TWI477755B

TWI477755B - 核酸萃取設備

Info

Publication number: TWI477755B
Application number: TW102119757A
Authority: TW
Inventors: hua tang Wang; xiao fen Zhang; zheng zhong Liu; bo hua Chen; Jun Ming Li
Original assignee: Genereach Biotechnology Corp
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2015-03-21
Also published as: TW201447258A

Description

核酸萃取設備

本發明係有關於一種萃取設備，特別是指一種配合深孔板使用，供萃取核酸之核酸萃取設備。

按，核酸萃取係一種應用在如遺傳學、分子生物學或動植物疫病之研究或檢測的常見實驗方法。為求快速且有效處理大量樣品，如第1圖即顯示本案申請人先前提出之一種以處理器控制之自動化核酸萃取設備10，其主要是在一架體11上設置一橫向滑軌12及一沿該橫向滑軌12位移之運動基座13，該運動基座13相對兩端之上側各設有一第一縱向軌14及一第二縱向軌15，令一下側成形有複數縱向桿161之第一板件16與該第一縱向軌14組接並沿其運動，以及一設於第一板件16下側且開設有複數導槽171之第二板件17與該第二縱向軌15組接並沿其運動。

其中，該第二板件17的導槽171供與一成形有複數縱向套管181之套件18組合，以令該套件18經由該第一、第二縱向軌14、15控制使第一、第二板件16、17疊合，進而將縱向套管181套設在縱向桿161外部而共同形成萃取機構，藉此，在習知核酸萃取設備10的架體11上，對應橫向滑軌12端部處設有一供置放深孔板之限位槽111，透過該橫向滑軌12控制運動基座13作橫向位移，以及該第一、第二縱向軌14、15控制該萃取機構作縱向位移，達到將萃取機構伸入深孔板內進行核酸萃取作業之目的，且藉由將作為實驗耗材之套件18套設在縱向桿161外部，具有使萃取設備易於維護清潔，樣品之間不易受到交叉汙染之功效。

值得注意的是，核酸萃取樣品的檢測結果有效性係直接受到其保存環境的影響，因此樣品從取得現場運輸至實驗室過程中，需承擔樣品保存不佳而質變之風險；惟，習知核酸萃取設備10為達前述功效及目的，有其設置一組橫向滑軌12及兩組縱向軌14、15與萃取機構之必要性，導致習知設備整體體積大、不易攜帶，而難以在實驗室以外場所進行現場檢測，故習知核酸萃取設備10有其進一步改善之必要性。

本發明之目的在於提供一種核酸萃取設備，其主要是在該萃取設備設置一供調整深孔板位置之橫向位移機構以及一供帶動萃取機構上下作動之縱向位移機構，藉由將該橫向位移機構及該縱向位移機構分別獨立設置在核酸萃取設備上，達到使本發明核酸萃取設備的易於維護、修理之目的。

本發明之另一目的在於提供一種核酸萃取設備，其主要是透過前述橫向位移機構與縱向位移機構之結構設計，達到大幅縮減核酸萃取設備之整體體積之目的。

緣是，為達上述目的，本發明所提供一種核酸萃取設備，包括：一基座；一橫向位移機構，設於該基座並與一載座組接，用以驅動該載座於該基座上位移；一縱向位移機構，具有一縱向限位滑軌以及與其平行設置之一第一驅動滑軌及一第二驅動滑軌設於該基座上，該第一驅動滑軌設有一第一滑塊，該第二驅動滑軌設有一第二滑塊，該第一、第二滑塊分別為設於該第一、第二驅動滑軌端部之二動力源驅動位移，令該縱向限位滑軌設於該第一、第二驅動滑軌之間一側，該第一滑塊與該第二滑塊各成形一滑槽與該縱向限位滑軌滑設組接，且該第一滑塊位於該第二滑塊上側；一萃取機構，係與該縱向位移機構之該第一滑塊及該第二滑塊組接，令該萃取機構為該縱向位移機構控制驅動進行核酸萃取。

藉此，本發明經由上述橫向位移機構及縱向位移機構之結構及設置形態，達到改善習知核酸萃取設備運動基座在沿橫向滑軌位移時同時帶動該其二縱向軌及其萃取機構移動所產生的問題，達到避免增加設備運作時的機械負荷、電力損耗，以及縱向軌牽制於橫向軌所導致的定位準度、設備不易維修等問題；此外，本發明經由上述核酸萃取設備之結構設計，具有大幅降低設備整體體積之優勢，令本發明核酸萃取設備具有攜帶性佳而更適於在實驗室之外場所使用之功效。

本發明之另一目的在於提供一種核酸萃取設備，其深孔板載座係設有卡制定位結構，供與深孔板周緣卡制定位，以達到深孔板在萃取過程中達到確實定位於載座以隨載座進行橫向位移之目的。

緣是，為達上述目的，本發明如前所述之核酸萃取設備，其係配合一深孔板使用，其中，該載座的各該定位塊缺口內設有至少一定位凸，該深孔板之一底部的二相對側緣成形有對應該缺口定位凸數量及位置之定位凹，令該深孔板底部之二相對側緣容置於該核酸萃取設備載座的二定位塊缺口內，該深孔板定位凹與該載座定位凸凹凸卡制定位。

有關於本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他功效，茲舉較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如后。

〔習知〕

10‧‧‧核酸萃取設備

11‧‧‧架體

111‧‧‧限位槽

12‧‧‧橫向滑軌

13‧‧‧運動基座

14‧‧‧第一縱向軌

15‧‧‧第二縱向軌

16‧‧‧第一板件

161‧‧‧縱向桿

17‧‧‧第二板件

171‧‧‧導槽

18‧‧‧套件

181‧‧‧縱向套管

〔本發明〕

20‧‧‧基座

21‧‧‧底板

22‧‧‧側板

23‧‧‧遮板

24‧‧‧前板

241‧‧‧長形開口

25‧‧‧背板

26‧‧‧第一位置感測器

27‧‧‧第二位置感測器

28‧‧‧頂板

30‧‧‧橫向位移機構

31‧‧‧橫向限位滑軌

32‧‧‧驅動齒輪

321‧‧‧動力源

40‧‧‧載座

41‧‧‧座體

411、412‧‧‧板件

413‧‧‧導槽

42‧‧‧定位塊

421‧‧‧缺口

422‧‧‧容室

423‧‧‧嵌孔

424‧‧‧珠體

425‧‧‧彈性件

426‧‧‧塞件

43‧‧‧定位凸

44‧‧‧橫向滑塊

45‧‧‧齒條

50‧‧‧縱向位移機構

51‧‧‧縱向限位滑軌

52‧‧‧第一驅動滑軌

521‧‧‧動力源

53‧‧‧第二驅動滑軌

531‧‧‧動力源

54‧‧‧第一滑塊

541‧‧‧滑槽

542‧‧‧滑移槽

543‧‧‧閃槽

544‧‧‧感測元件

55‧‧‧第二滑塊

551‧‧‧滑槽

552‧‧‧滑移槽

553‧‧‧閃槽

554‧‧‧感測元件

60‧‧‧萃取機構

61‧‧‧桿排件

611‧‧‧橫桿

612‧‧‧縱桿

613‧‧‧結合件

62‧‧‧組接件

621‧‧‧插槽

622‧‧‧條孔

623‧‧‧限位凹

624‧‧‧連接件

625‧‧‧定位感測器

63‧‧‧套件

631‧‧‧桿部

632‧‧‧套管

633‧‧‧限位凸

70‧‧‧深孔板

71‧‧‧頂部

72‧‧‧底部

721‧‧‧側緣

722‧‧‧定位凹

73‧‧‧孔槽

80‧‧‧處理器

81‧‧‧控制單元

82‧‧‧蓄電單元

83‧‧‧市電

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

第1圖係習知核酸萃取設備之裝置示意圖。

第2圖係本發明核酸萃取設備及其配合使用深孔板之分解外觀示意圖。

第3A圖係本發明核酸萃取設備與深孔板之結合定位結構剖視示意圖。

第3B圖係本發明第4A圖結合定位結構之局部放大示意圖。

第4圖係本發明核酸萃取設備之橫向位移機構立體外觀示意圖。

第5圖係本發明核酸萃取設備之縱向位移機構立體側視示意圖(一)。

第6圖係本發明核酸萃取設備之縱向位移機構立體側視示意圖(二)。

第7圖係本發明核酸萃取設備之縱向位移機構平面後視示意圖。

第8圖係本發明核酸萃取設備與處理器及電源電性連接之示意圖。

第9A圖係本發明設備與待設套件之操作狀態示意圖。

第9B圖係本發明設備與已設套件及已設深孔板之操作狀態示意圖。

請配合參閱第2至8圖所示，以下說明本發明提供之一種核酸萃取設備的較佳可行實施例。如第2圖所示，本發明核酸萃取設備係供固定設置一深孔板70以進行核酸萃取作業，該核酸萃取設備主要包括一基座20、相鄰但分別獨立設置於該基座20之一橫向位移機構30及一縱向位移機構50，一與該橫向位移機構30組接驅動在該基座20上位移之載座40、及一組設於該縱向位移機構50之萃取機構60，其中：如第2、4圖所示，該基座20具有一底板21，該橫向位移機構30係設於該基座20底板21上，且設有一橫向限位滑軌31及一對應該橫向限位滑軌31中間一側設置之驅動齒輪32，該驅動齒輪32與一設於該基座20下側之動力源321組接，定義沿該橫向限位滑軌31延伸方向為一X方向，以及一Y方向與該X方向垂直；該基座20底板21相對兩側具有沿該Y方向設置之二側板22，令一遮板23跨設於該二側板22上，且該基座20上設有一前板24位於該橫向位移機構30與該縱向位移機構50之間，以及一背板25相對該前板24設於該縱向位移機構50後側，該前板24開設有一長形開口241供該萃取機構60穿置位移，且該前板24上側設有一頂板28，透過該遮板23、該前板24及該頂板28之設置，以遮蔽縱向位移機構50，避免操作過程中樣品潑灑或滴落至該橫向位移機構30或該縱向位移機構50，導致機械設備受毀。

如第2圖所示，該載座40係與該橫向位移機構30組接，該載座40具有一座體41以及二各別凹設有一缺口421之定位塊42，該座體41具有二板件411、412疊組成形，該二板件411、412之間開設有一為該遮板23穿設之導槽413，該二定位塊42沿該Y方向且其缺口421相對地設於該座體41兩側，該座體41下側沿該X方向設有一與該橫向限位滑軌31滑設組接之橫向滑塊44以及一與該驅動齒輪32嚙合之齒條45，令該載座40經其齒條45為該驅動齒輪32驅動如第7圖所示沿該X方向位移。

如第2、3A、3B圖所示，該深孔板70成形有相對之一頂部71及一底部72，並自其頂部71朝其底部72凹設有複數孔槽73，為使深孔板70核酸萃取設備能確實定位在正確位置，以令萃取作業順利進行，本發明核酸萃取設備另於其載座40的各定位塊42缺口421內設有至少一定位凸43，並在該深孔板70之一底部72的二相對側緣721成形有對應該缺口421定位凸43數量及位置之定位凹722，藉此，當該深孔板70底部72之二相對側緣721容置於該核酸萃取設備載座40的二定位塊42缺口421內時，該深孔板70定位凹722與該載座40定位凸43凹凸卡制定位，達到確保深孔板70位於正確萃取位置之目的。

於本實施例中，該深孔板70定位凹722係成形為孔結構，該載座40的定位凸43則為一珠體構成，且如第4B圖所示，該載座40的各定位塊42設有至少一容室422與該缺口421連通，該各容室422底部成形一嵌孔423並內設有包括一設於該嵌孔423之珠體424、一設於該容室422開口之塞件426及一兩端抵頂於該珠體424與該塞件426的彈性件425所組成的定位結構，利用塞件426將珠體424及彈性件425限制於該容室422內部，並以彈性件425提供彈力使珠體424嵌制在嵌孔423以和深孔板70的孔結構卡制定位，或者，提供珠體424退離嵌孔423的餘裕，達到易於將深孔板70固定設置在載座40上之目的。

如5、6、7圖所示，該縱向位移機構50係設於該基座20上且具有一縱向限位滑軌51以及一第一驅動滑軌52及一第二驅動滑軌53，定義沿該縱向限位滑軌51延伸之方向為一Z方向，該第一、第二驅動滑軌52、53係沿該Z方向設置，該第一驅動滑軌52設有一第一滑塊54，該第二驅動滑軌53設有一第二滑塊55，該第一、第二滑塊54、55分別與設於該第一、第二驅動滑軌52、53端部之二動力源521、531組接，令該縱向限位滑軌51設於該第一、第二驅動滑軌52、53之間一側，該第一滑塊54與該第二滑塊55各成形一滑槽541、551與該縱向限位滑軌51滑設組接，且該第一滑塊54位於該第二滑塊55上側。

本發明為能有效降低核酸萃取設備整體體積，如第5、6圖所示，該縱向位移機構50的第一滑塊54成形有一滑移槽542與該第一驅動滑軌52貫設組接，且該第一滑塊54對應該第二驅動滑軌53之側成形一閃槽543以容置並沿該第二驅動滑軌53位移；該第二滑塊55成形有一滑移槽552與該第二驅動滑軌53貫設組接，且該第二滑塊55對應該第一驅動滑軌52之側成形一閃槽553以容置並沿該該第一驅動滑軌52位移；藉由該閃槽543、553之設置，令該第一、第二滑塊54、55得以上下重疊地沿該縱向限位滑軌51滑移設置，如此結構設計不僅達到降低設備整體體積，將各滑塊設於雙軌滑移(即設於驅動滑軌及縱向滑軌)，同時具有強化縱向位移機構50結構強度、滑移穩定度、定位精準度等功效。

如第8圖所示，本發明核酸萃取設備係與一處理器80電性連接，令該核酸萃取設備為該控制單元81及該處理器80電性控制，其中，該處理器80並與一控制單元81及一蓄電單元82電性連接，該控制單元81為包括相關控制鍵、觸控螢幕或其他控制核酸萃取設備作動之元件組成者，該蓄電單元82可由市電供電後儲存使用，亦可直接由市電供應電力經該蓄電單元82供核酸萃取設備使用，以利於本發明核酸萃取設備在實驗使用(市電直接供電)，或者預儲電力以在實驗室以外場所進行現場檢測。於本實施例中，該縱向位移機構50的第一驅動滑軌52動力源521、第二驅動滑軌53動力源531以及該橫向位移機構30的驅動齒輪32動力源321，係與一處理器80電性連接。

此外，請復參閱第5、6圖，本發明核酸萃取設備的基座20背板25主要是用於組設該縱向位移機構50的縱向限位滑軌51，該第一滑塊54及該第二滑塊55分別設有一感測元件544、554，且該背板25對應該第一滑塊54及該第二滑塊55之相對兩側分別設有一第一位置感測器26及一第二位置感測器27與該處理器80電性連接，供感測該第一滑塊54及該第二滑塊55之位移位置。

如第5、6圖所示，該萃取機構60包括一桿排件61、一組接件62及一插設於該組接件62之套件63，其中，該桿排件61具有一沿該Y方向延伸之橫桿611以及複數沿Z方向延伸設於該橫桿611下側之縱桿612，該橫桿611端部具有一呈L形態設置之結合件613與該第一滑塊54組接；該組接件62沿該Y方向設置且端部具有一呈倒L形態設置之連接件624與該第二滑塊55組接，該組接件62具有一插槽621以及一與該插槽621連通之條孔622，該組接件62插槽621供一套件63之一桿部631插置，使該組接件62條孔622與該套件63之複數成形於該桿部631下側的縱向套管632管口連通。

其中，該組接件62係與該連接件624之一縱向段端部組接而位在高於該第二滑塊55之高度位置，以令該套件63確實套置在該桿排件61外部；藉此，本發明核酸萃取設備的桿排件61為該縱向位移機構50控制驅動而牽引該組接件62沿該Z方向位移，且該套件63經該組接件62為該縱向位移機構50控制驅動沿該Z方向位移，而套置於該桿排件61外部或退離該桿排件61。

以上所述即為本創作實施例主要構件及其組態說明，至於本創作較佳實施例的操作方式及其功效，請配合參閱第8、9A、9B圖，做以下說明。

如前所述，本發明核酸萃取設備主要是以將深孔板70置於載座40上，利用載座40定位塊42與深孔板70側緣721凹凸卡制定位，再如第7圖所示，以橫向位移機構30帶動深孔板70在基座20上沿X方向移動調整位置，以令欲進行萃取作業之深孔板70孔槽73精確地位於和萃取機構60桿排件61縱桿612對應之位置，最後藉縱向位移機構50帶動萃取機構60沿Z方向移動調整位置，以伸入深孔板70內進行萃取作業。

值得注意的是，萃取機構60的桿排件61係固定設置於第一滑塊54上，而萃取機構60的套件63則為實驗耗材，必需要因檢測樣品不同而更換，容易有插設時未能確實定位，導致無法正確對應套置在桿排件61縱桿612，進而影響萃取機構60與深孔板70孔槽73之位置對應精準度等問題。藉此，如第8及9A圖所示，本發明核酸萃取設備的萃取機構60，另於該組接件62遠離縱向位移機構50之端部設有一成形為孔結構之限位凹623，而該套件63桿部631則對應設有一成形為凸塊之限位凸633，令該套件63插置於該組接件62插槽621內部並為該限位凹623及該限位凸633凹凸卡制限位。

此外，該萃取機構60的組接件62插槽621鄰近該縱向位移機構50之槽端設置一定位感測器625與該處理器80電性連接，供感測該套件63之組設位置，以確認套件63是否確實定位，並可在套件63在組接件62插槽621插至到底時，藉該定位感測器625感應而據此形成電性訊號，而自動電性驅使該縱向位移機構50位移進行萃取作業。

經由設置上述萃取機構60套件63的定位結構，本發明核酸萃取設備在操作時，係如第9A、9B圖所示，先由縱向位移機構50組接件62下降脫離其上方桿排件61縱桿612，接著，將套件63插設於組接件62的插槽621內，使套件63限位凸633與組接件62限位凹623卡制定位，且套件63端部抵壓於定位感測器625以形成訊號回傳至處理器80，進而驅動縱向位移機構50將組接件62、套件63向上帶動至套設在桿排件61外部後，再將深孔板70設於載座40上，最後控制縱向位移機構50帶動整組萃取機構60下降至伸入深孔板70孔槽73內，令該萃取機構60在深孔板70內沿Z方向微幅上下位移進行萃取作業。

綜上所述，本新型透過上述核酸萃取設備之結構設置形態，將橫向位移機構30及縱向位移機構50分別獨立設置在核酸萃取設備上，並使第一、第二滑塊54、55沿二驅動滑軌及一限位滑軌滑設，確實具有大幅縮減核酸萃取設備之整體體積、增加滑移穩定性等優勢，亦使該縱向位移機構50及該橫向位移機構30易於維護保養；而在載座40及萃取機構60組接件62上設置定位結構，則可大幅增深孔板70及萃取機構60套件63的定位精準度，使萃取作業更為順暢；尤其值得一提的是，本發明大幅縮減體積後之核酸萃取設備，配合設置蓄電單元82後，可由市電直接供電或蓄電後使用，不僅體積小易於攜帶，更解決電源供應問題，而得以在實驗室以外場所進行現場檢測，確保樣品檢測結果之有效性。