本申请提供了一种核酸提取纯化设备、试剂联、核酸提取纯化系统和方法。核酸提取纯化设备包括：主支撑结构；气体加压装置，包括用于输出压缩气体的输出头和具有输出头承载部的输出头支架；试剂容器支架，具有试剂容器承载部，所述试剂容器承载部被配置为承载彼此隔离的存储多种核酸提取和纯化试剂的多个试剂存储部；膜柱支架，具有用于承载膜柱的膜柱承载部；和收集容器支架，具有用于承载收集容器的收集容器承载部，所述收集容器包括废液收集部和核酸收集部；其中，所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置可调节的设置。
核酸提取纯化设备、试剂联、核酸提取纯化系统和方法
技术领域
[0001] 本申请涉及核酸处理技术领域，特别涉及一种核酸提取纯化设备、试剂联、核酸提取纯化系统和方法。
背景技术
[0002] 随着核酸检测技术的发展，核酸检测已经普遍应用于病原诊断、科学研究、环境监测等各领域中。尤其是近年来随着新冠疫情的爆发，核酸检测更是得到了大面积应用。
[0003] 核酸的提取纯化是核酸检测的第一步。相关技术中，一种应用较广泛的核酸提取纯化方法借助膜柱进行。膜柱底部装有能吸附核酸的过滤膜，通过向膜柱中添加各种提取和纯化试剂对样本进行裂解、核酸洗涤、洗脱，通过离心机或气体加压装置使膜柱中的液体通过能吸附核酸的膜，从而达到核酸提取纯化的目的。相关技术的借助膜柱进行核酸提取和纯化一般需要多步骤添加反应试剂并借助离心机或气体加压装置进行相关操作，步骤繁琐、时间长，限制其应用。
[0004] 一种应用较广泛的核酸提取纯化方法借助磁珠进行，通过能吸附核酸的磁微粒(磁珠)进行核酸提取纯化。磁珠在样本进行裂解液、核酸洗涤液、洗脱液中分散和被外部磁场富集，从而实现核酸提取的目的。磁珠法提取需借助专用大型的核酸提取纯化仪，提取时间一般为20至45分钟。
[0005] 上述陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息，而不必然地构成现有技术。
发明内容
[0006] 本申请的目的在于提供一种核酸提取纯化设备、试剂联、核酸提取纯化系统和方法，旨在简化核酸提取纯化的操作步骤，节约操作时间。
[0007] 本申请第一方面提供一种核酸提取纯化设备，包括：
[0008] 主支撑结构；
[0009] 气体加压装置，设置于所述主支撑结构上，包括输出头支架和输出头，所述输出头用于输出压缩气体，所述输出头支架具有用于承载所述输出头的输出头承载部；
[0010] 试剂容器支架，设置于所述主支撑结构上，位于所述输出头支架下方，具有试剂容器承载部，所述试剂容器承载部被配置为承载彼此隔离的存储多种核酸提取和纯化试剂的多个试剂存储部，各所述试剂存储部具有试剂容纳腔和与所述试剂容纳腔连通的气体进入端和试剂输出端；
[0011] 膜柱支架，设置于所述主支撑结构上，位于所述试剂容器支架下方，具有用于承载膜柱的膜柱承载部，所述膜柱具有核酸处理腔、位于所述核酸处理腔内的用于承载核酸的过滤部和与所述核酸处理腔连通且分别设置于所述过滤部的两侧的试剂进入端和液体输出端；和
[0012] 收集容器支架，设置于所述主支撑结构上，位于所述膜柱支架下方，具有用于承载收集容器的收集容器承载部，所述收集容器包括废液收集部和核酸收集部，所述废液收集部具有废液收集腔和与所述废液收集腔连通的废液进入端，所述核酸收集部具有核酸收集腔和与所述核酸收集腔连通的核酸溶液进入端；
[0013] 其中，所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置可调节的设置，以使所述输出头与各所述试剂存储部的所述气体进入端具有相对且密封的第一配合位置，处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端具有相对且密封的第二配合位置，所述膜柱的所述液体输出端与所述废液收集部的所述废液进入端具有第三配合位置或与所述核酸收集部的所述核酸溶液进入端具有第四配合位置；
[0014] 在所述第一配合位置，所述输出头在打开的状态下向所述试剂容纳腔内输入所述压缩气体，所述试剂输出端在所述压缩气体的作用下开放以输出所述试剂容纳腔内存储的试剂；
[0015] 在所述第二配合位置，处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端向所述膜柱的所述试剂进入端输送所述试剂，所述液体输出端输出通过所述过滤部的液体；
[0016] 在所述第三配合位置，所述膜柱的所述液体输出端向所述废液收集部输送所述核酸处理腔内排出的废液；
[0017] 在所述第四配合位置，所述膜柱的所述液体输出端向所述核酸收集部输送所述核酸处理腔内排出的核酸溶液。
[0018] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括数量相同且一一对应的多个所述输出头、多个所述输出头承载部、多个所述试剂容器承载部、多个所述膜柱承载部和多个所述收集容器承载部。
[0019] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0020] 所述试剂容器承载部包括至少一个试剂容器容纳孔，所述试剂容器容纳孔被配置为容纳所述多个试剂存储部；和/或
[0021] 所述膜柱承载部包括膜柱容纳孔，所述膜柱容纳孔被配置为容纳所述膜柱；和/或[0022] 所述收集容器支架包括收集容器容纳孔或收集容器容纳槽，所述收集容器容纳孔或收集容器容纳槽被配置为容纳所述收集容器。
[0023] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0024] 所述试剂容器承载部包括沿水平的第一方向延伸的一个长条形的所述试剂容器容纳孔；或者
[0025] 所述试剂容器承载部包括沿水平的第一方向布置的多个所述试剂容器容纳孔。
[0026] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0027] 所述试剂容器承载部被配置为使所述多个试剂存储部沿水平的第一方向排列；所述输出头支架可上下移动地设置于所述主支撑结构上；
[0028] 所述试剂容器支架、所述膜柱支架和所述收集容器支架中至少两个沿所述第一方向可移动地设置于所述主支撑结构上。
[0029] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述膜柱支架固定于所述主支撑结构上。
[0030] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述试剂容器支架被配置为在所述输出头支架上的输出头向所述试剂容器支架上的所述试剂存储部施加向下的力时向下浮动，在所述输出头支架上的输出头向所述试剂容器支架上的所述试剂存储部施加向下的力消失时复位。
[0031] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括弹性支撑机构，所述试剂容器支架通过所述弹性支撑机构设置于所述主支撑结构上，所述弹性支撑机构被配置为在所述输出头支架上的输出头向所述试剂容器支架上的所述试剂存储部施加向下的力而使所述试剂容器支架向下浮动时，向所述试剂容器支架施加使其具有向上趋势的力，以在所述输出头向所述试剂容器支架上的所述试剂存储部施加的向下的力消失时使所述试剂容器支架复位。
[0032] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括数量相同且一一对应的多个所述输出头、多个所述输出头承载部，多个所述试剂容器承载部、多个所述膜柱承载部和多个所述收集容器承载部，多个所述输出头承载部、多个所述试剂容器承载部、多个所述膜柱承载部和多个所述收集容器承载部均沿水平且垂直于所述第一方向的第二方向排列。
[0033] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括导向装置，所述导向装置被配置为引导所述输出头支架、所述试剂容器支架、膜柱支架和收集容器支架中至少部分的移动方向。
[0034] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述导向装置包括：
[0035] 试剂容器支架导向单元，被配置为引导所述试剂容器支架沿水平的第一方向运动；和/或
[0036] 收集容器支架导向单元，被配置为引导所述收集容器支架沿水平的第一方向运动。
[0037] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0038] 所述试剂容器支架导向单元包括沿水平的第一方向延伸的第一导轨和沿所述第一方向与所述第一导轨滑动配合或滚动配合的第一导向部，所述第一导轨和所述第一导向部中的一个连接于所述主支撑结构上，另一个连接于所述试剂容器支架上；和/或[0039] 所述收集容器支架导向单元包括沿水平的第一方向延伸第二导轨和沿所述第一方向与所述第二导轨滑动配合或滚动配合的第二导向部，所述第二导轨和所述第二导向部中的一个连接于所述主支撑结构上，另一个连接于所述收集容器支架上。
[0040] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0041] 所述气体加压装置包括流体驱动装置，所述述流体驱动装置被配置为控制所述输出头是否输出所述压缩气体；和/或
[0042] 所述核酸提取纯化设备包括位置调节驱动装置，所述位置调节驱动装置与所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和所述收集容器支架中至少部分驱动连接，以调节所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和所述收集容器支架的相对位置。
[0043] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0044] 所述流体驱动装置包括多个压缩气体出口；
[0045] 所述气体加压装置包括多个单向阀和多个所述输出头，所述多个单向阀的进口与所述流体驱动装置的所述多个压缩气体出口分别连接，所述多个单向阀的出口与所述多个输出头分别连接。
[0046] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，
[0047] 所述流体驱动装置包括气泵和气体分配机构，所述气体分配机构具有压缩气体进口和所述多个压缩气体出口，所述气体分配机构的压缩气体进口与所述气泵的出口连接，所述气体分配机构被配置为将从所述压缩气体进口进入所述气体分配机构从所述多个压缩气体出口中的至少一个输出；或者
[0048] 所述流体驱动装置包括旋转驱动装置、凸轮组和气缸组，所述凸轮组包括相对固定且绕同一轴线可转动地设置的安装角不同的多个凸轮，所述旋转驱动装置被配置为驱动所述凸轮组转动，所述气缸组包括缸体和多个活塞，所述缸体具有与所述多个活塞分别配合的多个活塞腔，所述多个凸轮与所述多个活塞分别抵压配合以驱动所述多个活塞压缩进入所述活塞腔内的气体，所述多个活塞腔的多个出口形成所述多个压缩气体出口。
[0049] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述流体驱动装置被配置为使所述输出头输出的所述压缩气体的压力可调节地设置。
[0050] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述位置调节驱动装置包括：
[0051] 第一驱动部，与所述输出头支架驱动连接，以驱动所述输出头支架上下运动；
[0052] 第二驱动部，与所述试剂容器支架驱动连接，以驱动所述试剂容器支架沿水平的第一方向往复运动；
[0053] 第三驱动部，与所述收集容器支架驱动连接，以驱动所述收集容器支架沿所述第一方向往复运动。
[0054] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括控制装置，其中，
[0055] 所述控制装置与所述流体驱动装置可操作地连接，以操纵所述流体驱动装置动作；和/或
[0056] 所述控制装置与所述位置调节驱动装置可操作地连接，以操纵所述位置调节驱动装置动作。
[0057] 在一些实施例的核酸提取纯化设备中，所述核酸提取纯化设备包括输入装置，所述输入装置与所述控制装置信号连接，所述输入装置被配置为输入控制指令，所述控制装置接收所述控制指令，并根据所述控制指令操纵所述流体驱动装置和/或所述位置调节驱动装置动作。
[0058] 本申请第二方面提供一种试剂联，包括彼此隔离的存储多种核酸提取和纯化试剂的多个试剂存储部，所述多个试剂存储部连接为一体，各所述试剂存储部具有试剂容纳腔和与所述试剂容纳腔连通的气体进入端和试剂输出端，所述气体进入端被配置为接收用于输出压缩气体的输出头输出的压缩气体，所述试剂输出端被配置为在所述压缩气体的作用下开放以输出所述试剂容纳腔内存储的所述试剂。
[0059] 在一些实施例所述的试剂联中，
[0060] 所述气体进入端包括薄弱部，所述薄弱部被配置为易于破坏而使所述试剂容纳腔与所述输出头连通以接收所述输出头输出的压缩气体；和/或
[0061] 所述试剂输出端包括尖嘴和胶塞，所述尖嘴与所述试剂容纳腔连通，所述胶塞具有设置于所述尖嘴的外周的侧面和设置于所述尖嘴下方的底面，所述底面密封所述尖嘴的开口，所述胶塞被配置为与膜柱的试剂进入端配合以密封所述试剂进入端，所述尖嘴被配置为在所述试剂存储部受到向下的压力的状态下刺穿所述胶塞的底面以打开所述尖嘴的开口。
[0062] 在一些实施例所述的试剂联中，所述试剂联包括连接条，所述试剂存储部为管状，所述多个试剂存储部的气体进入端并排地连接于所述连接条上，所述连接条上包括与所述多个试剂存储部的气体进入端一一对应的孔口，所述连接条的边缘位于所述多个气体进入端的外侧。
[0063] 在一些实施例所述的试剂联中，所述连接条上设有定位结构。
[0064] 本申请第三方面提供一种核酸提取纯化系统，包括：
[0065] 核酸提取纯化设备，为本申请第一方面所述的核酸提取纯化设备；
[0066] 设置于同一所述试剂容器承载部内的多个所述试剂存储部，所述多个所述试剂存储部形成本申请第二方面所述的试剂联；
[0067] 设置于所述膜柱承载部内的所述膜柱；和
[0068] 设置于所述收集容器承载部内的所述收集容器。
[0069] 本申请第四方面提供一种核酸提取纯化系统，包括：
[0070] 核酸提取纯化设备，为本申请第一方面所述的核酸提取纯化设备；
[0071] 设置于同一所述试剂容器承载部内的多个所述试剂存储部；
[0072] 设置于所述膜柱承载部内的所述膜柱；和
[0073] 设置于所述收集容器承载部内的所述收集容器。
[0074] 在一些实施例的核酸提取纯化系统中，
[0075] 所述收集容器包括凹入部和设置于所述凹入部的开口处的洗液滤纸，所述洗液滤纸被配置为吸收膜柱的液体输出端残存的液体；
[0076] 所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置可调节至在所述试剂存储部的所述气体进入端处于相对且密封的第一配合位置，处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端处于所述第二配合位置的同时，使所述膜柱的所述液体输出端与所述凹入部具有第五配合位置，在所述第五配合位置，所述膜柱的所述液体输出端穿过所述洗液滤纸进入所述凹入部。
[0077] 在一些实施例的核酸提取纯化系统中，
[0078] 所述收集容器包括多个所述废液收集部；和/或
[0079] 所述废液收集部与所述核酸收集部可分离地设置。
[0080] 本申请第五方面提供一种应用本申请第三方面或第四方面所述的核酸提取纯化系统的核酸提取纯化方法，包括：
[0081] 步骤10，将存储不同的核酸提取纯化试剂的多个试剂存储部按预定的核酸提取纯化步骤顺序设置于所述试剂容器支架的试剂容器承载部内，其中最后一个所述试剂存储部内存储的所述试剂为洗脱液；
[0082] 步骤20，调节所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置，以使所述输出头与所述多个试剂存储部中的第一个试剂存储部的所述气体进入端处于所述第一配合位置，处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端处于所述第二配合位置，所述膜柱的所述液体输出端与所述废液收集部的所述废液进入端处于所述第三配合位置；打开所述输出头，所述输出头向所述第一个试剂存储部的试剂容纳腔内输入所述压缩气体，所述试剂输出端在所述压缩气体的作用下开放以输出所述试剂容纳腔内存储的试剂，所述第一个试剂存储部的所述试剂输出端向所述膜柱的所述试剂进入端输送所述试剂，所述液体输出端输出通过所述过滤部的液体，所述膜柱的所述液体输出端向所述废液收集部输送所述核酸处理腔内排出的废液；
[0083] 步骤30，使所述第一个试剂存储部和最后一个试剂存储部以外的多个所述试剂存储部中其余所述试剂存储部依次重复所述步骤20；和
[0084] 步骤50，调节所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置，以使所述输出头与所述最后一个试剂存储部的所述气体进入端处于所述第一配合位置，所述最后一个试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端处于所述第二配合位置，所述膜柱的所述液体输出端与所述核酸收集部的所述核酸液体进入端处于所述第四配合位置；打开所述输出头，所述输出头向所述最后一个试剂存储部的试剂容纳腔内输入所述压缩气体，所述试剂输出端在所述压缩气体的作用下开放以输出所述试剂容纳腔内存储的洗脱液，所述最后一个试剂存储部的所述试剂输出端向所述膜柱的所述试剂进入端输送所述洗脱液，所述液体输出端输出通过所述过滤部的包括所述洗脱液和核酸的核酸溶液，所述膜柱的所述液体输出端向所述核酸收集部输送所述核酸处理腔内排出的所述核酸溶液。
[0085] 在一些实施例的核酸提取纯化方法中，
[0086] 所述收集容器包括凹入部和设置于所述凹入部的开口处的洗液滤纸，所述洗液滤纸被配置为吸收膜柱的液体输出端残存的液体；
[0087] 所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置可调节至在所述试剂存储部的所述气体进入端处于相对且密封的第一配合位置，处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端处于所述第二配合位置的同时，使所述膜柱的所述液体输出端与所述凹入部具有第五配合位置，在所述第五配合位置，所述膜柱的所述液体输出端穿过所述洗液滤纸进入所述凹入部；
[0088] 所述核酸提取纯化方法包括在所述步骤30和所述步骤50之间执行步骤40：调节所述输出头支架、所述试剂容器支架、所述膜柱支架和收集容器支架的相对位置使处于所述第一配合位置的所述试剂存储部的所述试剂输出端与所述膜柱的所述试剂进入端处于所述第二配合位置，使所述膜柱的所述液体输出端与所述凹入部处于所述第五配合位置，以使所述膜柱的所述液体输出端穿过所述洗液滤纸进入所述凹入部。
[0089] 基于本申请提供的核酸提取纯化设备，在进行核酸提取和纯化时，可以将所需的试剂存储部按照核酸提取纯化步骤依次布置于试剂容器承载部内，再使各试剂存储部内的洗脱液以外的其它试剂依次进入膜柱的核酸处理腔后排入收集容器的废液收纳腔，最后使洗脱液进入膜柱的核酸处理腔后排入收集容器的核酸溶液收纳腔，从而可以通过布置一次试剂存储部使所需各种试剂就位，并通过气体加压装置直接将相应试剂从试剂存储部内输送至膜柱的核酸处理腔内，并同步将核酸处理腔内的容液输送至废液收集腔或核酸溶液收集腔，从而简化核酸提取纯化操作的操作环节，节约操作时间，提高核酸提取纯化效率。
[0090] 本申请提供的试剂联与核酸提取纯化设备，可以将试剂联内的各试剂存储部按所需顺序事先布置好，从而可以直接将试剂联放置于核酸提取纯化设备的试剂容器承载部内，而进一步简化试剂存储部的布置步骤，从而利于进一步提高核酸提取纯化效率。
[0091] 本申请提供的核酸提取纯化系统和核酸提取纯化方法，具有本申请提供的核酸提取纯化设备具有的优点。
[0092] 通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0093] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0094] 图1为本申请一些实施例的核酸提取纯化系统的结构示意图。
[0095] 图2为图1所示实施例的核酸提取纯化系统去除了外壳的一个角度的结构示意图。
[0096] 图3为图1所示实施例的核酸提取纯化系统去除了外壳和部分结构的结构示意图。
[0097] 图4为图1所示实施例的核酸提取纯化系统去除了外壳的另一角度的结构示意图。
[0098] 图5为图1所示的实施例的核酸提取纯化系统中核酸提取纯化设备的控制框图。
[0099] 图6为本申请另一些实施例的核酸提取纯化系统的结构示意图，其中去除了部分外壳。
[0100] 图7A为图6所示实施例的核酸提取纯化系统的去除了外壳的结构示意图。
[0101] 图7B为图6所示实施例的一替代实施例的核酸提取纯化系统的去除了外壳的结构示意图。
[0102] 图8为图6所示实施例的核酸提取纯化系统中核酸提取纯化设备的气体加压装置的流体驱动设备的结构示意图。
[0103] 图9为本申请实施例的核酸提取纯化系统中试剂联、膜柱和收集容器的配合结构示意图，其中，试剂联的第一个试剂存储部的试剂输出端与膜柱的试剂进入端处于第二配合位置，膜柱的液体输出端与收集容器的废液收集部的废液进入端处于第三配合位置。
[0104] 图10为本申请实施例的核酸提取纯化系统中试剂联、膜柱和收集容器的配合结构示意图，其中，试剂联的最后一个试剂存储部的试剂输出端与膜柱的试剂进入端处于第二配合位置，膜柱的液体输出端与收集容器的核酸收集部的核酸溶液进入端处于第四配合位置。
[0105] 图11为采用对照核酸提取纯化系统进行甲型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。
[0106] 图12为采用本申请实施例的核酸提取纯化系统进行甲型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。
[0107] 图13为采用对照核酸提取纯化系统进行乙型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。
[0108] 图14为采用本申请实施例的核酸提取纯化系统进行乙型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。
具体实施方式
[0109] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0110] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0111] 在本申请的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
[0112] 在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0113] 此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0114] 在以下描述中，所称的“前”指的是核酸提取纯化设备和核酸提取纯化系统在进行核酸提取纯化时操作者面对的一侧，“后”是指与前相对的一侧，“左”和“右”指的是面对前方时形成的左右方向。“上”和“下”指的是核酸提取纯化设备和核酸提取纯化系统在进行核酸提取纯化时的上下方向。
[0115] 如图1至图8所示，本申请实施例提供一种核酸提取纯化设备100，包括主支撑结构110、气体加压装置120、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150。
[0116] 气体加压装置120设置于主支撑结构110上。气体加压装置120包括输出头支架121和输出头122。输出头122用于输出压缩气体。输出头支架121具有用于承载输出头122的输出头承载部1211。
[0117] 试剂容器支架130设置于主支撑结构110上，位于输出头支架121下方。试剂容器支架130具有试剂容器承载部131。试剂容器承载部131被配置为承载彼此隔离的存储多种核酸提取和纯化试剂的多个试剂存储部320。各试剂存储部320具有试剂容纳腔和与试剂容纳腔连通的气体进入端320A和试剂输出端320B。
[0118] 膜柱支架140设置于主支撑结构110上，位于试剂容器支架130下方。膜柱支架140具有用于承载膜柱400的膜柱承载部141。膜柱400具有核酸处理腔、位于核酸处理腔内的用于承载核酸的过滤部和与核酸处理腔连通且分别设置于过滤部的两侧的试剂进入端400A和液体输出端400B。
[0119] 收集容器支架150设置于主支撑结构110上，位于膜柱支架140下方。收集容器支架150具有用于承载收集容器500的收集容器承载部151。收集容器500包括废液收集部510和核酸收集部520。废液收集部510具有废液收集腔和与废液收集腔连通的废液进入端510A。
核酸收集部520具有核酸收集腔和与核酸收集腔连通的核酸溶液进入端520A。
[0120] 输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置可调节的设置，以使输出头122与各试剂存储部320的气体进入端320A具有相对且密封的第一配合位置，处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A具有相对且密封的第二配合位置，膜柱400的液体输出端400B与废液收集部510的废液进入端510A具有第三配合位置或与核酸收集部520的核酸溶液进入端520A具有第四配合位置。
[0121] 在第一配合位置，输出头122在打开的状态下向试剂容纳腔内输入压缩气体，试剂输出端320B在压缩气体的作用下开放以输出试剂容纳腔内存储的试剂。
[0122] 在第二配合位置，处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B向膜柱400的试剂进入端400A输送试剂，液体输出端400B输出通过过滤部的液体。
[0123] 在第三配合位置，膜柱400的液体输出端400B向废液收集部510输送核酸处理腔内排出的废液。
[0124] 在第四配合位置，膜柱400的液体输出端400B向核酸收集部520输送核酸处理腔内排出的核酸溶液。
[0125] 基于本申请提供的核酸提取纯化设备，在进行核酸提取和纯化时，可以将所需的试剂存储部按照核酸提取纯化步骤依次布置于试剂容器承载部内，再使各试剂存储部内的洗脱液以外的其它试剂依次进入膜柱的核酸处理腔后排入收集容器的废液收纳腔，最后使洗脱液进入膜柱的核酸处理腔后排入收集容器的核酸溶液收纳腔，从而可以通过布置一次试剂存储部使所需各种试剂就位，并通过气体加压装置直接将相应试剂从试剂存储部内输送至膜柱的核酸处理腔内，并同步将核酸处理腔内的容液输送至废液收集腔或核酸溶液收集腔，从而简化核酸提取纯化操作的操作环节，节约操作时间，提高核酸提取纯化效率。如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括数量相同且一一对应的多个输出头122、多个输出头承载部1211、多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151。例如，多个输出头122、多个输出头承载部1211、多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151的数量可以均为3个、5个、8个、15个等。
[0126] 设置多个输出头承载部1211、多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151，利于实现同时对多个膜柱内的样本进行核酸提取纯化操作，从而利于提高核酸提取纯化效率及利于核酸提取纯化设备100小型化
[0127] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，试剂容器承载部131包括至少一个试剂容器容纳孔，试剂容器容纳孔被配置为容纳多个试剂存储部320；和/或膜柱承载部141包括膜柱容纳孔，膜柱容纳孔被配置为容纳膜柱400；和/或收集容器支架150包括收集容器容纳孔或收集容器容纳槽，收集容器容纳孔或收集容器容纳槽被配置为容纳收集容器500。
[0128] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，试剂容器承载部131包括沿水平的第一方向延伸的一个长条形的试剂容器容纳孔。或者，在未图示的实施例中，试剂容器承载部131包括沿水平的第一方向布置的多个试剂容器容纳孔。
[0129] 试剂容器承载部131包括试剂容器容纳孔利于以简单的结构实现试剂存储部320的承载且操作简单；膜柱承载部141包括膜柱容纳孔利于以简单的结构实现膜柱400的承载且操作简单；收集容器支架150包括收集容器容纳孔或收集容器容纳槽利于以简单的结构实现收集容器500的承载且操作简单。
[0130] 本申请各实施例的描述中，第一方向为前后方向。
[0131] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，试剂容器承载部131被配置为使多个试剂存储部沿水平的第一方向排列。输出头支架121可上下移动地设置于主支撑结构110上。试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150中至少两个沿第一方向可移动地设置于主支撑结构110上。
[0132] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，膜柱支架140固定于主支撑结构110上。
[0133] 使膜柱支架140固定于主支撑结构110上，利于试剂容器支架130和收集容器支架150分别以膜柱支架140相对于运动，利于快速、准确调节试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150相对位置。
[0134] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，试剂容器支架130被配置为在输出头支架121上的输出头122向试剂容器支架130上的试剂存储部320施加向下的力时向下浮动，在输出头支架121上的输出头122向试剂容器支架130上的试剂存储部320施加向下的力消失时复位。
[0135] 使试剂容器支架130能够受到输出头122的向下的力时向下浮动而该力取消时复位，利于输出头122和气体进入端320A之间实现密封，以及利于试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A之间实现密封。
[0136] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括弹性支撑机构180，试剂容器支架130通过弹性支撑机构180设置于主支撑结构110上，弹性支撑机构180被配置为在输出头支架121上的输出头122向试剂容器支架130上的试剂存储部320施加向下的力而使试剂容器支架130向下浮动时，向试剂容器支架130施加使其具有向上趋势的力，以在输出头122向试剂容器支架130上的试剂存储部320施加的向下的力消失时使试剂容器支架130复位。
[0137] 弹性支撑支构180利于直接通过输出头支架121向下运动直接对输出头122和试剂存储部320之间以及试剂存储部320和膜柱400之间产生一定压力，从而利于输出头122和气体进入端320A之间更好地密封，以及利于试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A之间更好地密封。
[0138] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括数量相同且一一对应的多个输出头122、多个输出头承载部1211，多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151，多个输出头承载部1211、多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151均沿水平且垂直于第一方向的第二方向排列。
[0139] 使多个输出头承载部1211、多个试剂容器承载部131、多个膜柱承载部141和多个收集容器承载部151均沿水平且垂直于第一方向的第二方向排列，利于以各支架较少的运动实现对多个膜柱内的样本进行核酸提取纯化操作，从而利于提高核酸提取纯化效率及利于核酸提取纯化设备100小型化。
[0140] 本申请各实施例的描述方向，第二方向为左右方向。
[0141] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括导向装置170。导向装置170被配置为引导输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150中至少部分的移动方向。
[0142] 设置导向装置170利于导向装置170所引导的支架移动路径准确，从而利于该支架快速、准确到达所需位置，从而利于提高各支架之间相对位置调节的速度和准确程度，从而利于提高核酸提取纯化效率。
[0143] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，导向装置170包括：试剂容器支架导向单元171，被配置为引导试剂容器支架130沿水平的第一方向运动；和/或收集容器支架导向单元172，被配置为引导收集容器支架150沿水平的第一方向运动。
[0144] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，试剂容器支架导向单元171包括沿水平的第一方向延伸的第一导轨1711和沿第一方向与第一导轨1711滑动配合或滚动配合的第一导向部1712，第一导轨1711和第一导向部1712中的一个连接于主支撑结构110上，另一个连接于试剂容器支架130上；和/或收集容器支架导向单元172包括沿水平的第一方向延伸第二导轨1721和沿第一方向与第二导轨1721滑动配合或滚动配合的第二导向部1722，第二导轨1721和第二导向部1722中的一个连接于主支撑结构110上，另一个连接于收集容器支架150上。
[0145] 设置试剂容器支架导向单元171利于使试剂容器支架130的运动方向准确可控，利于试剂容器支架130快速、准确到达所需位置。设置收集容器支架导向单元172利于使收集容器支架150的运动方向准确可控，利于收集容器支架150准确到达所需位置。
[0146] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，气体加压装置120包括流体驱动装置124，述流体驱动装置124被配置为控制输出头122是否输出压缩气体；和/或核酸提取纯化设备100包括位置调节驱动装置160，位置调节驱动装置160与输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150中至少部分驱动连接，以调节输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置。
[0147] 通过流体驱动装置124可以自动控制输出头122是否输出压缩气体，利于实现核酸提取纯化操作的自动化水平。通过位置调节驱动装置160可以自动控制输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置，利于实现，利于实现核酸提取纯化操作的自动化水平。
[0148] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，
[0149] 流体驱动装置124包括多个压缩气体出口124A；气体加压装置120包括多个单向阀123和多个输出头122，多个单向阀123的进口与流体驱动装置124的多个压缩气体出口124A分别连接，多个单向阀123的出口与多个输出头122分别连接。
[0150] 设置多个压缩气体出口124A、多个单向阀123和多个输出头122，利于同时针对不同的核酸样本进行核酸提取纯化操作，利于提高核酸提取纯化效率。
[0151] 如图1至4所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，流体驱动装置124包括气泵1241和气体分配机构1242，气体分配机构1241具有压缩气体进口1242A和多个压缩气体出口124A，气体分配机构1242的压缩气体进口1242A与气泵1242的出口连接，气体分配机构1242被配置为将从压缩气体进口1242A进入气体分配机构1242从多个压缩气体出口124A中的至少一个输出。
[0152] 气体分配机构1242例如包括空气分配阀，或包括歧管和与各歧管的多个分支连接的多个通断阀。
[0153] 如图6至8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，流体驱动装置124包括旋转驱动装置1243、凸轮组1244和气缸组1245，凸轮组1244包括相对固定且绕同一轴线可转动地设置的安装角不同的多个凸轮12441，旋转驱动装置1243被配置为驱动凸轮组1244转动，气缸组1245包括缸体12451和多个活塞12452，缸体12451具有与多个活塞12452分别配合的多个活塞腔1245A，多个凸轮12441与多个活塞12452分别抵压配合以驱动多个活塞12452压缩进入活塞腔1245A内的气体，多个活塞腔1245A的多个出口形成多个压缩气体出口124A。
[0154] 流体驱动装置124包括旋转驱动装置1243、凸轮组1244和气缸组1245可按预定次序使多个输出头122分别输出压缩气体。
[0155] 在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，流体驱动装置124被配置为使输出头122输出的压缩气体的压力可调节地设置。
[0156] 压缩气体的压力可调节地设置，利于根据膜柱400的核酸处理腔内的试剂通过过滤部时所需要的工作压力调节压缩气体的压力，使核酸提取纯化设备100具有更好的适应性。
[0157] 如图1至图8所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，位置调节驱动装置160包括第一驱动部161、第二驱动部162和第三驱动部163。第一驱动部161与输出头支架
121驱动连接，以驱动输出头支架121上下运动。第二驱动部162与试剂容器支架130驱动连接，以驱动试剂容器支架130沿水平的第一方向往复运动。第三驱动部163与收集容器支架
150驱动连接，以驱动收集容器支架150沿第一方向往复运动。
[0158] 位置调节驱动装置160包括第一驱动部161第二驱动部162和第三驱动部163，使输出头支架121、试剂容器支架130和收集容器支架150中的每一个均只有一个运动自由度，易于实现输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置的快速准确调节。
[0159] 如图5所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括控制装置191，其中，控制装置191与流体驱动装置124可操作地连接，以操纵流体驱动装置124动作；和/或控制装置191与位置调节驱动装置160可操作地连接，以操纵位置调节驱动装置160动作。
[0160] 设置控制装置191利于实现自动核酸提取纯化操作。
[0161] 在一些实施例中，控制装置191可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
[0162] 如图1和图5所示，在一些实施例的核酸提取纯化设备100中，核酸提取纯化设备100包括输入装置192，输入装置192与控制装置191信号连接，输入装置192被配置为输入控制指令，控制装置191接收控制指令，并根据控制指令操纵流体驱动装置124和/或位置调节驱动装置160动作。
[0163] 输入装置192例如可以为图1所示的触控屏，在未图示的实施例中，也可以为键盘、按钮等其它形式的输入装置。
[0164] 设置输入装置192利于根据操作者的操作意图进行自动核酸提取纯化操作。
[0165] 如图1至图4，图6至图10所示，本申请实施例还提供一种试剂联300，包括彼此隔离的存储多种核酸提取和纯化试剂的多个试剂存储部320，多个试剂存储部320连接为一体，各试剂存储部320具有试剂容纳腔和与试剂容纳腔连通的气体进入端320A和试剂输出端320B，气体进入端320A被配置为接收用于输出压缩气体的输出头122输出的压缩气体，试剂输出端320B被配置为在压缩气体的作用下开放以输出试剂容纳腔内存储的试剂。
[0166] 本申请提供的试剂联与核酸提取纯化设备，可以将试剂联内的各试剂存储部按所需顺序事先布置好，从而可以直接将试剂联放置于核酸提取纯化设备的试剂容器承载部内，而进一步简化试剂存储部的布置步骤，从而利于进一步提高核酸提取纯化效率。
[0167] 在一些实施例的试剂联300中，气体进入端320A包括薄弱部3201，薄弱部3201被配置为易于破坏而使试剂容纳腔与输出头122连通以接收输出头122输出的压缩气体；和/或试剂输出端320B包括尖嘴322和胶塞323，尖嘴322与试剂容纳腔连通，胶塞323具有设置于尖嘴322的外周的侧面和设置于尖嘴322下方的底面，底面密封尖嘴322的开口，胶塞323被配置为与膜柱400的试剂进入端400A配合以密封试剂进入端400A，尖嘴322被配置为在试剂存储部320受到向下的压力的状态下刺穿胶塞323的底面以打开尖嘴322的开口。
[0168] 气体进入端320A包括薄弱部3201，利于输出头122压破薄弱部3201，使试剂存储腔内的试剂在输出头122与气体进入端320A处于第一配合状态之前处于密封装态，而在处于第一配合状态之后，与输出头122形成密封的基础上无需增加操作步骤而直接打开气体进入端320A，从而即利于保护试剂不受污染，也利于简化操作。
[0169] 试剂输出端320B包括尖嘴322和胶塞323，利于实现试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A在第二配合状态实现密封，而尖嘴322利于在向下的压力下刺破胶塞323的底面，从而使尖嘴322伸出，无需另外操作即可使尖嘴322的开口打开。
[0170] 在一些实施例的试剂联300中，试剂联300包括连接条310，试剂存储部320为管状，多个试剂存储部320的气体进入端320A并排地连接于连接条310上，连接条310上包括与多个试剂存储部320的气体进入端320A一一对应的孔口310A，连接条310的边缘位于多个气体进入端320A的外侧。
[0171] 设置连接条310利于将试剂存储部320连接在一起且利于试剂联300整体与试剂容器承载部131配合，只要将各试剂存储部131均放置于试剂容器承载部131的试剂容器容纳孔内，连接条310的边缘可留在试剂容器容纳孔上方，即可使试剂联300就位，操作简单方便。
[0172] 在一些实施例的试剂联300中，连接条310上设有定位结构311。
[0173] 定位结构311用于试剂联300与试剂容器支架130实现定位。如图9和图10所示，定位结构311例如为设置于连接条310的一端的定位凸缘。
[0174] 本申请实施例还提供一种核酸提取纯化系统，包括：
[0175] 核酸提取纯化设备，为本申请实施例的核酸提取纯化设备100；
[0176] 设置于同一试剂容器承载部131内的多个试剂存储部320，多个试剂存储部320形成本申请实施例的试剂联300；
[0177] 设置于膜柱承载部141内的膜柱400；和
[0178] 设置于收集容器承载部151内的收集容器500。
[0179] 本申请提供的核酸提取纯化系统具有本申请提供的核酸提取纯化设备具有的优点。
[0180] 本申请实施例还提供一种核酸提取纯化系统，包括：
[0181] 核酸提取纯化设备，为本申请实施例的核酸提取纯化设备100；
[0182] 设置于同一试剂容器承载部131内的多个试剂存储部320；
[0183] 设置于膜柱承载部141内的膜柱400；和
[0184] 设置于收集容器承载部151内的收集容器500。
[0185] 本申请提供的核酸提取纯化系统具有本申请提供的核酸提取纯化设备具有的优点。
[0186] 在一些实施例的核酸提取纯化系统中，
[0187] 收集容器500包括凹入部530和设置于凹入部530的开口处的洗液滤纸531，洗液滤纸531被配置为吸收膜柱400的液体输出端400B残存的液体；
[0188] 输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置可调节至在试剂存储部320的气体进入端320A处于相对且密封的第一配合位置，处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A处于第二配合位置的同时，使膜柱400的液体输出端400B与凹入部530具有第五配合位置，在第五配合位置，膜柱400的液体输出端400B穿过洗液滤纸531进入凹入部530。
[0189] 设置凹入部530和洗液滤纸531利于防止交叉污染。
[0190] 在一些实施例的核酸提取纯化系统中，收集容器500包括多个废液收集部510；和/或废液收集部510与核酸收集部520可分离地设置。
[0191] 收集容器500包括多个废液收集部510利于不同的废液分类收集。废液收集部510与核酸收集部520可分离地设置，利于核酸提取纯化操作完成后，分别处理废液和核酸溶液。
[0192] 本申请实施例第五方面提供一种应用本申请实施例第三方面或第四方面的核酸提取纯化系统的核酸提取纯化方法。包括：
[0193] 步骤10，将存储不同的核酸提取纯化试剂的多个试剂存储部320按预定的核酸提取纯化步骤顺序设置于试剂容器支架130的试剂容器承载部131内，其中最后一个试剂存储部320内存储的试剂为洗脱液；
[0194] 步骤20，调节输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置，以使输出头122与多个试剂存储部320中的第一个试剂存储部320的气体进入端320A处于第一配合位置，处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A处于第二配合位置，膜柱400的液体输出端400B与废液收集部510的废液进入端510A处于第三配合位置；打开输出头122，输出头122向第一个试剂存储部320的试剂容纳腔内输入压缩气体，试剂输出端320B在压缩气体的作用下开放以输出试剂容纳腔内存储的试剂，第一个试剂存储部320的试剂输出端320B向膜柱400的试剂进入端400A输送试剂，液体输出端400B输出通过过滤部的液体，膜柱400的液体输出端400B向废液收集部
510输送核酸处理腔内排出的废液；
[0195] 步骤30，使第一个试剂存储部和最后一个试剂存储部320以外的多个试剂存储部320中其余试剂存储部320依次重复步骤20；和
[0196] 步骤50，调节输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置，以使输出头122与最后一个试剂存储部320的气体进入端320A处于第一配合位置，最后一个试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A处于第二配合位置，膜柱400的液体输出端400B与核酸收集部520的核酸液体进入端处于第四配合位置；打开输出头122，输出头122向最后一个试剂存储部320的试剂容纳腔内输入压缩气体，试剂输出端320B在压缩气体的作用下开放以输出试剂容纳腔内存储的洗脱液，最后一个试剂存储部320的试剂输出端320B向膜柱400的试剂进入端400A输送洗脱液，液体输出端400B输出通过过滤部的包括洗脱液和核酸的核酸溶液，膜柱400的液体输出端400B向核酸收集部520输送核酸处理腔内排出的核酸溶液。
[0197] 在一些实施例换核酸提取纯化方法中，
[0198] 收集容器500包括凹入部530和设置于凹入部530的开口处的洗液滤纸531，洗液滤纸531被配置为吸收膜柱400的液体输出端400B残存的液体；
[0199] 输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置可调节至在试剂存储部320的气体进入端320A处于相对且密封的第一配合位置，处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A处于第二配合位置的同时，使膜柱400的液体输出端400B与凹入部530具有第五配合位置，在第五配合位置，膜柱400的液体输出端400B穿过洗液滤纸531进入凹入部530；
[0200] 核酸提取纯化方法包括在步骤30和步骤50之间执行步骤40：调节输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的相对位置使处于第一配合位置的试剂存储部320的试剂输出端320B与膜柱400的试剂进入端400A处于第二配合位置，使膜柱400的液体输出端400B与凹入部530处于第五配合位置，以使膜柱400的液体输出端400B穿过洗液滤纸531进入凹入部530。
[0201] 本申请提供的核酸提取纯化方法具有本申请提供的核酸提取纯化设备具有的优点。
[0202] 以下结合图1至图14，对本公开实施例的核酸提取纯化设备、试剂联、核酸提取纯化系统和核酸提取纯化方法进行进一步说明。
[0203] 如图1至图10所示，本申请实施例提供一种核酸提取纯化系统，核酸提取纯化系统包括核酸提取纯化设备100、试剂联300、膜柱400和收集容器500。试剂联300、膜柱400和收集容器500核酸提取纯化试剂和耗材。
[0204] 核酸提取纯化设备100包括主支撑结构110、气体加压装置120、试剂容器支架130、膜柱支架140、收集容器支架150、位置调节驱动装置160、导向装置170、弹性支撑机构180、控制装置191和输入装置192。
[0205] 主支撑结构110包括底座111、第一支撑架112、第二支撑架113和外壳114。第一支撑架112设置于底座111后侧。两个第二支撑架113平行间隔设置于底座111的左右两侧。外壳设置于底座111、第一支撑架112和第二支撑架113外侧，用于防护核酸提取纯化设备100的主支撑结构110以外的其它结构。本实施例中，底座111为平置的底板。第一支撑架112为高度大约为核酸提取纯化设备100的整体高度(如图2所示)或大于该整体高度一半的立板(如图6所示)，立板沿左右方向(第二方向)延伸。第二支撑架113为高度较低的立板，立板的长度方向沿前后方向(第一方向)延伸。
[0206] 气体加压装置120包括输出头支架121、输出头122、单向阀123和流体驱动装置124。
[0207] 输出头122和单向阀123的数量均为8个。输出头支架121包括8个输出头承载部1211。输出头承载部1211包括输出头容纳孔。输出头122位于输出头容纳孔内，输出头122的输出端露于孔外下方。8个单向阀123分别安装于8个输出头122上方。
[0208] 图1至图5所示的实施例和图6至图8所示的实施例中，流体驱动装置124有所不同。
[0209] 如图1至图5所示，流体驱动装置124包括气泵1241和气体分配机构1242。气体分配机构1242具有压缩气体进口1242A和多个压缩气体出口124A。气体分配机构1242的压缩气体进口1242A与气泵1241的出口连接，气体分配机构1242被配置为将从压缩气体进口1242A进入气体分配机构1242从多个压缩气体出口124A中的至少一个输出。气体分配机构1242包括空气分配阀。多个压缩气体出口124A通过管路与各单向阀123连接。
[0210] 如图6至8所示，流体驱动装置124包括旋转驱动装置1243、凸轮组1244和气缸组1245。凸轮组1244包括相对固定且绕同一轴线可转动地设置的安装角不同的多个凸轮
12441，旋转驱动装置1243被配置为驱动凸轮组1244转动，气缸组1245包括缸体12451和多个活塞12452，缸体12451具有与多个活塞12452分别配合的多个活塞腔1245A，多个凸轮
12441与多个活塞12452分别抵压配合以驱动多个活塞12452压缩进入活塞腔1245A内的气体，多个活塞腔1245A的多个出口形成多个压缩气体出口124A。
[0211] 旋转驱动装置1243包括电机和带传送装置，带传送装置包括主动带轮、从动带轮和连接主动带轮和从动带轮的传送带。凸轮组1244的转动轴12442连接于从动带轮。多个凸轮12441以不同的安装角度安装于转动轴12442上。缸体12451一体设置于输出头支架121的侧面，各压缩气体出口124A正对各单向阀124的进口。从而气体加压装置120较为紧凑。
[0212] 转动轴12442转动时，8个活塞12452被处于不同安装角度的凸轮12441带动运动，气缸组1245内的气体被分别加压，压缩气体通过单向阀123进入对应的输出头122从而为试剂联300的相应试剂存储部320及膜柱400提供压力。单向阀123能防止压缩气体回流。
[0213] 气泵1241或气缸组1245的功能在于使气体加压形成压缩气体，使试剂联300的各试剂存储部320中的各种核酸提取纯化试剂在压缩气体的压力作用下向下流动并通过膜柱400。
[0214] 试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150均为孔板结构。试剂容器支架130包括作为试剂容器承载部131的沿前后方向延伸的长条形的8个试剂容器容纳孔。膜柱承载部141包括作为膜柱承载部141的圆形的8个膜柱容纳孔。收集容器支架150包括作为收集容器承载部151的8个收集容器容纳孔。
[0215] 位置调节驱动装置160包括第一驱动部161、第二驱动部162和第三驱动部163。
[0216] 第一驱动部161与输出头支架121驱动连接，以驱动输出头支架121上下运动。图1至图5所示实施例与图6至图8所示实施例的第一驱动部161有所不同。
[0217] 如图1至图4所示，第一驱动部161可以包括旋转驱动电机(未图示)、带传送装置和传动立柱。旋转驱动电机通过带传送装置将旋转动力传递给传动立柱，传动立柱将旋转动力通过丝杠螺母等传动装置驱动输出头支架121的上下运动。通过输出头支架121的上下运动带动输出头122上下移动，可以使输出头122与试剂联300的试剂存储部320的气体进入端320A接触。
[0218] 如图6至图8所示，第一驱动部161可以包括直线电机，传动立柱和连接结构，直线电机带动传动立柱上下运动，连接结构连接于传动立柱和输出头支架121上，从而可以驱动输出头支架121、与输出头支架121连接在一起的流体驱动装置124一起上下运动。通过输出头支架121的上下运动带动输出头122上下移动，可以使输出头122与试剂联300的试剂存储部320的气体进入端320A接触。
[0219] 第二驱动部162与试剂容器支架130驱动连接，以驱动试剂容器支架130沿前后方向往复运动。本实施例中，第二驱动部162通过导向装置170的第一导向部1712和弹性支撑机构180与试剂容器支架130连接。第二驱动部162包括驱动电机和带传送装置，第一导向部1712安装于带传送装置的传送带上，因此可以被传送带带动前后移动。
[0220] 第三驱动部163与收集容器支架150驱动连接，以驱动收集容器支架150沿前后方向往复运动。本实施例中，第三驱动部163通过导向装置170的第二导向部1722与收集容器支架150连接。第三驱动部163包括驱动电机和带传送装置，第二导向部1722安装于带传送装置的传送带上，因此可以被传送带带动前后移动。
[0221] 导向装置170包括试剂容器支架导向单元171和收集容器支架导向单元172。
[0222] 试剂容器支架导向单元171被配置为引导试剂容器支架130沿水平的第一方向运动。试剂容器支架导向单元171包括沿前后方向延伸的第一导轨1711和沿前后方向与第一导轨1711滑动配合的第一导向部1712。第一导向部1712为导向滑块的形式。第一导轨1711连接于第二支撑架113上。第一导向部1712连接于试剂容器支架130上。
[0223] 收集容器支架导向单元172被配置为引导收集容器支架150沿水平的第一方向运动。收集容器支架导向单元172包括沿前后方向延伸第二导轨1721和沿前后方向与第二导轨1721滑动配合的第二导向部1722。第二导向部1722为导向滑块的形式。第二导轨1721连接于第二支撑架113上，第二导向部1722一个连接于收集容器支架150上。
[0224] 其中，图7B与图7A的实施例的差别在于，第一支撑架112的结构和位置不同。
[0225] 图7B中示出了第二驱动部162的电机通过皮带向一传输轴传递动力，再通过带传动机构将动力传递至第一导向部171；图7B中示出了第三驱动部163的电机通过皮带向另一传输轴传递动力，再通过带传动机构将动力传递至第二导向部172。图7B中关于电机通过传送带向传动轴传输动力的部分适用于图1至图8所示其余实施例。
[0226] 输入装置192为触摸屏。
[0227] 试剂联300包括连接条310和连接于连接条上的5个试剂存储部320。各个试剂存储部320的腔体321中分装有用于核酸提取纯化的裂解液、各种洗液和洗脱液。各种提取试剂被试剂联300上部(气体进入端320A)的作为薄弱部3201的膜密封、各个腔体321的下部(试剂输出端320B)设有尖嘴322和胶塞323，尖嘴322被胶塞323密封。当核酸提取纯化系统运行时，试剂联300被气体加压装置120的输出头122向下压而使输出头122与气体进入端320A达到第一配合状态，尖嘴322可刺破胶塞323的底面，腔体321中的提取纯化试剂流出。
[0228] 膜柱400为管状结构，管顶部为试剂进入端400A，管底部设有作为过滤部的用于吸附核酸的膜，下部(液体输出端400B)设有尖嘴，提取纯化试剂在压缩气体的作用下，通过膜柱400的膜后通过下部的尖嘴流入到收集容器500中。膜柱400可为单个结构也可以为2‑8多联结构，使用时根据要进行核酸提取的样本个数，可以被手工撕开分离或多个核酸提取纯化系统使用。
[0229] 收集容器500包括作为废液收集部510的收集废液的液槽和作为核酸收集部520的收集核酸的核酸收集管，两者连接在核酸提取纯化系统中连接在一起，核酸提取纯化后可被手工撕开分离。核酸收集管可直接用于后续核酸扩增检测和分析。
[0230] 位置调节驱动装置的各电机均固定于第一支撑架112上。第一轨道1711为试剂容器支架130的移动轨道，第二驱动部162带动第一导向部1712及其上的试剂容器支架130沿第一轨道1711前后移动。弹性支撑机构180的作用在于气体加压装置120向下移动时被压缩，当气体加压装置120向上移动时弹性支撑机构180伸展，试剂容器支架130可被弹性支撑机构180支撑复位到原位置。
[0231] 弹性支撑机构180例如包括多个载架复位弹簧。
[0232] 操作者通过触摸屏操作核酸提取纯化系统进行核酸提取纯化操作时，首先将试剂联300、膜柱400和收集容器500等放入相应的支架的相应的承载部上。
[0233] 调节好输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的水平方向的相对位置。使输出头122与当前参与反应的试剂所在的试剂存储部、膜柱400和收集容器500的废液收集部510或核酸收集部520相对。
[0234] 上部的气体加压装置120向下移动，其输出头122与气体加压装置120下面的试剂容器支架130上的对应的试剂联300的对应的试剂存储部310接触，并压迫其向下移动，试剂联300下部的胶塞323与膜柱支架140上的膜柱400接触并被阻止向下移动，气体加压装置120继续向下推动试剂联300向下移动，试剂联300下部的尖嘴322刺破胶塞323，然后气体加压装置120向试剂联300的腔体321中泵入压缩气体。压缩气体例如为压缩空气。压缩气体的压力使试剂联300的相应的试剂存储部320中的提取纯化试剂向下流动，流下的提取纯化试剂通过有核酸吸附功能的膜柱400。通过膜柱400的核酸提取纯化试剂被膜柱400下面的收集容器500中。
[0235] 气体加压装置120可上下移动，试剂联300随试剂容器支架130前后移动，并通过试剂容器支架130复位，收集容器500可随载架6前后移动，膜柱400固定放置在载架上4。
[0236] 气体加压装置120每向下移动一次之前，调节一次输出头支架121、试剂容器支架130、膜柱支架140和收集容器支架150的水平方向的相对位置，使输出头122与当前参与反应的试剂所在的试剂存储部、膜柱400和收集容器500的废液收集部510或核酸收集部520相对。随气体加压装置120每向下移动一次，试剂联300中的一种提取纯化试剂的试剂存储部
320的尖嘴322刺破其下面的胶塞323，提取纯化试剂被气体加压装置120输出的压缩气体向下推动，通过膜柱400后被收集至收集容器500中。经过几次重复运行，试剂联300中的裂解液、洗液、洗脱液依次通过膜柱400。裂解液、洗液等废液被收集在废液槽中，洗脱液含有提取纯化的核酸，被收集于核酸收集管中，从而实现核酸的提取纯化。
[0237] 触摸屏固定在外壳114上，操作者通过触控屏可控制核酸提取纯化系统的运行。
[0238] 以下对本申请图1至图5所示实施例的核酸提取纯化系统提取进行性能验证的示例进行说明。
[0239] 1.样本检测能力验证
[0240] 选取第二代甲/乙型流感病毒核酸检测试剂国家标准品中灵敏度参考品，将样本浓度稀释至100copies/mL，用本申请实施例的核酸提取纯化系统进行核酸提取纯化。提取时加入200uL样本，选择对应试剂容器承载部后点击触控屏上的开始实验按钮进行提取，提取过程共5min，详细步骤如下：
[0241] 第一步：核酸提取纯化系统自动运行，使存储裂解液的试剂存储部首先参与核酸提取纯化过程，进行样本裂解与核酸的吸附，用时30s；
[0242] 第二步：核酸提取纯化系统自动运行，使存储洗液A的试剂存储部参与核酸提取纯化过程进行核酸的洗涤，用时30s；
[0243] 第三步：核酸提取纯化系统自动运行，使存储洗液B的试剂存储部参与核酸提取纯化过程进行核酸的洗涤，并晾干，用时90s；
[0244] 第四步：核酸提取纯化系统自动运行，使存储洗脱液的试剂存储部参与核酸提取纯化过程进行核酸的洗脱与收获，用时48s。
[0245] 选用磁珠法全自动核酸提取仪作为对照核酸提取纯化系统，提取过程30min。
[0246] 使用北京万泰生物药业股份有限公司甲型流感病毒、乙型流感病毒核酸检测试剂分别对上述两种核酸提取纯化系统提取的核酸进行检测，检测结果如下：
[0247] 表1：甲型流感病毒、乙型流感病毒国家标准品稀释样本检出率统计
[0248]
[0249] 表2：甲型流感病毒国家标准品稀释样本(100copies/mL)检测结果统计
[0250]
[0251] 表3：乙型流感病毒国家标准品稀释样本(100copies/mL)检测结果统计
[0252]
[0253]
[0254] 图11为采用对照核酸提取纯化系统进行甲型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。图12为采用本申请实施例的核酸提取纯化系统进行甲型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。图13为采用对照核酸提取纯化系统进行乙型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。图14为采用本申请实施例的核酸提取纯化系统进行乙型流感病毒国家标准品稀释样本检测的荧光PCR曲线图。
[0255] 根据表1至表3及图11至图14显示，该核酸提取纯化系统提取性能良好，能与对照核酸提取纯化系统达到同样的提取效果的同时时间较大幅度缩短。
[0256] 2防交叉污染能力测试
[0257] 为了验证本核酸提取纯化系统的防污染能力，设置呼吸道合胞病毒强阳性样本与阴性样本交替的排布方案连续10次，每次进行3轮样本核酸提取，检测试剂同上。方案如下表2：其中“‑”代表阴性样本；“+”代表阳性样本。
[0258] 表4：核酸提取纯化系统交叉污染测试方案
[0259] 第一轮实验 第二轮实验 第三轮实验
孔位1 ‑ + ‑
孔位2 + ‑ +
孔位3 ‑ + ‑
孔位4 + ‑ +
孔位5 ‑ + ‑
孔位6 + ‑ +
孔位7 ‑ + ‑
孔位8 + ‑ +
[0260] 其中孔位1至孔位8代表试剂联300放置的试剂容器承载部131的位置编号。
[0261] 表5：核酸提取纯化系统连续交叉污染测试结果
[0262] 阳性符合率 阴性符合率
1 12/12 12/12
2 12/12 12/12
3 12/12 12/12
4 12/12 12/12
5 12/12 12/12
6 12/12 12/12
7 12/12 12/12
8 12/12 12/12
9 12/12 12/12
10 12/12 12/12
[0263] 根据表4和表5显示，本申请核酸提取纯化系统对阴性和阳性提取检测的符合率为12/12，防污染能力较好。
[0264] 根据以上描述可知，本申请实施例的核酸提取纯化设备、系统和方法具有以下优点至少之一：
[0265] 不同的核酸提取纯化用试剂封装于多个试剂存储部320中，多个试剂存储部320还可形成试剂联300，使用过程中无需手工多步骤添加试剂，也不需要借助结构较大的机械加样臂添加试剂，利于简化操作步骤，提高核酸提取纯化效率。
[0266] 核酸提取纯化设备100和基于核酸提取纯化设备100的核酸提取纯化系统结构简单小巧、使用便捷、能耗较低。
[0267] 通过流体驱动装置124和位置调节驱动装置160，以及控制装置191和输入装置192可使各种试剂耗材的支架自动移动，无需人工抽拉移动试剂载架，可以实现核酸提取纯化操作自动化。
[0268] 经过测试本申请实施例的核酸提取纯化系统在5min内完成咽拭子样本的核酸提取纯化，比常规方法(需20至45min)速度显著提高。
[0269] 收集容器500包括废液收集部510和核酸收集部520。作为废液收集部510的废液槽可设为加盖开孔结构，膜柱400的尖嘴深入废液槽内排放废液，利于防止交叉污染。收集容器500包括凹入部530和洗液滤纸531，能吸干膜柱400的尖嘴上的残留液体，避免洗脱到核酸收集管中，利于提高核酸提取的纯度，搭配甲型流感病毒荧光PCR试剂检测灵敏度高达100copies/ml，搭配乙型流感病毒荧光PCR试剂检测灵敏度高达100copies/ml。
[0270] 本申请通过气体加压装置120的流体驱动装置124可对压缩气体的压力进行调控，可根据核酸提取各个步骤配备适合的气压，从而控制液体流速，利于提高核酸提取效率，防止产生交叉污染。
[0271] 本领域技术人员可以理解，在具体实施例的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
[0272] 上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。
[0273] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本申请请求保护的技术方案范围当中。
