一种核酸提取装置及其工作方法，该装置包括：至少一个可循环移动的环形结构(12)，其上间隔设置有多个用于承载反应容器(18a)的反应杯位，且沿其循环移动的途径分布有至少一个用于执行吸液操作和至少一个注液操作的操作位；沿环形结构(12)布置的至少一个用于执行吸液操作的吸液机构(16)；沿环形结构(12)布置的至少一个用于执行注液操作的注液机构(17)；用于驱动位于环形结构(12)上的反应容器(18a)沿环形结构(12)的循环移动的途径运动的驱动机构。由于采用可循环移动的环形结构(12)并在其上进行吸液和注液操作，反应杯位为间隔设置，使得在进行核酸提取时可以以单个反应容器(18a)为处理单元一个接一个地处理，由此可减少不同测试之间的并行操作，进而可有效地解决测试之间的交叉污染问题。
至少一个可循环移动的环形结构，所述环形结构上间隔设置有多个用于承载反应容器的反应杯位，所述环形结构沿其循环移动的途径分布有至少一个用于执行吸液操作和至少一个注液操作的操作位；
沿所述环形结构布置的至少一个用于执行吸液操作的吸液机构；
沿所述环形结构布置的至少一个用于执行注液操作的注液机构；
所述环形结构包括用于将吸附有核酸的核酸结合性载体从反应溶液中分离出来的分离机构；所述分离机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液的流转管的流转管位；所述吸液机构使用一次性吸液头进行吸液操作。
2.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述环形结构集孵育操作、分离操作和洗脱操作为一体，所述孵育操作包括对反应溶液进行孵育，所述分离操作采用所述分离机构执行，所述洗脱操作包括通过向分离后的反应容器中加入洗脱液形成洗脱产物。
3.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述环形结构包括第一环形结构和第二环形结构，第一环形结构用于执行孵育操作、分离操作和洗脱操作中的任两种操作，第二环形结构用于执行剩下的一种操作，所述孵育操作包括对反应溶液进行孵育，所述分离操作采用所述分离机构执行，所述洗脱操作包括通过向分离后的反应容器中加入洗脱液形成洗脱产物。
4.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，存在三个所述环形结构，分别作为用于为反应溶液提供进行孵育的场所的孵育机构、所述分离机构、和用于通过加入洗脱液形成洗脱产物的洗脱机构。
5.如权利要求4所述的核酸提取装置，其特征在于，所述孵育机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液的流转管的流转管位，所述流转管位与其对应的反应杯位相邻；所述分离机构的流转管位与其对应的反应杯位相邻。
6.如权利要求1-5任一项所述的核酸提取装置，其特征在于，还包括至少一个用于转运反应容器进出所述环形结构的转运机构。
7.如权利要求1-5任一项所述的核酸提取装置，其特征在于，还包括至少一个用于混匀反应容器内的反应溶液的混匀器。
8.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述注液机构用于向位于所述环形结构上的反应容器至少注入核酸结合性载体和清洗液。
分离机构，用于将吸附有核酸的核酸结合性载体从反应溶液中分离出来，所述分离机构为所述可循环移动的环形结构，且沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位，所述分离机构沿其循环移动的途径分布有用于将反应容器从分离机构取出或放入的进出位、至少一个吸液位置和至少一个注液位置；
至少一个吸液机构，用于在分离机构的吸液位置执行吸液操作；
至少一个注液机构，用于在分离机构的注液位置执行注液操作；
其中，所述分离机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液的流转管的流转管位；所述吸液机构使用一次性吸液头进行吸液操作。
10.如权利要求9所述的核酸提取装置，其特征在于，孵育机构为可循环移动的环形结构，孵育机构沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位。
11.如权利要求10所述的核酸提取装置，其特征在于，所述分离机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，在分离机构为执行操作停止期间，所述转运机构将完成孵育的反应容器从孵育机构拾取到分离机构的进出位，或拾取出位于分离机构的进出位的已完成分离的反应容器。
12.如权利要求10所述的核酸提取装置，其特征在于，所述孵育机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液的流转管的流转管位，所述流转管位与其对应的反应杯位相邻；所述分离机构的流转管位与其对应的反应杯位相邻。
13.如权利要求12所述的核酸提取装置，其特征在于，在所述转运机构转运反应容器的停止期间，所述转运机构还转运跟随该反应容器的流转管。
14.如权利要求9-13任一项所述的核酸提取装置，其特征在于，还包括孵育混匀器，所述注液机构包括样本添加机构和试剂添加机构；
所述孵育机构沿其循环移动的途径分布有用于将反应容器从孵育机构取出进行混匀的混匀位、用于将反应容器放入孵育机构的放入位、样本添加位和试剂添加位，孵育机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进，在孵育机构为执行操作停止期间，所述转运机构将位于孵育机构的混匀位上的反应容器拾取到孵育混匀器或将孵育混匀器中的完成混匀的反应容器拾取到混匀位，所述转运机构将空的反应容器拾取到孵育机构的放入位，样本添加机构向位于孵育机构的样本添加位上的反应容器内添加样本，试剂添加机构向位于孵育机构的试剂添加位上的反应容器内添加试剂。
15.如权利要求14所述的核酸提取装置，其特征在于，还包括核酸混匀器和用于通过加入洗脱液形成洗脱产物的洗脱机构，所述注液机构包括洗脱液添加机构，洗脱机构为可循环移动的环形结构，洗脱机构沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位；所述洗脱机构沿其循环移动的途径分布有混匀位、用于将反应容器放入洗脱机构的放入位、以及洗脱液添加位，洗脱机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进，在洗脱机构为执行操作停止期间，所述转运机构将位于洗脱机构的混匀位上的反应容器拾取到核酸混匀器或将核酸混匀器中的完成混匀的反应容器拾取到混匀位，洗脱液添加机构向位于洗脱机构的洗脱液添加位上的反应容器内添加洗脱液。
16.如权利要求9所述的核酸提取装置，其特征在于，还包括为位于分离机构上预定位置的反应容器提供需要的吸附力的吸附机构。
17.一种如权利要求1-8任一项所述的核酸提取装置的工作方法，其特征在于，驱动环形结构带动反应容器按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，当环形结构为执行操作而停止时，至少一个吸液机构和至少一个注液机构向位于操作位的各反应容器执行预定操作，当反应容器完成预定操作后继续随环形结构转运到下一操作位。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在需要排出废液的反应容器的反应杯位旁设置用于承载盛装废液的流转管的流转管位，所述核酸提取装置在执行洗脱操作之前，在所述转运机构转运反应容器的停止期间，所述转运机构还转运跟随该反应容器的用于承载盛装废液的流转管。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述流转管还用于承载一次性吸液头，所述吸液机构在吸液操作前先装载一次性吸液头，通过一次性吸液头进行吸液操作，吸液操作完成后再将一次性吸液头卸载到流转管中。
20.一种如权利要求9-16任一项所述的核酸提取装置的工作方法，其特征在于，包括：驱动所述分离机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，当分离机构为执行操作而停止时，所述转运机构将完成孵育的反应容器从孵育机构拾取到分离机构的进出位，或拾取出位于分离机构的进出位的已完成分离的反应容器。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在分离机构为执行操作停止期间，吸液机构和注液机构分别向停止在吸液位置和注液位置的反应容器执行预定操作。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述转运机构转运反应容器的停止期间，所述转运机构还转运跟随该反应容器的流转管，所述流转管用于盛装废液和承载该流转管跟随的反应容器的一次性吸液头。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于还包括：驱动可循环移动的环形结构孵育机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进，在孵育机构为执行操作而停止时，所述转运机构将位于孵育机构的混匀位上的反应容器拾取到孵育混匀器或将孵育混匀器中的完成混匀的反应容器拾取到混匀位，所述转运机构将空的反应容器拾取到孵育机构的放入位，样本添加机构向位于孵育机构的样本添加位上的反应容器内添加样本，试剂添加机构向位于孵育机构的试剂添加位上的反应容器内添加试剂。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，样本添加机构向位于孵育机构的样本添加位上的反应容器内添加样本的步骤包括：样本添加机构装载一次性吸液头；
通过一次性吸液头吸取样本并将样本添加到位于孵育机构的样本添加位上的反应容器内；
样本添加机构将一次性吸液头卸载到跟随该反应容器的流转管内。
25.如权利要求22-24任一项所述的方法，其特征在于，在从将反应容器放入分离盘到该反应容器完成分离的每个工作周期，包括顺序执行的至少一次吸注操作和至少一次吸液操作，所述吸注操作包括：驱动分离盘带动反应容器及其流转管旋转到吸液位置处；
将废液排放到所述流转管中，并将一次性吸液头卸载到所述流转管中；
驱动分离盘带动完成吸液的所述反应容器及其流转管前进到注液位置处；
驱动分离盘带动完成注液的所述反应容器及其流转管退回到吸液位置处；
通过一次性吸液头对所述反应容器内的液体进行吸排混匀；
驱动分离盘带动反应容器及其流转管前进到吸液位置处；
将废液排放到所述流转管中，并将一次性吸液头卸载到所述流转管中。
核酸提取装置及其工作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及核酸提取技术领域，具体涉及一种核酸提取装置及其工作方法。
背景技术
[0002] 核酸是分子生物学研究的基本对象，核酸提取步骤是分子诊断中最为重要、最基本的一个环节。从生物样本中提取DNA或RNA的方法有很多，例如传统的有机溶剂提取方法、硅胶模柱吸附法、磁珠分离法和电荷法等。其中，磁珠分离法是目前应用最广、自动化条件最为成熟的一种方法，基本原理是利用具有磁性材料的小微粒表面通过一定的处理使其可以吸附所需要物质，然后通过磁铁吸附富集后抛弃废液，并对富集的磁珠进行清洗，进一步清除杂质及其他不需要的物质，而感兴趣生物物质因吸附在磁珠上得以保留，最后在一定条件下将富集在磁珠上的生物物质释放到所需要的溶液体系中。
[0003] 现有采用磁珠分离法的自动化核酸提取设备由全自动酶免系统演变而来，一般称为板式方案，即，以经典的96孔板或其变形板(后面统称96孔板)为处理单元，通过并行的多个加样头进行试剂及样本液加样，然后进行整板的震荡混匀，完成孵育后再送到磁分离位置进行磁吸附，并由并行的多个吸液头(Tip)进行吸取废液的操作，如此重复一定次数来清洗核酸之外的干扰物质，然后对完成清洗的96孔板进行洗脱处理，得到洗脱产物(即分散在洗脱液中的核酸)，最后采用吸液头将洗脱产物取到一个新的96孔板中，以便与PCR(polymerase chain reaction，聚合酶链反应)试剂混匀后用于下一环节的核酸检测工作或是执行其它的核酸检测或处理操作。
[0004] 由于PCR检测是以96孔板为测试单元进行处理，因此在核酸提取装置中通常也采用96孔板为测试单元进行每个测试环节的处理。但在PCR检测过程中有时会发现交叉感染的现象，经研究认为与核酸提取装置中采用96孔板为测试单元进行每个测试环节的处理有关，这种板式方案采用并行方式处理多个样本，由于孔间距小且孔的深度小，容易导致反应液进入周围孔位，进而形成对周围孔位的污染，且多头并行的吸液及排液处理还容易导致交叉污染的风险很高，此外，采用整板震动混匀也容易造成交叉污染。
[0005] 由于PCR技术对核酸进行指数扩增，会导致测试的灵敏度很高，且线性范围很宽，故而PCR技术对交叉污染的要求非常高，而板式方案在交叉污染的避免方面存在前述的重要缺陷，这也是制约该方案在临床上应用的重要原因。因此亟需一种防止交叉污染的核酸提取装置。
发明内容
[0006] 依据本发明的第一方面，在一种实施方式中提供一种核酸提取装置，包括：
[0007] 至少一个可循环移动的环形结构，所述环形结构上间隔设置有多个用于承载反应容器的反应杯位，所述环形结构沿其循环移动的途径分布有至少一个用于执行吸液操作和至少一个注液操作的操作位；
[0008] 沿所述环形结构布置的至少一个用于执行吸液操作的吸液机构；
[0009] 沿所述环形结构布置的至少一个用于执行注液操作的注液机构；
[0010] 用于驱动所述环形结构循环移动的驱动机构。
[0011] 依据本发明的第二方面，在另一种实施方式提供一种核酸提取装置，包括：
[0012] 孵育机构，用于为反应溶液提供进行孵育的场所；
[0013] 分离机构，用于将吸附有核酸的核酸结合性载体从反应溶液中分离出来，所述分离机构为所述可循环移动的环形结构，且沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位，所述分离机构沿其循环移动的途径分布有用于将反应容器从分离机构取出或放入的进出位、至少一个吸液位置和至少一个注液位置；
[0014] 至少一个吸液机构，用于在分离机构的吸液位置执行吸液操作；
[0015] 至少一个注液机构，用于在分离机构的注液位置执行注液操作；
[0016] 至少一个用于转运反应容器进出各个机构的转运机构。
[0017] 依据本申请的第三方面，在另一种实施方式中提供一种前述核酸提取装置的工作方法，包括：驱动环形结构带动反应容器按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，当环形结构为执行操作而停止时，至少一个吸液机构和至少一个注液机构向位于操作位的各反应容器执行预定操作，当反应容器完成预定操作后继续随环形结构转运到下一操作位。
[0018] 依据本申请的第四方面，在另一种实施方式中提供一种前述核酸提取装置的工作方法，包括：驱动所述分离机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，当分离机构为执行操作而停止时，所述转运机构将完成孵育的反应容器从孵育机构拾取到分离机构的进出位，或拾取出位于分离机构的进出位的已完成分离的反应容器。
[0019] 依据本发明的核酸提取装置，其采用可循环移动的环形结构并在其上进行吸液和注液操作，反应杯位为间隔设置，使得在进行核酸提取时可以以单个反应容器为处理单元一个接一个地处理，由此可以拉开测试与测试之间的间距，减少不同测试之间的并行操作，进而可有效地解决测试之间的交叉污染问题。
附图说明
[0020] 图1是本发明一种实施方式的核酸提取装置的俯视示意图；
[0021] 图2是图1中分离机构的立体结构示意图；
[0022] 图3是图2所示分离机构的工作过程示意图；
[0023] 图4是本发明一种实施方式的核酸提取装置的工作流程示意图。
具体实施方式
[0024] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0025] [实施例1]
[0026] 依据本发明的一种实施方式，提供一种核酸提取装置，用于实现核酸提取过程的完全自动化，即将一次核酸提取过程中涉及的多个测试环节(如包括分注反应液、混匀及孵育、磁分离以及洗脱等)都自动化实现。该核酸提取装置包括：
[0027] 至少一个可循环移动的环形结构，环形结构上间隔设置有多个用于承载反应容器的反应杯位，且环形结构沿其循环移动的途径分布有多个用于执行吸液操作或注液操作的操作位，本实施方式中，环形结构为首尾相连且可循环运动的结构，其形状不限，例如环形结构可以是圆形的运行轨道，或者是方形或蛇形的运行轨道；
[0028] 沿环形结构布置的至少一个用于执行吸液操作的吸液机构；
[0029] 沿环形结构布置的至少一个用于执行注液操作的注液机构；
[0030] 用于驱动位于环形结构上的反应容器沿环形结构的循环移动的途径运动的驱动机构。
[0031] 对于注液机构，一种实施例中，其可以注入的液体包括样本、试剂、核酸结合性载体、清洗液和洗脱液，这些注入的液体与对应的操作相关，例如在进行分离操作中注入的是清洗液。一种情况下，在进行孵育操作时，核酸结合性载体的注入可以由另外的注液机构进行分注，该另外的注液机构不沿环形结构布置，而是布置在其附近。另一种情况中，在进行洗脱操作时，洗脱液的注入也可以不由沿环形结构布置的注液机构进行分注，而是由另外布置在环形结构附近的其它注液机构予以分注。此外，执行了分离操作之后，还可以直接注入检测试剂进行检测。
[0032] 基于本实施方式，一种实例中，环形结构仅为一个，即该环形结构集孵育操作、分离操作和洗脱操作为一体。这些操作与现有核酸提取过程涉及的操作类似，例如，孵育操作包括对反应溶液进行孵育，分离操作包括将吸附有核酸的核酸结合性载体从孵育后的反应溶液中分离出来，洗脱操作包括向分离后的反应容器中加入洗脱液形成洗脱产物，洗脱产物可以不包括核酸结合性载体，也可以包括核酸结合性载体。
[0033] 又一种实例中，环形结构为两个，即第一环形结构和第二环形结构，第一环形结构用于执行孵育操作、分离操作和洗脱操作中的任两种操作，而第二环形结构用于执行剩下的一种操作。
[0034] 另一种实例中，存在三个环形结构，其中的一个环形结构用于执行孵育操作，另一个环形结构用于执行分离操作，剩下的一个环形结构用于执行洗脱操作。
[0035] 为了进一步解决核酸提取过程中注液针引起的交叉污染问题，吸液机构可以使用一次性吸液头进行吸液操作。容易理解，核酸提取装置还需要有至少一个用于转运反应容器进出环形结构的转运机构，而且核酸提取中经常需要对反应容器内的反应溶液进行混匀，因此，核酸提取装置还需要包括至少一个混匀器以混匀反应容器内的反应溶液。
[0036] 更优选地，核酸提取装置在执行洗脱操作之前，在转运机构转运反应容器的停止期间，转运机构还转运跟随该反应容器的用于承载盛装废液的流转管，该流转管还可承载吸液头，流转管和反应容器配套使用，进一步避免了由于注液或吸液而导致的交叉污染。容易理解，环形结构上可以设置有流转管位，该流转管位与反应杯位相邻。
[0037] 采用本实施方式的核酸提取装置，其承载反应容器的反应杯位是间隔设置在可循环移动的环形结构上，吸液、注液等操作均是在该环形结构上完成。具体地，其工作方法是：驱动环形结构带动反应容器按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，当环形结构为执行操作而停止时，至少一个吸液机构和至少一个注液机构向位于操作位的反应容器执行预定操作，当反应容器完成预定操作后继续随环形结构转运。
可见，不同于传统的板式结构因为整板为处理单元进行处理而导致的交叉污染，本实施方式的核酸提取装置在进行核酸提取时，是以单个反应容器为处理单元一个接一个地处理，这种以单个依次处理的方案可以拉开测试与测试之间的距离，减少不同测试之间的并行操作，由此可以有效地解决测试之间的交叉污染问题。
[0038] [实施例2]
[0039] 为更好地理解本发明，这里以存在三个环形结构的情况为实施例2进行描述，其余数量的环形结构的情况类似。依据本发明的一种实施方式，提供一种核酸提取装置，包括：孵育机构、分离机构、洗脱机构、吸液机构、注液机构和至少一个用于转运反应容器进出各个机构的转运机构。应理解，这里是将核酸提取和检测剥离开，将核酸提取按孵育、分离、洗脱这三个测试环节进行描述，另一种实例中核酸提取也可以不进行洗脱，执行了孵育、分离操作后，还可以直接注入检测试剂进行检测。
[0040] 孵育机构用于为反应溶液提供进行孵育的场所，为可循环移动的环形结构，沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位，且孵育机构沿其循环移动的途径分布有用于将反应容器从孵育机构取出进行混匀的混匀位、用于将反应容器放入孵育机构的放入位、样本添加位和试剂添加位。一种具体实施例中，核酸提取装置还包括孵育混匀器，注液机构包括样本添加机构和试剂添加机构。孵育机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进，在孵育机构为执行操作停止期间，转运机构将位于孵育机构的混匀位上的反应容器拾取到孵育混匀器或将孵育混匀器中的完成混匀的反应容器拾取到混匀位，转运机构将空的反应容器拾取到孵育机构的放入位，样本添加机构向位于孵育机构的样本添加位上的反应容器内添加样本，试剂添加机构向位于孵育机构的试剂添加位上的反应容器内添加试剂。如前一实施例，为进一步解决注液针引起的交叉污染问题，孵育机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液和吸液头的流转管的流转管位，流转管位与其对应的反应杯位相邻；转运机构在转运反应容器的停止期间，还转运跟随该反应容器的流转管。
[0041] 分离机构用于将吸附有核酸的核酸结合性载体从反应溶液中分离出来。分离机构为可循环移动的环形结构，且沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位，分离机构沿其循环移动的途径分布有用于将反应容器从分离机构取出或放入分离机构的进出位、至少一个吸液位置和至少一个注液位置。分离机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进并在停止期间执行预定的操作，在分离机构为执行操作停止期间，转运机构将完成孵育的反应容器从孵育机构拾取到分离机构的进出位，或将位于分离机构的进出位的已完成分离的反应容器拾取到洗脱机构。吸液机构用于在分离机构的吸液位置执行吸液操作，注液机构包括清洗液注液机构，用于在注液位置执行注液操作；在分离机构为执行操作停止期间，吸液机构和注液机构分别向停止在吸液位置和注液位置的反应容器执行预定操作。如前一实施例，为进一步解决注液针引起的交叉污染问题，分离机构沿其环形还设有多个用于承载盛装废液和吸液头的流转管的流转管位，流转管位与其对应的反应杯位相邻；转运机构在转运反应容器的停止期间，还转运跟随该反应容器的流转管。在采用例如磁珠分离法进行核酸提取时，分离机构的内侧或外侧还包括为位于分离机构上预定位置的反应容器提供需要的吸附力的吸附机构。
[0042] 洗脱机构用于通过加入洗脱液形成洗脱产物，为可循环移动的环形结构，沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位，且洗脱机构沿其循环移动的途径分布有混匀位、用于将反应容器放入洗脱机构的放入位、以及洗脱液添加位，一种实例中，核酸提取装置还包括核酸混匀器，注液机构包括洗脱液添加机构，洗脱机构按照预设的转动步长和转动方向循环递进，在洗脱机构为执行操作停止期间，转运机构将位于洗脱机构的混匀位上的反应容器拾取到核酸混匀器或将核酸混匀器中的完成混匀的反应容器拾取到混匀位，洗脱液添加机构向位于洗脱机构的洗脱液添加位上的反应容器内添加洗脱液。
[0043] 以下结合一种实例中核酸提取装置的具体结构对实施例2进行详细的描述。
[0044] 如图1所示，核酸提取装置包括工作平台，其上布置了多个功能区，包括耗材区1、样本区3、试剂区、核酸存放区6a、废弃物回收区11a等，并且在该工作平台上还安装有转运机构、孵育机构、分离机构12和洗脱机构。耗材区1放置核酸提取测试过程所需的耗材，包括反应容器如反应杯18a、与反应杯18a配套使用的流转管18b及吸液头18c。样本区3放置实验待检样本。试剂区放置实验所需的试剂盒5，试剂盒5承载一个测试项目所需要的所有试剂(如磁珠试剂、洗脱液等)及相应的试剂吸液头。核酸存放区6a放置提取出的核酸。废弃物回收区11a收集核酸提取过程中产生的废液和已使用过的吸液头。
[0045] 在进行核酸提取时，需要实现从样本区和试剂区给反应容器加载样本和试剂，加载后将反应容器传送给其它工作机构，即需要存在提供样本加样和试剂加样功能的模块。图1中提供了样本加样模块2b，用于从样本区3吸取样本并分注到反应杯18a，此时可以设置有耗材抓杯手2a和耗材夹持臂(图未示)，耗材机械手2a实现将反应杯18a和流转管18b从耗材区1移动到其它工作机构的操作，耗材夹持臂实现从耗材区1装载吸液头18c并从样本区3给反应容器加载样本、以及将吸液头18c卸载到流转管18b的操作。图1中还提供了试剂加样模块4用于从试剂区的试剂盒5吸取试剂并分注到反应杯18a，其包括试剂夹持臂(图未示)，试剂夹持臂实现通过试剂吸液头将试剂从试剂盒5吸取出并分注到反应杯18a的操作。
[0046] 孵育机构将加载样本和试剂后的反应杯18a进行孵育操作，并在混匀完成后将反应杯18a移动到分离机构中的对应位置。具体地，此时可以设置有孵育抓杯手14、孵育盘13和孵育混匀器15。孵育机械手14实现将反应杯18a从孵育盘13抓取到孵育混匀器15或者分离机构，或者实现将反应杯18a从孵育混匀器15抓取到孵育盘13。孵育盘13盛装耗材抓杯手2a送来的反应杯18a和流转管18b并实现对反应杯18a中的液体的孵育；孵育混匀器15实现对反应杯18a中的液体的孵育和混匀操作。
[0047] 本实施例中采用磁分离装置清除反应容器中核酸之外的干扰物质。为了解决现有共用吸液头引起的交叉污染的问题，还提出了在分离机构中采用一次性吸液头的解决方案，本实施例中，分离机构为圆形的分离盘。如图2所示，磁分离装置包括分离盘121、吸附结构122、吸液部件16(对应图1中的16a～16d)、注液部件17(对应图1中的17a～17b)和移动部件(图未示)。
[0048] 一种实施例中，分离盘12为可循环移动的环形结构，且沿其环形间隔设置有多个排布成至少一列的用于承载反应容器的反应杯位124、以及用于承载与反应容器配套使用的流转管的流转管位125，流转管位125与其对应的反应杯位124相邻，该可循环移动的环形结构沿其循环移动的途径分布有多个吸液位置和至少一个注液位置。该实施例中吸附结构122为环形，设置在分离盘的外图，在其它实施例中，吸附结构122也可以设置在分离盘的内图。吸附结构122为分离盘上的反应容器内的核酸结合性载体提供需要的吸附力，以使反应容器中的核酸结合性载体在吸附力的作用下聚积到反应容器的靠近吸附结构的一侧。吸液部件16用于在吸液位置执行吸液操作。注液部件17用于在注液位置执行注液操作。移动部件用于驱动分离盘121和吸附结构122旋转或停止。
[0049] 本实施例中，吸附结构122沿环形设有多个可吸附提取物结合性载体的吸附性部件123(如磁铁)，且吸附结构122上至少设置一个没有吸附性部件的空缺位(图未示)。不同的操作对核酸结合性载体吸附力的要求不同，有些操作(或者是时间段的概念)需要有吸附力，而有些不需要有吸附力。因此在反应容器旋转或停止过程中，移动机构驱动吸附机构上没有吸附力的空缺位随不需要对提取物结合性载体提供吸附力位置而移动。分离盘121和吸附结构122可在移动部件的驱动下独立地旋转和停止，使吸附机构11的空缺位112跟随该不需要吸附力的反应容器所在的反应杯位同步移动，从而使得在此期间反应容器中的核酸结合性载体不受吸附力作用，核酸结合性载体悬浮在溶液中，有利于结合更多的提取物和清洗提取物结合性载体上的杂质。一种具体实例中，在反应容器旋转或停止过程中，至少在分离盘上的反应容器加入清洗液处于混匀阶段时，移动机构驱动吸附机构的空缺位跟随该反应容器的反应杯位同步移动，使得反应容器中的提取物结合性载体在加入清洗液后的混匀阶段不受吸附力作用。
[0050] 结合图1和图2所示，分离机构承载着需要磁分离的反应杯18a，以及与之配套使用的流转管18b，流转管18b的作用是用来承载吸液头18c以及存放废液；在反应杯18a运行轨迹上方布置有吸液部件16以及注液部件17，其中吸液部件16共布置4个(16a～16d)，注液部件17共布置2个(17a～17b)，吸液部件16需要装载吸液头后才可以吸取反应杯18a中的液体；在磁分离盘121的外侧布置一个可与磁分离盘121同心旋转的磁场环(即吸附结构)122，磁场环122的固定位置安装有磁铁123用于吸附反应杯18a中的磁珠。
[0051] 在一个具体实施例里面，如图3所示，磁分离盘121上共均排布有36个位置，分别用于承载反应杯和流转管，其中反应杯和流转管间隔进入磁分离盘121。在工作开始时，反应杯和流转管被仪器(孵育抓杯手14)从磁分离盘121上第36号位置一前一后放入磁分离盘121，然后随着磁分离盘121旋转递进，在此过程中反应杯对应的外侧磁场环位置具有磁场，使得磁珠杯吸附到反应杯一侧；当流转管随着磁分离盘旋转到磁分离盘上第9号位置即第一阶的吸液机构下方时，吸液机构向下运动装载流转管中的吸液头，然后抬起；其后磁分离盘向后退一个位置，使得反应杯刚好进入磁分离盘上第9号位置，吸液机构下降吸取反应杯中的液体后抬起；然后磁分离盘继续前进一个位置，使得流转管位于磁分离盘上第9号位置，然后吸液机构向下运动排出废液并卸载吸液头(在此过程中，由于流转管内排废液位置与卸载吸液头位置并不一致，因此需要排完废液后磁分离盘再次运动到卸载吸液头的位置，当然也可以通过流转管的设计，使得两个位置保持一致，则不需要磁分离盘运动的步骤)。至此磁分离第一阶吸液动作完成，在上述过程中，磁分离盘和其外图的磁场环一致保持同步运动或停止，因此反应杯一直处于磁场吸附状态下。完成第一阶吸液动作后，磁分离盘继续前进3个位置，使得反应杯进入到磁分离盘上第11号位置即注液机构下方，在磁分离盘前进过程中，磁场环与之发生相对运动使得磁场环上没有磁场的部分对应反应杯，此时注液机构在没有磁场吸附作用下向反应杯内注入清洗液，其后磁分离盘回退3个位置使得流转管重新回到第一阶吸液位置，吸液机构下降装载吸液头，然后磁分离盘继续后退一个位置，使得反应杯位于第一阶吸液位置下方，吸液机构下降对反应杯内的清洗液和磁珠进行吸排混匀后抬起，然后磁分离盘继续前进一个位置，使得流转管位于吸液机构下方卸载吸液头，至此磁分离第一阶注液及混匀动作完成，在此过程中磁分离盘与磁场环一直保持同步运动和停止，因此反应杯一直处于无磁场吸附的状态下，便于磁珠重新悬浮于清洗液中。完成混匀后磁场环重新与磁分离盘相对转动使得反应杯处于有磁场的状态下，继续下一阶的磁场吸附。第二阶的磁分离吸液及注液混匀动作与上述过程重复，然后第三阶则只进行吸液动作，不进行注液动作，吸干反应杯内的液体，第四阶同第三阶动作重复，不注液只吸液进一步吸干杯底的残留液体。至此，整个磁分离动作完成。然后反应杯和流转管随着磁分离盘继续运动回到36号位置，由仪器取走反应杯和流转管进行后续的操作。当然这一过程是针对一个特定的提取特性而设计，根据提取所需要的洁净程度的不同以及对残留液体的不同，可以增加或者减少吸液和注液的次数，甚至在最后增加注入后续测试所需要的其他反应液成分，都是可能的变形方案。
[0052] 洗脱环节中，需要存在核酸加样模块7，用以从试剂区的试剂盒5中吸取洗脱液并分注到反应容杯18a，其可以包括核酸夹持臂(图未示)，核酸夹持臂实现通过试剂吸液头将洗脱液从试剂盒5吸取出并分注到反应容器的操作。洗脱机构进行洗脱处理，并将洗脱得到洗脱产物，提取到洗脱产物存放区，例如洗脱产物是核酸，则将核酸提取到核酸存放区。此时可以设置有洗脱抓杯手10、洗脱盘9和核酸混匀器8。洗脱抓杯手10实现将反应容器从分离机构抓取到洗脱盘9，或者实现将反应容器从洗脱盘9抓取到核酸混匀器8。洗脱盘9实现对反应容器中的液体的洗脱和孵育操作。核酸混匀器8实现对反应容器中的液体的混匀操作。
[0053] 为便于理解，参考图1和图4，下面给出采用本发明一种实施方式的核酸提取装置以实现一次核酸提取的过程，包括三大步骤：加载孵育步骤S1、磁分离纯化步骤S3和洗脱步骤S5。其中实现该一次核酸提取的过程是在一个反应杯18a内完成，该反应杯为一次性使用的耗材，与反应杯配套使用的还有一个流转管18b，流转管用于承载磁分离过程中产生的废液以及磁分离吸液使用的样本吸液头(Tip)18c。
[0054] 在加载孵育步骤S1中：反应杯18a、流转管18b以及放在流转管18b中的样本tip 18c放置在耗材加载区1，由耗材抓杯手2a抓取反应杯18a及流转管18b到孵育盘13；然后样本加样模块2b装载样本tip 18c后吸取样本并分注到反应杯18a中，随后将样本tip 18c卸载到流转管18b中；其后孵育抓杯手14从孵育盘13中抓取反应杯18a到孵育混匀器15处进行混匀。在混匀期间，耗材抓杯手2a再抓取下一反应杯及其流转管到孵育盘13，然后执行与上述相同的操作。完成孵育混匀后，将反应杯18a抓回孵育盘，在恒定温度下孵育一定时间。在反应杯18a开始孵育后，其后一反应杯被孵育抓杯手14从孵育盘13中转移到孵育混匀器15处进行混匀。
[0055] 在磁分离纯化步骤S3中：完成孵育混匀的反应杯18a以及与其对应的流转管18b(内置样本tip 18c)再次由孵育抓杯手14从孵育盘13中抓取到磁分离盘12；磁分离盘12外侧布置有磁场，反应杯18a在磁场作用下完成磁吸附作用，并按照固定的时间间隔向顺时针转动，当反应杯18a及流转管18b转动到吸液机构16a的位置处时，吸液机构16a装载样本Tip 18c，然后吸取反应杯18a中的废液；然后将废液排放到流转管18b，并将样本Tip 18c卸载到流转管18b中，同时洗脱抓杯手10将完成磁分离的反应杯从磁分离盘抓取到洗脱盘，或孵育抓杯手14从孵育盘13中抓取下一反应杯到磁分离盘；完成吸液的反应杯18a继续前进到达注液机构17a下方时，注液机构17a注入清洗液；然后反应杯18a退回到吸液机构16a下方，吸液机构16a装载样本Tip 18c对反应杯18a内的液体进行吸排混匀；至此完成第一阶的磁分离操作。反应杯18a及其流转管18b继续顺时针前进，依次进入到下一阶的吸液机构16b下方、注液机构17b的下方以及吸液机构16b下方，完成第二阶的磁分离操作。当反应杯18a在执行第二阶的磁分离操作时，其后一个反应杯在执行第一阶的磁分离操作；其后反应杯18a及其流转管18b继续前进至16c以及16d下方，执行第三阶及第四阶磁分离操作，但区别于前两阶磁分离操作的是后两阶磁分离至进行吸液操作不注入新的清洗液。
[0056] 在洗脱步骤S5中：完成磁分离的反应杯18a被洗脱抓杯手10从磁分离盘12抓取到洗脱盘9进行洗脱操作，相应的流转管18b以及样本Tip18c则被洗脱抓杯手10抓取后从抛杯位11a抛弃；核酸加样模块7从试剂盒5吸取洗脱液分注到反应杯18a中；然后核酸抓杯手10抓取反应杯18a到核酸混匀器8中完成混匀操作后再将其抓回洗脱盘9中；反应杯18a在洗脱盘9中开始恒温孵育，同时，核酸抓杯手10抓取下一反应杯到核酸混匀器8中完成混匀操作。反应杯18a恒温孵育一定时间后完成洗脱；核酸加样模块7在核酸Tip盒6c处装载核酸Tip
6b后从反应杯18a中吸取洗脱产物并将其分注到核酸输出板6a上的孔位中，其中吸取洗脱产物的步骤可以在磁场作用下完成，以避免吸取到磁珠；其后将核酸Tip 6b卸载到抛杯位
11b中抛弃；最后完成测试的反应杯18a被核酸抓杯手10抓取后在抛杯位11b处抛弃，至此测试完成。
[0057] 综上，依据本发明的实施方式可知，为了解决板式方案存在的交叉污染问题，本发明实施方式提出一种基于单管的全自动核酸提取装置及其工作方法，该装置进行每次测试时是在一个一次性的反应容器中完成，每次测试涉及多个测试环节，包括分注反应液、混匀及孵育、磁分离以及洗脱等，且每个测试环节中均以单一的反应容器为处理单元，例如当反应容器A1完成操作B1后，即被流转到下一操作B2，执行操作B2，同时反应容器A1的下一个反应容器A2被流转到操作B1，执行操作B1，依此类推。由此可以以单一反应容器为处理单元进行流转，不需要多个样本同时并行执行相同的操作，有效地拉开测试和测试之间的间距，减少不同测试之间的并行操作，进而有效地解决了测试之间的交叉污染问题。
[0058] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明并不用以限制本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。
