核酸提取技术是分子生物学的常规技术,但对于复杂生物样本,尤其传染性强的样本,高效的核酸提取方法及高精度的自动化装置,对于临床分子诊断技术非常重要。因此,随着分子诊断技术快速发展,近年来,多通道核酸全自动提取技术及装置引了国内外学者及商业界的广泛关注。本文根据硅质滤芯在不同环境下选择性吸附的原理,设计并搭建了基于直角坐标系的机械臂自动取样及自动提取纯化装置。本装置主要包括运动模块机械结构设计、整体控制系统设计,人机交互界面设计。其中核酸提取的动作主要通过控制各个运动单元相互配合实现的。运动模块机械结构包括三个单元设计,分别为试剂盛放单元(X轴)、自动移液单元(Z轴)、自动抽提单元(XT轴),通过三个单元的紧密配合完成了核酸的提取。控制模块选用了STM32芯片作为主控制器,涉及运动模块控制、温控模块控制、磁力模块控制,各模块之间通过CAN总线通讯。运动模块的设计包括步进电机运动的控制、直线电机控制、限位开关控制。温控模块设计包括加热棒控制、温度传感器控制。磁力模块包括磁棒转速控制、编码器控制等。人机交互包括上位机界面的编写以及与下位机通讯协议的编写。搭建好装置后,进行了性能测试,并进行了临床生物样本提取测试对比。实验测试结果表明,温控模块控制的温度误差为±1℃、磁棒的转速在4950±10转/分上下波动,通道间的移液精度的标准差为0.37μl,不同通道之间转移液体的误差最大为1.2μl。提取的核酸DNA,通过实时荧光定量PCR检测结果中阴性与阳性结果无干扰。模拟了在复杂的痰液中提取结核分枝杆菌基因组DNA,结果显示各通道提取的CV值小于2%,并且无交叉污染。本装置也进行了临床试验,试验结果符合临床要求。从测试结果中可以看出整个系统结果稳定,灵敏度高,具有很好的应用前景。