CN103146569B - 硅珠法提取dna用的离心管结构 - Google Patents

Abstract

一种硅珠法提取 DNA 用的离心管结构，属于核酸 DNA 或 RNA 分离纯化用器材技术领域。包括构成有离心管腔的离心管 ，在离心管的上部构成连接带，在连接带的末端构成塞盖；内套管，置入于离心管的离心管腔内，且在内套管的底壁的居中位置开设中心孔；滤杂机构，与内套管的下部相配合，且随同内套管置入于离心管腔内，塞盖与内套管的内套管管口相配合。优点：可避免水溶性的 DNA 模板的损失；除杂效果理想而有利于保障 PCR 的扩增；能充分体现操作方便、快捷和省力的长处；既能防止 TES 、 SLS 对吸附液浓度产生影响并保障硅珠对 DNA 的吸附能力，又能充分保留原有 DNA 模板而藉以显著提高低拷贝生物检材的检出率。

Description

硅珠法提取DNA用的离心管结构

技术领域

本发明属于核酸DNA或RNA分离纯化用器材技术领域，具体涉及一种硅珠法提取DNA用的离心管结构。

背景技术

分离纯化即提取DNA不论是在医疗、刑事案件侦查和对事故遇难者的识别、考古等领域还是在动植物检验检疫领域均具有积极的意义，DNA的检测方法主要但并不限于有以下几种：酚-氯仿抽提法、chelex-100法；磁珠法；有机溶剂法；盐析法和硅珠法，等等。但是不论采用何种方法，其共同特点或称共同要求大致可归纳为以下两个方面：一是尽可能最大程度地提高DNA或RNA的产量和纯度并且将PCR反应抑制物降低到最小；二是简便高效、成本低并且污染小。

在前述的DNA检测方法中，酚-氯仿抽提法曾是普遍使用的方法，但是由于酚-氯仿抽提法操作繁琐、提取的DNA存在难以避免的蛋白质污染以及由于酚和氯仿具有危害人体的毒性而逐渐被业界冷遇。

由于硅珠法具有高效、成本低和趋于无污染等长处，因而普遍受到业界的认可，该法是先将检材引入离心管中，并且向离心管内加入TES（三羟甲基甲胺基乙磺酸，简称生物缓冲剂）和SLS（十二烷基磺酸钠盐）；再加热裂解并且加入吸附液，而后高速离心约二分钟后采用移液器移管，也就是将离心管内的物料移至另一离心管中并且加入硅珠静置（通常为15min）左右；最后依次用漂洗液漂洗、乙醇漂洗和TC（洗脱液）洗脱。但是，硅珠法提取DNA在实际的操作过程中存在以下缺憾：其一，由于存在使用移液器负压移管环节，因此在移管过程中，先前位于离心管内的液体不能充分转移到另一离心管中，从而致使水溶性的DNA模板损失较大（通常达30%以上）；其二，由于在用移液器移管过程中，原有离心管中的杂质不能充分去除，因而影响PCR扩增（聚合酶链式反应，英文名称为：Polymerase Chain Reaction）；其三，由于存在人工移管环节，因此在一定程度上仍不足以体现省时省力和快捷的效果；其四，由于TES和SLS对吸附液的稀释作用，从而使吸附液的浓度显著下降（约为原来浓度的70%左右），严重影响硅珠吸附DNA的能力；其五，由于受前述DNA模板损失和TES以及SLS对吸附液稀释的双重影响，使DNA模板的浓度显著下降（仅为原有浓度的将近50%左右，甚至低于50%）。

十分明显，并不限于前述例举的硅珠法提取DNA的欠缺可归结于操作过程中的移管所致，更具体地讲，如果在操作过程中摒弃由移液器将先前的离心管内的液体转移至另一离心管，那么上述问题便可迎刃而解。为此，本申请人进行了文献检索，中国专利授权公告号CN201744365U推荐有“滤膜离心管”，该专利方案虽然能体现其说明书第0007栏中所述的技术效果，并且由其0009栏的描述可知，在操作过程中无需移管，但是由于结构有失合理而存在以下弊端：一是杂质易随体液从滤膜（专利称混合纤维微孔滤膜）进入离心管的下部，从而对水溶性的DNA模板的纯度产生影响；二是由于供滤膜搁置的橡胶环难以与离心管的内壁之间形成理想的密封，因此杂质同样会从橡胶环与离心管的内壁之间的微隙中进入离心管的下部，因为该专利教导的橡胶环必需满足与离心管的管腔腔壁可插拔要求，于是，如果为了满足橡胶环与离心管的管腔腔壁之间达到极致的密封效果，那么在后续的操作步骤中难以通过橡胶环上的挂环将橡胶环连同压环以及滤膜取出离心管，反之，如果为了保障方便地取出橡胶环，那么势必影响橡胶环与离心管的管腔腔壁之间的密封效果；三是由于仅凭一枚滤膜而客观上无法体现滤除杂质的良好的效果，从而影响PCR扩增。

授权公告号CN202610231U提供有“多层核酸吸附离心套管”，由于该专利方案对DNA的提取原理与前述专利相反，即采用的是吸附法，虽然在操作过程中无需移管，但是DNA的模板损失难以控制，具体可参见该专利的说明书第0025栏。

鉴于上述已有技术，本申请人作了持久而有益的探索与尝试，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在本申请人采取了严格的保密措施下经反复的实验证明是切实可行的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于摒弃二次移管而藉以避免水溶性的DNA模板损失、有利于充分去除杂质而藉以保障PCR的扩增、有益于避免依赖人工移管而藉以体现操作过程中的快捷与省力和有便于防止TES、SLS对吸附液的浓度产生影响而藉以增进硅珠对DNA的吸附能力和有善于充分保留原有DNA模板而藉以显著提高低拷贝生物检材的检出率的硅珠法提取DNA用的离心管结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种硅珠法提取DNA用的离心管结构，包括构成有离心管腔的一离心管 ，在该离心管的上部构成有一连接带，在该连接带的末端构成有一塞盖；一内套管，该内套管置入于所述离心管的离心管腔内，并且在该内套管的底壁的居中位置开设有一与内套管的内套管腔相通的用于将内套管腔内的DNA检材引出的中心孔；一用于将由所述中心孔引出的DNA检材中的杂质滤除并且将滤除杂质后的水溶性DNA模板引入所述离心管的离心管腔内的滤杂机构，该滤杂机构与内套管的下部相配合，并且随同内套管置入于所述离心管腔内，所述的塞盖与所述内套管的内套管管口相配合。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述的离心管的离心管腔的内壁上并且位于离心管腔的高度方向的下部构成有一凸出于所述内壁的表面的一滤杂机构支承凸台，所述的滤杂机构支承在所述滤杂机构支承凸台上。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的内套管的外壁上并且位于内套管的高度方向的上部构成有一凸起于外壁表面的卡掣定位凸缘，该卡掣定位凸缘与所述离心管的离心管腔的内壁接触。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述的内套管的下部的外壁上并且围绕外壁的圆周方向构成有一卡槽，所述的滤杂机构包括第一、第二蛋白质过滤膜、隔片和过滤套筒，过滤套筒的底部搁置在所述的过滤机构支承凸台上，而过滤套筒的上部与所述的卡槽相配合，并且在过滤套筒的套筒底壁的中央位置开设有一用于将水溶性DNA模板引入所述离心管的离心管腔内的泄液孔，第一、第二蛋白质过滤膜和隔片以叠置状态设置在过滤套筒的套筒腔内，并且隔片位于第一、第二蛋白质过滤膜之间。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述的过滤套筒的外壁上并且位于下部以间隔状态构成有一组支承脚，支承脚支承在所述的过滤机构支承凸台上。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的过滤套筒的套筒腔的腔口的部位并且围绕腔口的圆周方向构成有一卡钩，卡钩与所述的卡槽相配合。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述的内套管上并且在位于所述卡槽的下方构成有一窄缩连接座，而在所述过滤套筒的套筒腔的上部构成有一连接座配合腔，所述窄缩连接座与连接座配合腔密封配合。

在本发明的进而一个具体的实施例中，在所述的隔片的边缘部位并且围绕隔片的圆周方向以间隔状态开设有一组自隔片的一侧贯通至另一侧的一组导液孔。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的导液孔为圆孔或弧形孔。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的离心管的离心管腔的下部构成有一窄缩的用于收集来自于所述滤杂机构滤杂后的水溶性DNA模板的储液腔。

本发明提供的技术方案相对于已有技术的技术效果之一，由于在离心管的离心管腔内设置了内套管，并且滤杂机构随同内套管置入于离心管腔内，因此经离心并且由滤杂机构滤杂后的水溶性DNA模板可进入离心管的离心管腔中，而DNA检材中的诸如蛋白质之类的杂质由滤杂机构滤除，因此在后续操作时只要将内套和管连同滤杂机构撤离离心管即可，无需进行二次移管，从而可避免水溶性的DNA模板的损失；之二，由于将滤杂机构配置在内套管上，因此除杂效果理想而有利于保障PCR的扩增；之三，由于无需二次移管，因此能充分体现操作方便、快捷和省力的长处；之四，由于除杂效果好，因而既能防止TES、SLS对吸附液浓度产生影响并保障硅珠对DNA的吸附能力，又能充分保留原有DNA模板而藉以显著提高低拷贝生物检材的检出率。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为图1的剖视图。

图3为本发明的应用例示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

实施例1：

请参见图1和图2，给出了一离心管1，该离心管1优选使用透明塑料模制成型，在该离心管1的离心管腔11的腔壁上并且位于离心管腔11的高度方向的偏下部构成有一凸起于离心管腔11的腔壁表面的滤杂机构支承凸台111。由图所示，离心管腔11的下部的直径窄缩而构成有一贮液腔112，由该贮液腔112贮存经除杂后的水溶性的DNA模板，以便由后续的操作步骤中将硅珠投入并吸附。在离心管1的离心管腔11的腔口的部位构成有一连接带12，而该连接带12的末端构成有一塞盖121。

作为优选的方案，还可在离心管1的外壁上并且在对应于离心管腔11的腔口的四周构成一离心管支承法兰边13，藉由该离心管支承法兰边13而保障离心管1与离心装置（因属于公知技术而未在图中示出）相配合。

给出了一内套管2，该内套管2同样优选使用透明塑料模制成型，在该内套管2的底壁22上并且位于底壁22的中央位置开设有一用于将内套管2的内套管腔21内的DNA检材引出内套管腔21供下面将要描述的滤杂机构3滤杂（如除去蛋白质及其它杂质）的中心孔221。在内套管2的外壁上并且位于内套管2的高度方向的上部构成有一凸起于内套管2的外壁表面的卡掣定位凸缘23。由图2的示意可知，当内套管2置入于离心管腔11内后，由该卡掣定位凸缘23与离心管腔11的内壁可靠贴触，以避免在离心装置的高速离心作用下内套管2出现晃动。在内套管2的下部的外壁上并且围绕外壁的圆周方向构成有一卡槽24。又，内套管2的下部构成有一直径小于内套管2的直径的窄缩连接座25，该窄缩连接座25构成于前述卡槽24的下方。

由图示可知，当内套管2容纳于离心管1的离心管腔11内后，内套管2上的卡掣定位凸缘23与离心管1的离心管腔11的腔壁可靠接触，并且在DNA检材引入内套管腔21内后由前述的塞盖121盖配在内套管腔21的内套管管口27的部位。

优选地，在内套管2的顶部即在对应于内套管腔11的腔口的位置的外壁上向外扩设有一内套管法兰边26，该内套管法兰边26与前述的塞盖121友好配合。

请继续见图1和图2，上面提及的滤杂机构3的优选而非绝对限于的结构如下：包括第一、第二蛋白质过滤膜31、32、隔片33和过滤套筒34，过滤套筒34的外壁的底部并且围绕过滤套筒34的圆周方向以间隔状态构成有一组（本实施例为三个）支承脚343，该一组支承脚343搁置在前述的过滤机构支承凸台111上。如果将一组支承脚343演变成围绕过滤套筒34的圆周方向的一法兰边，那么应当视为等效性替代而依然属于本发明公开的技术内容范畴。在过滤套筒34的套筒腔342的腔口的部位并且围绕腔口的圆周方向构成有一卡钩3421，该卡钩3421置入于前述的卡槽24内，即与卡槽24卡合在一起。又，在过滤套筒34的套筒腔342的上部构成有一连接座配合腔3422，前述的窄缩连接座25与此同时该连接座配合腔3422密封配合。这里所称的密封配合是指：先在窄缩连接座25的表面和/或在连接座配合腔3422 的腔壁上涂抹胶粘剂，而后将窄缩连接座25置入连接座配合腔3422内，从而使过滤套筒34可靠地连接于内套管2的下部，并且随内套管2置入或称移出离心管腔11 。及，在过滤套筒34的套筒底壁的中央位置开设有一用于将水溶性的DNA模板引入前述离心管腔11的贮液腔112内的泄液孔341。由图所示，第一、第二蛋白质过滤膜31、32和隔片33以叠置状态设置在过滤套筒34的套筒腔342内，并且隔片33位于第一、第二蛋白质过滤膜31、32之间。第一、第二蛋白质过滤膜31、32均由多层纤维构成，并且优选而非限于地择用由中国广东省深圳市健建膜分离科技有限公司生产的在本申请提出以前在市场销售的牌号为GSJ-Z微滤膜。隔片33优选使用塑料片或其它等效的材料，在该隔片33的边缘部位并且围绕隔片33的圆弧以间隔状态开设有一组自隔片33的一侧贯通至另一侧的一组导液孔331。在本实施例中，一组导液孔331均为弧形孔，然而也可以是圆孔，还可以是弧形孔与圆孔的组合。

上述第一、第二蛋白质过渡膜31、32和隔片33的配合结构的技术效果在于能够极致地体现对DNA检材中的蛋白质及其杂质的过滤效果，因为依据公知常识，杂质通常不会出现平面位移，而液体则可平面位移，于是，经第一蛋白质过滤膜31过滤后，纵使有杂质进入隔片33，那么由于导液孔331位于隔片33的边缘部位，因此，液体能从导液孔331导出至第二蛋白质过滤膜32进而过滤，而穿过第一蛋白质过滤膜31的杂质被隔片33有效截留，从而能够既保障水溶性DNA模板不损失，又保障杂质的充分去除。

应用例：

请参见图3并且结合图1和图2，申请人简述本发明的使用，先向内套管2的内套管腔21内引入DNA检材、TES和SLS，再进行加热裂解并且加入吸附液，而后将内套管2连同滤杂机构3置入离心管1的离心管腔11内，并且将塞盖121盖封于内套管2的内套管腔21的内套管管口27部位，然后将离心管1置于离心装置上。在离心装置的高速运动下，内套管腔21内的液体出中心孔221并且依次经第一蛋白质过滤膜31、隔片33的导液孔331、第二蛋白质过滤膜32和泄液孔341进入前述的贮液腔112，在该过程中，由于DNA检材中的杂质经第一蛋白质过滤膜31过滤、经隔片33截留以及经第二蛋白质过滤膜32过滤，因此进入到贮液腔112内的水溶性NDA模板不仅损失小，而且杂质被基本除尽，为后续的硅珠吸附提供了技术保障，具体由图3所示的箭头可知，由于液体的流向呈S形，因此除杂效果十分理想，DNA模板保留充分而可提高低拷贝生物检材的检出率。离心结束后，将内套管2连同滤杂机构3从离心管腔11移除，进入后续步骤如前述的将硅珠投入贮液腔112进行吸附等。

综上所述，本发明提供的技术方案客观上弥补了已有技术中的欠缺，完成了发明任务，兑现了申请人在上面的技术效果栏中所述的技术效果。

Claims (8)

1.一种硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于包括构成有离心管腔(11)的一离心管(1),(1)的上部构成有一连接带(12) ，在该连接带(12)的末端构成有一塞盖(121)；一内套管(2)，该内套管(2)置入于所述离心管的离心管腔(11)内，并且在该内套管(2)的底壁 (22)的居中位置开设有一与内套管(2)的内套管腔(21)相通的用于将内套管腔(21)内的DNA检材引出的中心孔(221)；一用于将由所述中心孔(221)引出的DNA检材中的杂质滤除并且将滤除杂质后的水溶性DNA模板引入所述离心管(1)的离心管腔(11)内的滤杂机构(3)，该滤杂机构(3)与内套管(2)的下部相配合，并且随同内套管(2)置入于所述离心管腔(11)内，所述的塞盖(121) 与所述内套管(2)的内套管管口(27) 相配合，在所述的离心管(1)的离心管腔(11)的内壁上并且位于离心管腔(11)的高度方向的下部构成有一凸出于所述内壁的表面的一滤杂机构支承凸台(111)，所述的滤杂机构(3)支承在所述滤杂机构支承凸台(111)上，在所述的内套管(2)的下部的外壁上并且围绕外壁的圆周方向构成有一卡槽(24)，所述的滤杂机构(3)包括第一、第二蛋白质过滤膜(31、32)、隔片(33)和过滤套筒(34)，过滤套筒(34)的底部搁置在所述的过滤机构支承凸台(111)上，而过滤套筒(34)的上部与所述的卡槽(24)相配合，并且在过滤套筒(34)的套筒底壁的中央位置开设有一用于将水溶性DNA模板引入所述离心管(1)的离心管腔(11)内的泄液孔(341) ，第一、第二蛋白质过滤膜(31、32)和隔片(33)以叠置状态设置在过滤套筒(34)的套筒腔(342) 内，并且隔片(33)位于第一、第二蛋白质过滤膜(31、32)之间。

2.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于在所述的内套管(2)的外壁上并且位于内套管(2)的高度方向的上部构成有一凸起于外壁表面的卡掣定位凸缘(23)，该卡掣定位凸缘(23)与所述离心管(1)的离心管腔(11)的内壁接触。

3.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于在所述的过滤套筒(34)的外壁上并且位于下部以间隔状态构成有一组支承脚(343)，支承脚(343)支承在所述的过滤机构支承凸台(111)上。

4.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于在所述的过滤套筒(34)的套筒腔(342)的腔口的部位并且围绕腔口的圆周方向构成有一卡钩(3421)，卡钩(3421)与所述的卡槽(24)相配合。

5.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于在所述的内套管(2)上并且在位于所述卡槽(24)的下方构成有一窄缩连接座(25)，而在所述过滤套筒(34)的套筒腔(342)的上部构成有一连接座配合腔(3422)，所述窄缩连接座(25)与连接座配合腔(3422)密封配合。

6.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于在所述的隔片(33)的边缘部位并且围绕隔片(33)的圆周方向以间隔状态开设有一组自隔片(33)的一侧贯通至另一侧的一组导液孔(331)。

7.根据权利要求6所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于所述的导液孔(331)为圆孔或弧形孔。

8.根据权利要求1所述的硅珠法提取DNA用的离心管结构，其特征在于所述的离心管(1)的离心管腔(11)的下部构成有一窄缩的用于收集来自于所述滤杂机构(3)滤杂后的水溶性DNA模板的储液腔(112)。

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