新型冠状病毒(2019-nCoV)在全球大规模爆发，让“核酸检测”进入公众视野。在新冠肺炎的全球诊断标准中，基于荧光定量PCR的核酸检测是“金标准”。与PCR一起出现的还有另一个关键设备-核酸提取仪，它是利用匹配的核酸提取试剂自动完成样本核酸提取的仪器。在核酸检测过程中，核酸提取作为预处理，对最终分析结果的准确性起着重要作用。Automatic 核酸提取仪是大规模人群核酸快速检测的重要技术支撑。核酸提取仪已广泛应用于环境微生物检测、食品安全检测、法医鉴定、疾病控制与医疗、生物研究、畜牧业等诸多领域。

核酸提取技术的“前世”

新型冠状病毒的检测需要五个步骤:取样、留样、保存、核酸提取和计算机检测。大多数临床样本的核酸浓度相对较低。从复杂的生物样品中提取高纯度的核酸对保证核酸检测的高灵敏度和高准确度起着关键作用。核酸提取是指从复杂系统中分离和纯化核酸。核酸分子的完整性、纯度、样品溶解率和核酸吸附率可以作为核酸提取效率的指标。

1869年，瑞士医生弗里德里希·米舍尔成功提取出核酸。20世纪80年代初，德国生物化学家艾布莱希特·科塞尔进一步提纯了核酸。

此后，研究人员不断改进提取材料和方法，发展了一系列核酸提取技术。根据工作模式，核酸提取技术可以分为两大类:人工提取和自动提取。手工核酸提取技术存在操作步骤复杂、效率低、核酸纯度低等问题。而自动核酸提取技术是利用匹配的核酸提取试剂，自动完成样品核酸的快速提取，具有操作简单、准确度高、稳定性强等优点。在此次新冠肺炎疫情中，高通量自动核酸提取仪在大规模人群核酸检测中发挥了重要作用。

核酸提取仪的工作原理

目前核酸提取仪的工作原理主要分为磁珠法和柱法，其中磁珠法占据当前市场的主流地位。

磁珠的工作原理主要是利用磁珠对核酸的特异性识别和高效结合，通过磁珠吸附核酸达到分离效果。常见的磁珠类型包括氧化锆磁珠和二氧化硅磁珠。根据磁珠与液体的分离方法，提炼出磁选机法和抽吸法，其原理和过程相同。

磁珠法核酸提取仪装置的特点

◆高效、简单、高通量操作，操作简单，时间短。

◆灵活稳定，可实现自动化操作，重复性高。

◆安全环保，减少对操作者健康的危害。

◆价格低廉，能满足数据库建设。

◆核酸质量稳定，纯度高。

柱萃取的工作原理主要是利用硅胶对核酸的特异性吸附。在高盐低pH的环境下，将核酸吸附在硅胶膜上，然后通过离心或洗脱(洗脱液为低盐高pH溶液)将其剥离，达到分离的目的。一般通量为1-12个样本。与手工提取相比，操作时间没有明显优势，目前主要用于实验室研究。

色谱柱提取流程示意图(来源网络)

新冠肺炎疫情核酸提取仪市场

新冠肺炎的爆发使得核酸提取仪的需求猛增。根据2020年全国公开招标信息调查，当年核酸提取仪中标共7011套/套，国内外品牌77个。