УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Российский патент 2017 года по МПК C12N15/10 C12M1/10 B82B3/00 

Изобретение относится к области молекулярной биологии и химии. Устройство для выделения нуклеиновых кислот применяется в лабораторной диагностике и предназначено для выделения и очистки ДНК и РНК из биологических образцов-проб с чистотой, пригодной для их последующего анализа методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (Real Time РСА).

В настоящее время выпускаются ручные и автоматические устройства, например: Spherotec Inc AutoMag Processor (CIIIA), Merck Magnetic Rack (Германия), планшетный сепаратор с ячейками (лунками) PerSeptive Biosystems 96, Multi-6 Separator, Solo-Sep Separator (США), Dynal Magnetik Particies Concentrators, основанные на использовании смеси связанных с магнитными частицами биологического образца, которые выводятся магнитом на стенку сосуда, содержащего смесь, а жидкость сливают или отсасывают из сосуда. После этого в сосуд помещается новая промывочная жидкость и процесс повторяется. К основным недостаткам вышеперечисленных устройств следует отнести то, что после адсорбции НК на поверхности магнитных частиц и сбора магнитных частиц у одной из стенок пробирки происходит образование клубка магнитных частиц, опутанных НК, что затрудняет дальнейшее проведения этапов промывки и исключает возможность полимеразной цепной реакции в реальном времени для анализа нуклеиновых кислот.

Из уровня техники известно изобретение патент РФ №2451747, заявка №2009130779 с приоритетом от 13 августа 2009 года, «Способ гомогенизации образцов, содержащих магнитные наночастицы при выделении ДНК в процессе автоматической пробоподготовки для ПЦР анализа». Способ включает адсорбцию НК на поверхности магнитных частиц, растирание клубка магнитных частиц опутанных НК между внутренней поверхностью пробирки и вращающимся вокруг своей оси магнитным зондом (пестиком), а вращение и прижим к стенке пробирки осуществляется расположенным с внешней стороны пробирки вращающимся магнитным шариком. К недостаткам способа следует отнести то, что магнитные частички собираются в одной точке вблизи полюса магнита, а магнитный зонд (пестик) участвует в процессе только частью своей поверхности, что значительно снижает эффективность процесса. Устройство по вышеприведенному способу затрудняет дальнейшее увеличение количества одновременно обрабатываемых образцов и использование его в автоматических раскапывающих станциях.

Наиболее близкими техническими решениями являются патент РФ №2484139, заявка 2012120382 с приоритетом от 17 мая 2012 года, «Устройство для выделения нуклеиновых кислот». Устройство включает адсорбцию НК на поверхности магнитных частиц, растирание клубка магнитных частиц опутанных НК между внутренней поверхностью пробирки и вращающимся вокруг своей оси магнитным зондом (пестиком). Вращение и прижим пестика к стенке пробирки осуществляется вращающимся магнитным цилиндром с внешней стороны пробирки и расположенным параллельно стенке пробирки. Вращающийся магнитный цилиндр установлен только с возможностью вращения вокруг своей оси. Магнитный цилиндр (намагничен перпендикулярно своей оси) вращается за счет взаимодействия с блоком постоянных магнитов, расположенных на валу, который приводится во вращение электродвигателем. Магнитные цилиндры, установленные по разные стороны от оси вращения вала, образуют две одномерные решетки Изинга. Для согласованного вращения магнитных цилиндров, связанных взаимодействием друг с другом в решетке Изинга, на валу составляются двойные блоки, состоящие из 4 постоянных магнитов, повторяющихся вдоль горизонтальной оси вала. Положение каждого из 4 магнитов блока определяется углом поворота одноименных полюсов относительно 1 магнита.

Техническое решение по патенту РФ №2484139, «Устройство для выделения нуклеиновых кислот» решило проблему использования устройства в автоматических раскапывающих станциях. К недостаткам данной конструкции следует отнести сложность устройства, выразившегося в основном принципе, характеризующем устройство, - передаче вращающего момента от горизонтально вращающегося вала к перпендикулярно вращающимся магнитным цилиндрам. Необходимость за счет усложнения магнитных блоков, расположенных на вращающемся валу, решать проблему согласованного вращения магнитных цилиндров, связанных взаимодействием их друг с другом в решетке Изинга.

К недостаткам относится также большое усилие, необходимое для преодоления сопротивления со стороны самосогласованных магнитов решетки Изинга при их вращении. Существенным недостатком следует считать шум вращающихся магнитных цилиндров и возможность при длительной эксплуатации увеличения диаметра места установки (места посадки магнитного цилиндра) в корпусе и как следствие изменения его наклона при вращении.

Задачей настоящего предлагаемого изобретения является создание устройства для гомогенизации - ресуспендирования раствора адсорбированных на магнитных частицах НК посредством частичной ее дефрагментации и уменьшения сверх спиральности, эффективной промывки и элюирования - отделение НК от магнитных частиц, и обеспечение благоприятных условий для проведения анализа выделенной и очищенной НК, в составе автоматических раскапывающих станций. Данное техническое решение направлено на упрощение конструкции, увеличение срока службы устройства, улучшение качества выделенной и очищенной пробы и создание практически бесшумно работающего устройства.

Отделение нуклеиновых кислот от сопутствующих продуктов происходит за счет того, что магнитные частицы с адсорбированными на них НК собираются в пробирке вдоль оси вращения барабана. Барабан расположен с внешней стороны пробирки, на нем устанавливаются магниты, размеры которых сравнимы (сопоставимы) с размером самой пробирки. За счет установки на барабане магнитов больших размеров по сравнению с магнитными цилиндрами, выполненными по патенту №2484139, площадь, на которой распределены магнитные частицы на стенке каждой пробирки, значительно увеличивается, соответственно уменьшается толщина слоя магнитных частиц с адсорбированными на них НК. Это снижает возможность образования клубка магнитных частиц опутанных НК и повышает эффективность работы пестика и промывочной жидкости. Практически благодаря использованию больших магнитов (4×6×15 мм) решен вопрос удержания магнитных частиц опутанных НК в пробирке при сливе или отсасывании раствора. Во всей системе взаимодействующих между собой барабанов с установленными на них магнитами магнитные барабаны опираются на подшипники, легко вращаются вокруг своей оси под действием одного небольшого электродвигателя постоянного тока, не создавая дополнительных шумов, в отличие от устройств ДТ маг 16, Дт маг 32, ДТ маг 48, созданных на основе патента на изобретение №2484139 «Устройство для выделения нуклеиновых кислот с приоритетом от 17.05.2012. Магниты, устанавливаемые на барабаны (4×6×15 мм), крепятся непосредственно к барабану плоскостью размером 6×15, при этом высота магнита равна высоте барабана и составляет 15 мм. Установленные магниты намагничены перпендикулярно оси барабана, и внешние полюса магнитов на барабане чередуются. Вращающиеся барабаны с установленными на них магнитами, полюса которых чередуются, создают вращающееся неоднородное магнитное поле, которое, взаимодействуя с перпендикулярно намагниченным пестиком (расположенным в пробирке), заставляет его вращаться с частотой, зависящей от количества пар разноименных магнитов на барабане. Неоднородное магнитное поле первого барабана, вращающегося за счет энергии электрического двигателя, взаимодействуя с неоднородным магнитным полем второго барабана, заставляет его вращаться. Барабаны, установленные в устройстве последовательно, взаимодействуют друг с другом и вращаются, воздействуя на пестики, расположенные в пробирках с обеих сторон от вращающегося барабана. При высоком качестве изготовления опор, на которых установлены барабаны, затраты энергии на преодоление сопротивления в опорах магнитных барабанов незначительны.

В связи со снижением нагрузки на двигатель (мощности и вращательного момента) в предлагаемом устройстве появилась возможность увеличения количества взаимодействующих между собой магнитных барабанов, приводимых во вращение одним двигателем. Это приводит к увеличению количества одновременно обрабатываемых образцов на единицу площади и дает возможность использовать предложенное устройство в автоматических раскапывающих станциях, без каких-либо ограничений. Устройство по данному техническому решению практически не имеет ограничений по количеству магнитных барабанов, соответственно пробирок, установленных в ряд, а размеры устройства определяются в основном высотой и диаметром пробирки. Принятое за стандарт в микробиологии количество пробирок, установленных в один ряд, составляет от 8 до 24 пробирок, и соответственно в стандартной конструкции устройства потребуется установить от четырех до двенадцати барабанов. Барабаны устанавливаются между двумя рядами пробирок, и магнитные барабаны, создающие неоднородное вращающиеся магнитное поле, взаимодействуют с пестиками в пробирках. Каждый барабан взаимодействует с четырьмя пестиками, расположенными в пробирках по две пробирки с каждой стороны от барабана. Для ускорения сбора магнитных частиц и последующей смены растворов, а также стабильного положения вращающегося в пробирке пестика барабаны устанавливаются так, что их оси вращения параллельны осям пробирок.

Кроме вышеизложенных преимуществ предлагаемого устройства, следует отметить возможность значительного увеличения частоты вращения «пестика» в пробирке, так как частота вращения пестика обуславливается частотой вращения вала рабочего двигателя, возможностью его регулировки, а также изменением количества магнитов, расположенных на вращающихся магнитных барабанах, за счет чередующихся магнитных полюсов. Так, например, при количестве магнитных полюсов, равном 8, т.е. числе пар полюсов 4 частота вращения «пестиков» в пробирках превышает частоту вращения двигателя электромотора в 4 раза, достигая в предлагаемых нами устройствах величины до 70 Гц. Последнее обстоятельство позволяет перемешивать полный объем пробирки, например 1.5 мл небольшим по размеру пестиком (0.9×1.4×6 мм) даже в пробирках с растворами с низкой вязкостью (например, спирт).

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является возможность увеличения габаритов магнитов на магнитном барабане, сравнимых с габаритами пробирок, что, с одной стороны, увеличивает скорость сбора магнитных частиц на стенке пробирок, а, с другой стороны, обеспечивает полный сбор МЧ со всего объема пробирок. Следует отметить, что увеличение габаритов магнитов не приводит к увеличению нагрузки на электродвигатель.

В устройстве для выделения нуклеиновых кислот признаками ограничительной части формулы являются немагнитные пробирки, в которых помещены адсорбированные на магнитных частицах нуклеиновые кислоты и намагниченный перпендикулярно оси пестик, во вращающемся неоднородном магнитном поле.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения включают следующие признаки:

- между двумя рядами пробирок установлены барабаны;

- ось вращения каждого барабана параллельна оси пробирки;

- на барабаны устанавливаются четное количество постоянных магнитов;

- магниты намагничены перпендикулярно оси вращения барабана;

- внешние полюса (магнитов) чередуются;

- количество барабанов, установленных в устройстве, равно n+1;

- первый барабан соединен с электродвигателем;

- второй и последующие барабаны вращаются относительно друг друга за счет сил магнитного взаимодействия;

- барабаны могут быть выполнены из ферромагнетика, а магниты удерживаться за счет сил магнитного взаимодействия.

Предлагаемое изобретение «Устройство для выделения нуклеиновых кислот» включает совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение результата, выразившегося в улучшении истирания клубка магнитных частиц опутанных НК и получения образцов-проб с чистотой, пригодной для их последующего анализа методом полимеразной цепной реакции. Сила взаимодействия пестика и магнитных частиц обеспечивается вращающимся неоднородным магнитным полем, создаваемым барабанами с установленными на них постоянными магнитами.

В совокупности существенные признаки являются необходимыми и достаточными для получения технического результата. Технический результат выражается:

- в упрощении конструкции за счет отсутствия промежуточных вращающихся элементов;

- практически бесшумности работы устройства;

- улучшении качества подготовки проб для проведения ПНР анализа за счет:

- улучшения однородности структуры образца благодаря увеличению частоты вращения пестика;

- увеличения скорости и полноты сбора магнитных частиц в пробирке;

- увеличения площади, на которой распределены магнитные частицы на стенке пробирки;

- увеличения количества одновременно обрабатываемых проб и возможности установки в один ряд практически неограниченного количества пробирок.

Основным принципом, характеризующим устройство, является передача вращающего момента от вращающегося магнитного барабана с установленными на нем постоянными магнитами к намагниченному пестику, находящемуся в пробирке. Благодаря магнитному взаимодействию и созданию магнитным барабаном сильного вращающегося неоднородного магнитного поля в пробирке с адсорбированными нуклеиновыми кислотами и намагниченным пестиком происходит истирания клубка магнитных частиц опутанных НК.

Следуя за вращающимся магнитным полем барабана, поперечно намагниченный магнитный пестик в каждой пробирке также будет совершать вращение вокруг вертикальной оси. Приведем для справки формулу для силы прижима пестика и вращательного момента, действующего на него со стороны магнитного момента:

Кроме того, сила взаимодействия двух магнитных моментов (магнитный момент втягивается в область сильного неоднородного поля , обеспечивает постоянный прижим магнитного пестика к стенке пробирки, что является необходимым условием для успешного растирания неоднородностей магнитных частиц вращающимся и прижатым к стенке пестиком. Приведем формулу для этой силы:

Сам способ растирания магнитных неоднородностей вращающимся и прижатым к стенке пробирки магнитным пестиком предложен в заявке РФ №2009130779 с приоритетом от 13 августа 2009 года, «Способ гомогенизации образцов, содержащих магнитные наночастицы при выделении ДНК в процессе автоматической пробоподготовки для ПЦР анализа», патент №2451747. Настоящая заявка заявляет преимущество патента №2451747 с приоритетом от 13 августа 2009 г., которая тем самым включается полностью в описание настоящего изобретения путем ссылки.

Предложенное изобретение позволяет значительно улучшить контакт рабочего органа - намагниченного пестика (зонда) с магнитными частицами, а также увеличения силы прижатия намагниченного пестика к внутренней стенке пробирки за счет увеличения площади взаимодействующих с пестиком постоянных магнитов, расположенных на барабане, по сравнению с шариком (патент №2451747) или с магнитным цилиндром (патент №2484139).

При остановке вращательного движения происходит сбор магнитных частиц на стенках пробирок, и в связи с увеличением площади взаимодействия магнитных частиц с магнитами, установленными на барабане, происходит уменьшение толщины слоя магнитных частиц на стенке пробирки, за счет чего существенно уменьшает вероятность образования «комков» и уменьшается вероятность потерь адсорбированных на магнитных частицах нуклеиновых кислот, при сливании или отсасывании жидкости из пробирки.

Ширина магнитов устанавливаемых на барабаны определяет ширину полоски собранных магнитных частиц. Ширина магнита выбирается из условия сбора магнитных частиц по ширине в узкую полоску вблизи пестика, не размазывая их по всей ширине (внутренней поверхности) пробирки. Необходимым условием взаимодействия магнитного барабана и пестика является параллельность оси пробирки и оси вращения барабана, при условии, что магниты, расположенные на барабане, намагничены перпендикулярно оси барабана, а полюса их чередуются, и, конечно, на барабан должно устанавливаться четное количество магнитов. Параллельность осей пробирок и магнитных барабанов, установка четного количества магнитов, чередование их полюсов и намагниченность самих магнитов перпендикулярно оси барабана - это необходимые условия для магнитного взаимодействия магнитных барабанов между собой и взаимодействия каждого из них с соответствующим количеством пестиков, расположенных с разных сторон от вращающегося магнитного барабана.

Минимальное количество постоянных магнитов, расположенных на барабане, может равняться двум. В этом случае площадь магнитов может быть увеличена с получением положительного результата, выразившегося в силе прижатия пестика к стенке пробирки. Но увеличение площади внутри пробирки, на которой собираются магнитные частицы, может значительно снизить эффективность процесса, при этом частота вращения пестика, вращающегося в пробирке, будет равна частоте вращения рабочего двигателя. Для увеличения частоты вращения пестика используется возможность, заложенная в конструкции гомогенизатора барабанного типа, т.е. наличие устройства, регулирующее частоту вращения вала рабочего двигателя. Первый барабан приводится во вращение двигателем с программируемой частотой вращения вала. Установка двигателя с изменением частоты вращения позволяет изменять (увеличить или уменьшить) частоту вращения пестика в зависимости от вида и состава обрабатываемой пробы, при любом количестве магнитов, расположенных на барабане.

При увеличении магнитов более 8, например до 14, положительный результат выражается в возможности использовать рабочий двигатель с очень небольшой частотой вращения ввиду того, что частота вращения пестика при использовании семи пар разноименных магнитов увеличится в семь раз. При использовании барабана с установленными 14 магнитами, сила прижатия пестика к стенке пробирки и площадь внутри пробирки, на которой собираются магнитные частицы, приблизительно равна параметрам, полученным на устройстве, выполненном по патенту №2484139, но не имеют недостатков указанных в разделе уровень техники в описании. Следует отметить, что размер барабана с установленными магнитами определяется стандартным расстоянием между пробирками, и увеличение количества магнитов приводит к уменьшению ширины магнитов и снижает эффективность сбора магнитных частиц из-за малого объема магнита. Примеры с установкой различного количества магнитов на барабаны (от 2 до 14) и использования их в предлагаемом устройстве возможно, но каждое из них имеет свои достоинства и недостатки.

Наиболее приемлемым техническим решением является использование 8 постоянных магнитов, установленных на барабане. Увеличение силы прижатия пестика к стенке пробирки, расширение площади внутри пробирки, на которой собираются магнитные частицы, важны для достижения поставленной цели и получения технического результата.

Предлагаемым изобретением решается задача при постоянном расстоянии между пробирками в ряду и между рядами выбрать возможные наиболее эффективные для получения технического результата размеры барабана, количество и размеры магнитов. Оптимальным условием для взаимодействия магнитного барабана и четырех пестиков, расположенных с разных сторон от барабана (по две пробирки с каждой стороны) является использование 8 постоянных магнитов, установленных на барабане. Экспериментально установлено, что размер магнита 4×6×15, соизмеримый с размером пробирки, позволяет осуществить сбор магнитных частиц с адсорбированными на них НК на максимально необходимой внутренней поверхности пробирки, позволяющий вращающемуся пестику эффективно совершать истирание. Исходя из размера магнитного барабана, количество магнитов выбранного размера устанавливается на барабан в количестве 8 штук.

Использование рабочего двигателя с небольшой частотой вращения прямо не влияет на получение технического результата, но позволяет увеличить срок службы всего устройства.

Для изучения технических характеристик и биологической эффективности предлагаемого устройства были изготовлены модель из оргстекла и прототип магнитного гомогенизатора для ручной пробоподготовки.

Фиг. 1. Прототип магнитного гомогенизатора на 16 пробирок, предназначенных для ручной пробоподготовки.

Магнитный гомогенизатор состоит из пробирок, которые устанавливаются в специальные места - держатели пробирок (1). В пробирках помещены адсорбированные на магнитных частицах нуклеиновые кислоты и намагниченный перпендикулярно оси пестик во вращающемся неоднородном магнитном поле, которое создается барабанами (2) с установленными на них постоянными магнитами (3). Первый барабан приводятся во вращение двигателем (4). Количество барабанов с установленными на них постоянными 8 магнитами - четыре штуки. Каждый барабан, расположенный между двумя рядами пробирок, взаимодействует с четырьмя пробирками, по две с каждой стороны от вращающегося барабана.

Фиг. 2. Расположение магнитов на магнитном барабане и принцип передачи вращающегося момента между магнитными барабанами посредством их магнитного взаимодействия.

При вращении магнитные полюса барабанов ориентируются за счет магнитных сил таким образом, чтобы разноименные полюса магнитов на соседних барабанах притягивались, для этого барабаны устанавливаются на минимально возможное расстояние друг от друга. Это возможно, потому что мы можем выбирать, как размер барабана, так и размеры самих магнитов исходя из необходимости получения окончательного размера 26 мм. Магнитные барабаны вращаются при этом строго согласованно, т.к. полюса магнитов, расположенные на каждом магнитном барабане, чередуются.

На фигуре 2 изображены барабаны (2) с установленными на них магнитами (3). Сам барабан может быть выполнен практически из любого твердого материала, например пластмассы или магнитного или немагнитного металла, и может иметь форму многогранника. Многогранник может иметь ограничители (5), позволяющие установить на барабан магнит в единственно правильном положении. При изготовлении барабана из круглой заготовки, в заготовке могут быть выполнены канавки глубиной приблизительно 1 мм и соответствующие ширине магнита. Также для монтажа магнитов на барабан могут использоваться приспособления – кондукторы, позволяющие зафиксировать магнит в строго определенном положении. Крепление магнитов на барабан, например, из пластмассы может осуществляться при помощи клея или механическим путем. Для крепления магнитов требуются различные приспособления, но это не вызывает каких-либо трудностей т.к. используются известные материалы и технологии.

В настоящее время наиболее приемлемым материалом для барабана необходимо признать ферромагнетик, например сталь 3. Барабан, выполненный из ферромагнетика за счет магнитного взаимодействия с самим магнитом, позволяет упростить установку магнитов. Одновременное использование ферромагнетика усиливает индукцию магнитного поля. При использовании ферромагнетика и любого способа сборки магнитного барабана с ограничителями, канавками или с применением кондуктора получаем барабан, удовлетворяющий требованиям для использования в установке.

Фиг. 3. Чертеж гомогенизатора барабанного типа на 16 пробирок (4 магнитных барабана) для ручной пробоподготовки.

На фигуре магнитные барабаны (2), установлены на подшипниках (6), первый барабан вращается двигателем (4), питающимся от Li-ионного аккумулятора (7), пробирки устанавливаются в специальные места - держатели пробирок (1), Установка имеет пульт индикации и управления (8). Нижний край магнитного барабана и нижний край пробирки совпадают по высоте, с тем чтобы пестик, расположенный в середине магнита, находился на уровне 100-200 мкл жидкости в пробирке.

Фиг. 4. Опытный образец гомогенизатора барабанного типа на 16 пробирок (4 магнитных барабана) для ручной пробоподготовки.

Пример конкретного исполнения: Модель ДТ МАГ-16 (барабанного типа) предназначена для ручного раскапывания и забора жидкостей и повышения производительности выделения и очистки ДНК, РНК с использованием стандартных пробирок на 1.5 мл. Пробирки могут иметь различные формы, необходимо, чтобы они находились в магнитном поле, перпендикулярном оси пробирки. В модели ДТ МАГ-16 установлены шестнадцать пробирок, сгруппированных в два ряда по восемь пробирок. В основу работы ДТ МАГ-16 положен «Способ гомогенизации биологических образцов с использованием магнитных наночастиц для автоматизации выделения и очистки ДНК для ПЦР анализа», патент №2451747. В каждой пробирке располагается небольшой (0.9×1.4×6 мм) намагниченный пластиковый пестик, приводимый во вращение вокруг своей главной - вертикальной оси и, одновременно, прижимаемый к стенке пробирки вращающимся неоднородным магнитным полем. В ручном режиме перед началом работы во все пробирки с помощью магнитной пипетки помещается магнитный пестик из магнитопласта (поставляется производителем ООО «НПО ДНК-Технология», как одноразовый расходный материал). Для приведения в движение 16 магнитных пластиковых пестиков, в ДТ МАГ-16 используется 4 вращающихся магнитных барабана, на которых установлено по 8 постоянных магнитов. Барабан выполнен из ферромагнетика (например, сталь 3), в котором выполнены вертикальные пазы, куда укладываются и удерживаются за счет сил магнитного взаимодействия четное количество постоянных магнитов. Первый магнитный барабан вращается электродвигателем. Остальные барабаны вращаются за счет сил магнитного взаимодействия. Все барабаны установлены осями в подшипниках, для свободного вращения. Расстояние между барабанами и диаметр барабана выбирается из условия возможности взаимодействия с двумя пробирками, расположенными с одной стороны от вращающегося барабана и определяется исходя расстояния между пробирками в 18 мм, принятое за стандарт при проведении исследований. Диаметр магнитного барабана с установленными на него магнитами составляет 26 мм. Расстояние между осями барабанов составляет 36 мм.

Растирание и перемешивание (гомогенизация) биологических образцов происходит одновременно в 16 стандартных пробирках по 1.5 мл.

Характерной особенностью прибора ДТ Маг 16 является полная визуальная доступность всех пробирок и процессов в них происходящих. Включение и выключение прибора осуществляется кнопкой на верхней панели. На передней верхней панели устройства имеется индикатор его состояния. В настоящее время прибор проходит экспериментальные испытания в микробиологических лабораториях.

На фигуре 4 изображен опытный образец гомогенизатора ДТ маг 16 для ручной пробоподготовки.

Технические характеристики:

Количество пробирок: 16=2×8 емкостью 1.5 мл.

Приблизительное время одного цикла работы прибора при полной его загрузке составляет около 30-60 минут.

Количество магнитных барабанов 4 шт.

Размер магнитных барабанов с установленными на них магнитами: диаметр 26 мм, высота 15 мм.

Глубина канавок в барабане 1 мм.

Количество постоянных магнитов, установленных на один магнитный барабан, 8 шт.

Размер постоянных магнитов: глубина 4 мм, ширина, контактируемая с барабаном, 6 мм, высота 15 мм.

Частота вращения магнитного пестика 70 Гц.

Остаточная намагниченность магнитного пестика из магнитопласта в пробирке 0.3 Тл.

Размер магнитного пестика 0.9×1.4×6 мм.

Время сбора (дрейфа) магнитных частиц на внутренние стенки пробирок около 30 сек.

Двигатель (модель) DC-Gearmotors Series 1512 012sr и напряжение питания 3 В, собственная частота 18 Гц, без регулировки частоты.

В вариантном исполнении может использоваться двигатель (модель) DC-Gearmotors Series 2619 012sr с регулировкой частоты вращения и напряжением питания 12 В, максимальная собственная частота 14 Гц.

Максимальная потребляемая мощность 0.15 Вт.

Электропитание Li-ионный аккумулятор 3.7 В.

Габариты (длинна, ширина, высота), 240×90×150 мм.

Вес 0.5 кг.

Условия эксплуатации: Температура 20-30°С. Относительная влажность не более 50%.

Изобретение относится к области биохимии. Предложено устройство для выделения нуклеиновых кислот. Устройство содержит немагнитные пробирки с помещенными адсорбированными на магнитных частицах нуклеиновыми кислотами и намагниченным перпендикулярно оси пестиком во вращающемся неоднородном магнитном поле. В устройстве между двумя рядами пробирок установлены взаимодействующие с пестиками барабаны, ось вращения каждого барабана параллельна оси пробирки. На каждый барабан установлено четное количество намагниченных перпендикулярно оси вращения барабана и соизмеримых с размером пробирки постоянных магнитов, причём внешние полюса постоянных магнитов чередуются. Первый барабан соединен с электродвигателем, а второй и последующие барабаны вращаются относительно друг друга за счет сил магнитного взаимодействия. Изобретение обеспечивает улучшение качества подготовки проб для проведения ПЦР анализа и улучшение структуры образцов для анализа нуклеиновых кислот. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для выделения нуклеиновых кислот, состоящее из немагнитных пробирок, включающих помещенные адсорбированные на магнитных частицах нуклеиновые кислоты и намагниченный перпендикулярно оси пестик, во вращающемся неоднородном магнитном поле, отличающееся тем, что в устройстве между двумя рядами пробирок установлены барабаны, взаимодействующие с пестиками, расположенными в пробирках, ось вращения каждого барабана параллельна оси пробирки, на каждый барабан установлено четное количество постоянных магнитов, намагниченных перпендикулярно оси вращения барабана и соизмеримых с размером пробирки, а их внешние полюса чередуются, первый барабан соединен с электродвигателем, а второй и последующие барабаны вращаются относительно друг друга за счет сил магнитного взаимодействия.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабаны выполнены из ферромагнетика, а магниты удерживаются за счет сил магнитного взаимодействия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый барабан выполнен с возможностью взаимодействия с четырьмя пробирками, по две с каждой стороны.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый барабан с магнитами установлен на подшипнике.