被悬浮，悬浮在所述水悬浮液中的所述磁性粒子 是涂覆有硅石的球形磁性粒子。
17.一种使用根据权利要求1所述的自动提纯设备从生物试样提取核酸的方法，该方 法包括利用所述吸管使生物试样与容纳在所述多井板试样盒的井中的细胞溶解液混合；利用所述吸管使得与所述细胞溶解液混合的所述试样与容纳在所述多井板试样盒的 井中的耦合溶液混合；利用所述吸管使具有所述耦合溶液的所述混合物与容纳在所述多井板试样盒的井中 的磁性粒子的水悬浮液混合；在其中具有所述耦合溶液的所述混合物被保持在所述吸管中的状态下，向所述吸管施 加排放压力，使得所述混合物从所述吸管排出，同时，向所述吸管施加磁场，使得所述磁性 粒子和附着到所述磁性粒子的材料不因所述排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且使所述磁性粒子和附着到所述磁性粒子的所述材料与容纳在所 述多井板试样盒的井中的包含酒精的洗涤溶液混合，以从所述磁性粒子去除核酸之外的杂 质；在其中具有所述洗涤溶液的所述混合物被保持在所述吸管中的状态下，向所述吸管施 加排放压力，使得所述混合物从所述吸管排出，同时，向所述吸管施加磁场，使得附着有核 酸的所述磁性粒子不因所述排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且将附着有所述核酸的所述磁性粒子注入到高温反应单元上的高温 反应管中，以从保留在所述磁性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精；利用所述吸管使容纳在所述多井板试样盒的井中的核酸洗提液与保持在所述高温反应管中的所述磁性粒子混合，以分离所述核酸；以及在其中包含从所述磁性粒子分离的所述核酸的所述核酸洗提液和所述磁性粒子被保 持在所述吸管中的状态下，向所述吸管施加排放压力，使得包含所述核酸的所述核酸洗提 液从所述吸管排出，同时，向所述吸管施加磁场，使得所述磁性粒子不因所述排放压力排 出，而是保留在所述吸管中。
18.一种使用根据权利要求13所述的自动提纯设备从生物试样提取核酸的方法，该方 法包括利用所述吸管使容纳在多井板试样盒的井中的生物试样与容纳在所述多井板试样盒 的井中的细胞溶解液混合；利用所述吸管使所述细胞溶解液和具有溶解细胞的所述生物试样与容纳在所述多井 板试样盒的井中的耦合溶液混合；利用所述吸管使具有所述耦合溶液的所述混合物与容纳在所述多井板试样盒的井中 的磁性粒子的水悬浮液混合；在其中具有所述耦合溶液的所述混合物被保持在所述吸管中并且位于所述废物瓶上 方的状态下，通过活塞的向下运动而向所述吸管施加排放压力，使得具有所述耦合溶液的 所述混合物从所述吸管排出，同时，使用磁体安装单元向所述吸管施加磁场，使得所述磁性 粒子和附着到所述磁性粒子的材料不因所述排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且使所述磁性粒子和附着到所述磁性粒子的所述材料与容纳在所 述多井板试样盒的井中的包含酒精的洗涤溶液混合，以从所述磁性粒子去除核酸之外的杂 质；在其中具有所述洗涤溶液的所述混合物被保持在所述吸管中并且位于所述废物瓶上 方的状态下，通过所述活塞的向下运动而向所述吸管施加排放压力，使得具有所述耦合溶 液的所述混合物从所述吸管排出，同时，使用所述磁体安装单元向所述吸管施加磁场，使得 附着有核酸的所述磁性粒子不因所述排放压力排出，而是保留在所述吸管中；释放所述磁场，并且将附着有所述核酸的所述磁性粒子注入到高温反应管中，以从保 留在所述磁性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精；利用所述吸管使容纳在所述多井板试样盒的井中的核酸洗提液与保持在所述高温反 应管中的所述磁性粒子混合，以分离所述核酸；以及在其中包含从所述磁性粒子分离的所述核酸的所述核酸洗提液和所述磁性粒子被保 持在所述吸管中并且位于所述试样存储管上方的状态下，通过所述活塞的向下运动而向所 述吸管施加排放压力，使得包含所述核酸的所述核酸洗提液从所述吸管排出，同时，使用磁 体安装单元向所述吸管施加磁场，使得所述磁性粒子不因所述排放压力排出，而是保留在 所述吸管中。
19.根据权利要求18所述的用于从生物试样提取核酸的方法，其中，从保留在所述磁 性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精包括在其中所述磁性粒子被保持在所述吸管中的情况下，通过所述活塞的向上运动将容纳 在所述多井板试样盒的井中的酒精注入到所述吸管，以允许容易地将所述磁性粒子注入到 所述高温反应管中；并且将从所述多井板试样盒的所述井注入到所述吸管的所述酒精与附着有核酸的所述磁性粒子一起注入到所述高温反应管。
20.根据权利要求19所述的用于从生物试样提取核酸的方法，其中，从保留在所述磁 性粒子上的所述洗涤溶液去除所述酒精包括在其中附着有所述核酸的所述磁性粒子和从 所述多井板试样盒的所述井向所述吸管注入的所述酒精被保持在所述高温反应管中的情 况下，通过所述活塞的上或下运动或者通过加热所述高温反应单元或通过这两种方式使空 气流进或流出。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的用于从生物试样提取核酸的方法，该方法包 括在使所述生物试样与容纳在所述多井板试样盒的单元井中的所述耦合溶液混合之前， 利用所述吸管将与所述细胞溶解液混合的所述生物试样注入到所述高温反应管，以使所述 生物试样的细胞溶解容易。
全文摘要
本发明涉及一种自动提纯设备，该自动提纯设备用于通过使用磁性粒子从多个生物试样分离目标材料，所述磁性粒子待被可逆地耦合到所述目标材料，本发明还涉及一种在自动提纯设备中使用的多井板试样盒。另外，本发明涉及一种通过使用上述自动提纯设备从生物试样提取己烷的方法。本发明可以被用于从生物试样自动分离己烷、蛋白质等。
文档编号G01N35/00GK101990639SQ200980112638
公开日2011年3月23日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月9日
发明者朴翰浯, 李洋源, 金钟勋, 金钟甲 申请人:株式会社百奥尼