快速提取核酸的便攜式提取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速制備和提取核酸的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在臨床試驗(yàn)中，從生物樣本中提取核酸是一項(xiàng)常規(guī)但又非常重要的步驟。提取的 質(zhì)量及效率與臨床試驗(yàn)非常相關(guān)?，F(xiàn)時(shí)有不少方法和裝置用于提取生物材料中的核酸。其 中最常使用的技術(shù)之一為基于硅石和提取柱的提取系統(tǒng)。在該技術(shù)中，硅膠膜嵌入到圓柱 或提取柱中。配合使用適當(dāng)?shù)木彌_液，我們可以從生物材料中將核酸提取出來(lái)，隨后使核酸 吸附著到膜上。聯(lián)合使用膠膜和柱可以使樣品和緩沖液在一定驅(qū)動(dòng)力（如離心力）的作用 下快速及充分地穿過(guò)膜，從而加快提取速度以及提高核酸的純度。然而，進(jìn)行提取步驟依然 需要花耗不少時(shí)間和努力。例如，在提取的過(guò)程中，加入樣品和緩沖液于提取柱中，在每輪 洗滌和離心的步驟后棄掉穿過(guò)膜的導(dǎo)流物等程序，都是需要手動(dòng)進(jìn)行的關(guān)鍵步驟。簡(jiǎn)化操 作時(shí)間和程序可以大大地提高提取過(guò)程，甚至臨床試驗(yàn)的效率。此外，縮短整個(gè)提取過(guò)程可 以大大地減少污染核酸。因此，需要一套更高效率和自動(dòng)化的裝置和方法以提取核酸。
[0003] 目前為了診斷疾病或分析基因（例如單核苷酸多態(tài)性分析Single Nucleotide Polymorphism Profiling和基因型鑒定），臨床和基因測(cè)試的需求不斷增長(zhǎng)，高效提取、擴(kuò) 增、檢測(cè)和/或分析核酸對(duì)應(yīng)付有關(guān)需求非常重要。因此，需要研發(fā)儀器和系統(tǒng)以簡(jiǎn)化從 不同生物樣品中提取核酸的程序，并直接將提取得到的核酸輸送到下一處理步驟例如擴(kuò)增 、限制酶酶切或標(biāo)記有助提高測(cè)試的效率。
[0004] 現(xiàn)時(shí)有不少半自動(dòng)和以真空驅(qū)動(dòng)的儀器和裝置用于提取生物樣品的脫氧核醣核 酸（DNA)和/或核醣核酸（RNA)。
[0005] 美國(guó)專利 8, 658, 105 號(hào)（Taigen 生物科學(xué)公司，Taigen Bioscience Corporation)描述了一件能安全處理生物樣品的儀器，該儀器可以用來(lái)清洗、分離或純化 生物分子，例如DNA，RNA以及蛋白質(zhì)。該儀器包含組裝了半透性膜的柱、真空歧管和至少 一個(gè)非必要的適配器組成。當(dāng)真空處理真空歧管時(shí)，半透膜柱中的液體通過(guò)膜被抽到柱外。 VacEZor (Taigen生物科學(xué)公司）可以在半自動(dòng)及真空的情況下提取DNA和RNA(每次最多 可提取36個(gè)樣品）。VacEZor容許生物分子吸附及洗滌步驟在真空歧管上進(jìn)行，而不需要 在離心和棄掉廢液時(shí)重復(fù)組裝吸附柱。每個(gè)樣品為獨(dú)立處理，從而避免了交叉污染。
[0006] QIAvac 24Plus (Qiagen)是一個(gè)可同時(shí)處理24個(gè)吸附柱的真空驅(qū)動(dòng)裝置。與 VacEZor相似，該裝置通過(guò)省略在離心機(jī)上裝載和卸載吸附柱，以及在吸附和洗滌程序中棄 掉導(dǎo)流物的步驟，來(lái)縮短提取核酸的時(shí)間。QIAvac 96 (Qiagen)為另一個(gè)真空驅(qū)動(dòng)裝置，可 同時(shí)處理96個(gè)樣品。該裝置在操作過(guò)程中，可以添加額外的組件、廢液盤或收集容器（如 收集微管或96孔板），方便把樣品從一個(gè)組件運(yùn)送到另一組件，從而避免費(fèi)時(shí)的標(biāo)記和運(yùn) 送步驟。
[0007] 盡管以上描述的裝置可以減少處理吸附柱和廢棄液體的時(shí)間，這些裝置的使用仍 然非常有限，因?yàn)樗麄儾荒軕?yīng)用于生物樣品的預(yù)先處理程序中，從而降低了提取的效率。在 所述預(yù)先處理程序中，生物樣品中的細(xì)胞被裂解，并在個(gè)別的小管或儀器中使用特定的試 劑以釋放細(xì)胞內(nèi)組分、除去大片段的基因體DNA、核酸酶、其他酶或蛋白質(zhì)，這些物質(zhì)都 可能影響到隨后的核酸純化過(guò)程。從預(yù)先處理程序獲得的未純化提取物隨后轉(zhuǎn)移到上述提 及的裝置中以進(jìn)行進(jìn)一步的提純。
[0008] 有時(shí)需要利用熱力來(lái)加速細(xì)胞的裂解過(guò)程，特別是處理粘性樣品（如痰）的時(shí)侯。 因此，裝配有發(fā)熱器，并結(jié)合核酸提取和隨后的核酸處理步驟的提取裝置可幫助達(dá)至更高 效率的實(shí)驗(yàn)和分析。本發(fā)明提供了一個(gè)便攜式的核酸提取裝置，該裝置結(jié)合提取裝置、導(dǎo) 流裝置和發(fā)熱元件，免卻了預(yù)先處理生物樣品的程序，并能與隨后的核酸處理程序相結(jié)合。 通過(guò)加速核酸提取以及隨后的處理和分析，本發(fā)明可以提高臨床和基因測(cè)試的效率。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明提供了簡(jiǎn)單并快捷用于提取生物樣品核酸的方法和裝置。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組和一個(gè)加熱 組。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置包括一個(gè)提取柱架，一個(gè)收集組，一個(gè)加熱組 和一個(gè)真空組。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以與其他裝置或儀器相結(jié)合使用，例如導(dǎo) 流雜交裝置、產(chǎn)生吸力裝置或發(fā)熱裝置。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明所述的提取裝置以提取核酸的方法。
[0014] 本發(fā)明提供了簡(jiǎn)單及快捷同于提取生物樣品核酸的方法和裝置。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以與任何合適的的提取柱、柱、瓶、試劑 如細(xì)胞裂解液、洗滌液、洗脫液或其他類似的材料結(jié)合使用以提取核酸。在另一實(shí)施例 中，本發(fā)明的提取裝置可以與其他裝置或系統(tǒng)結(jié)合使用，以進(jìn)一步處理或分析提取得到的 核酸。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可以用于與其他裝置或儀器如導(dǎo)流雜交裝 置和反向斑點(diǎn)雜交（ASO-RDB)導(dǎo)流雜交裝置結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置可與 美國(guó)專利5,741,647號(hào)，美國(guó)專利6,020, 187號(hào)和PCT申請(qǐng)公布號(hào)W0/2011/139750所描 述的方法或裝置，或任何能進(jìn)行導(dǎo)流雜交的新方法或裝置結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo) 流雜交裝置為FT-PRO導(dǎo)流雜交系統(tǒng)（達(dá)雅高生物科技有限公司，DiagCor Bioscience Incorporation Limited)〇
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可與其他發(fā)熱或產(chǎn)生吸力的裝置結(jié)合使用。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的提取裝置可與其他自動(dòng)化或機(jī)械化裝置或系統(tǒng)結(jié)合使 用，以自動(dòng)化提取核酸和處理核酸的程序。
[0019] 本發(fā)明提供了一個(gè)用于提取核酸的核酸提取裝置，由以下部分組成：
[0020] i)提取柱架，包括一個(gè)或多個(gè)開孔口，用于支撐一個(gè)或多個(gè)提取柱，所述提取柱 盛載樣本，試劑或其組合；
[0021] ii)收集組，在其上部包含一個(gè)或多個(gè)的槽，用來(lái)支撐一個(gè)或多個(gè)收集管，所述收 集管接收來(lái)自提取柱的液體或盛載含有核酸的樣品；
[0022] iii)加熱組，包含一個(gè)或多個(gè)加熱室，用于控制收集管的溫度；所述提取柱架的 底部放置在所述收集組的槽上，所述的收集組的底部包含一個(gè)或多個(gè)連接裝置，用來(lái)與所 述加熱組的加熱室連接。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)覆蓋在提取柱架上部的蓋子。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置在提取柱架和收集組之間還有一個(gè)廢液槽，用于 收集從提取柱出來(lái)的廢液，所述的廢液槽包括一個(gè)或多個(gè)廢液桶，用來(lái)連接所述的收集組 上的槽。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置在下列一個(gè)或多個(gè)位置中還包括一個(gè)或多個(gè)O型 環(huán)：
[0026] i)提取柱架和收集組之間；以及
[0027] ii)收集組的連接裝置和加熱組之間。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱架在開孔口旁或在所述的開孔口之間含有 一個(gè)或多個(gè)插槽，每個(gè)所述的插槽都嵌入提取柱發(fā)熱元件。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱發(fā)熱元件是一種電阻式發(fā)熱元件，所述電 阻式發(fā)熱元件選自金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件或合成發(fā)熱元件。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的提取柱裝配有一個(gè)適配器，用于盛載更大體積的 樣品或試劑，所述適配器與所述提取柱的開口相接。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的收集組是一個(gè)廢液收集組、樣品收集組、洗脫組 或樣品回收組。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置的加熱組包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元 件安裝在加熱組內(nèi)的加熱室的下方。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明裝置的發(fā)熱元件選自金屬發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱元件和合 成發(fā)熱元件。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置進(jìn)一步包含一個(gè)與吸力產(chǎn)生裝置相結(jié)合的真空 組，所述真空組包含一個(gè)具有多個(gè)孔頭的開口，這些孔頭允許空氣在其中通過(guò)，其中加熱組 的底部嵌入到所述真空組的開口內(nèi)。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)或多個(gè)O型環(huán)，放置在以下列一個(gè)或 多個(gè)的位置中：
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