一种生物试验用自动加样平台

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种生物试验用自动加样平台。

背景技术：

加样操作是生物学试验中常见的实验步骤，在在现有技术的实验过程中，用于分装及加样操作技术分为两种：一是利用操作手臂将样品整合至核酸自动提取仪内，采用该方法，设备体积大，成本高，同时适用范围太窄，一般主要针对ngs检测实验室使用；二是纯人工操作，来完成分装和加样过程，然而该方法工作强度大，工作效率低，操作人员容易出错，同时，不同的操作人员，取样量也存在差异，且误差不可控。因此，如何针对现有技术的分装、加样操作进行改善，成为急需要解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种生物试验用自动加样平台，解决了如何在小范围内采用自动化的加样方法，来实现生物试验中的分装和加样操作过程，可以在桌面上操作，节省人工，提升了工作效率，并且降低了操作错误和误差。

一种生物试验用自动加样平台，包括ep管放置区、靠近所述ep管放置区的pcr管放置区、移液吸头盒放置位、触摸屏、垃圾桶区域、气密性检测针放置位以及加样机构，所述气密性检测针放置位设置在所述移液吸头盒放置位和触摸屏之间，所述加样机构连接在轨道一上，所述轨道一设置在移液吸头盒放置位和ep管放置区之间，所述加样机构与控制芯片连接。

所述加样机构包括设置在所述轨道一上的立柱支架、水平设置在所述立柱支架顶端的横轴以及取液器，所述立柱支架通过驱动马达可滑动的设置在所述轨道一上，所述立柱支架所述横轴上沿着其长度方向设置有轨道二，所述取液器可滑动地设置在所述轨道二上。

横轴和立柱支架固定连接，具体的马达驱动机构为现有的技术，具体来说，通过齿轮与齿条的啮合，驱动马达与齿轮同轴连接，通过转轴的旋转，齿轮旋转，从而立柱支架或者取液器沿着轨道移动，其中齿条沿着轨道长度方向设置，该现有技术在此不再详述。

所述取液器包括连接块、与所述连接块连接的取液伸缩管、设置在所述连接块两端的马达一和马达二、附着在所述取液伸缩管上的马达三、套筒、气泵以及与所述气泵连接的连接管，所述连接块通过所述马达一可滑动的设置在所述横轴上，即取液器实质是通过连接块设置在轨道二上，所述取液伸缩管通过所述马达二与所述连接块连接，所述取液伸缩管通过所述马达三可滑动的设置在所述套筒内，所述取液伸缩管上设置有所述气泵。

马达二的作用是，使套筒和取液伸缩管进行上下相对运动，包括装载移液吸头，伸到ep管内取液，然后再伸进pcr管内进行加样工作；马达三的作用是，驱动套筒上下移动，进而调整套筒和取液伸缩管之间的相对位置。

本专利中马达一、马达二和马达三的工作原理与上述的驱动马达一致，均是采用齿轮和齿条啮合的原理，实现了直线的往复运动，在此不再详述。

取液伸缩管完成上下往返运用，运动范围在0-9cm之内；

套筒是整个包裹在吸头外周的圆桶，内径比吸头外径大0.2cm，套筒在马达三的作用下可以和取液伸缩管发生相对的运动，当取液伸缩管吸取气密性检测针后，套筒和取液伸缩管发生相对运动，从而将气密性检测针顶出。

所述气密性检测针的底部密封式设计，且外部形状与普通移液吸头一致。

所述ep管放置区和所述pcr管放置区设置有制冷装置。

制冷温度不能零下，一般要求2-8摄氏度即可。

本实用新型达成以下显著效果：

（1）相比传统手工操作，减少操作误差，增加工作效率；

（2）相比现有的加样设备，体积小实现桌面式操作，单纯的代替人工，没有特有专用设备及耗材，利于设备应用及推广。

附图说明

图1为本实用新型实施例中加样平台的俯视图。

图2为本实用新型实施例中机械手臂的剖视图。

图3为本实用新型实施例中气密性检测针的结构图。

图4为本实用新型实施例中取液器的剖视图。

其中，附图标记为：1、轨道一；2、连接部位；2-1、立柱支架；2-2、横轴；2-3、轨道二；2-4、取液器；2-41、连接块；2-42、马达一；2-43、马达二；2-44、马达三；2-45、套筒；2-46、取液伸缩管；2-47、活塞气泵；2-48、连接管；2-5、轨道三；2-6、驱动马达；3、移液吸头盒放置位；4、ep管放置区；5、pcr反应管；6、垃圾桶区域；7、触摸屏；8、检测针放置位；8-1、气密性检测针。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

本专利的设备共分7个功能区域：

如图1所示，1号位置为机械手臂运行轨道一，用于机械手臂在芯片控制下沿轨道往返移动，达到机械手臂在x轴方向的移动；

2号位置为操作机械手臂连接部位，用于与图2所示底座相连接并带动图2设备沿图1所示轨道一上往复移动；

3号位置为移液吸头盒放置位，用于摆放移液吸头盒，可装载移液吸头；

4号位置为1.5mlep管放置区，用于将大包装反应液或者核酸储存液的ep管放置于此处，供机械手臂吸取液体进行转移及分装，该区域每个孔都有唯一编号（1a,1b…,2a,2b…）共计30个位置,便于图1中触摸屏7区域选择试剂或者核酸放置位置，并且该区域内部存在制冷装置，开机运行时维持该区域4℃的环境；

5号位置为pcr反应管（8连条或者96孔板）放置位，用于放置pcr反应管，接收机械手臂从图1中ep管放置区处转移过来的液体，该区域每个孔都有唯一编号（a1,a2…,b1,b2…）共计96个位置,便于图1中触摸屏7区域选择加样或分装位置，并且该区域内部存在制冷装置，开机运行时维持该区域4℃的环境；

6号位置为垃圾桶区域，用于放置医疗废物垃圾袋，收集暂存从取液伸缩管2-46上卸载下的移液吸头；

7号位置为触摸屏，用于分配机械手臂从4号位置某个孔的取样，将样品加至5号位置的某个或者某些孔内，以实现自动化加样；

8号位置为气密性检测针的放置位，每次运行前，先装载检测针，维持负压10s，以检测取液器的气密性是否完好。

如图2所示，为图1所示中操作机械手臂的剖面图：

标识2-1为该操作手臂的立柱支架，与图1中轨道一相连，可带动机械手臂完成x轴方向移动；

标识2-2为机械手臂的横轴，支撑图4所示装置沿y轴方向移动；

标识2-3为图2中横轴上的轨道二，用于引导图4装置沿该轨道二往返移动，完成y轴方向运动；

标识2-4为取液器，具体构造详见图4，可以插取移液吸头，然后移动至ep管放置区域吸取相应的反应液/核酸，随后移动至pcr反应管区域，将液体加至相对的反应孔内，最后移至垃圾桶区域，将用过的移液吸头丢弃至垃圾桶内，完成整个操作过程。

气密性检测针8-1，该装置外形与普通移液吸头相仿，但其底部为密封式设计，以维持机械手臂的负压，从而检测机械手臂与移液吸头接触面是否密封充分。

如图4所示，为取液器的剖面图：

标识2-41为连接块，该装置将图4所示的取液器与图2所示机械手臂横轴相连接，且该装置上有图4所示两个电动马达（包括马达一和马达二）；

标识2-42为马达一，该装置可带动图4整体沿图2所示轨道二，完成y轴方向运动；

如图4所示，标识2-44为马达三，该装置附着在图4所示取液伸缩管上，沿着轨道三小幅度移动，完成套筒与取液伸缩管2-46之间的相对运动，即z轴方向运动；

标识2-45为套筒，取液伸缩管2-46可滑动的设置在套筒上，在马达三2-44的带动下，往下移动，可以将装载在取液伸缩管2-46上的移液吸头卸载至垃圾桶区域，该装置外径需大于或等于图3所示上端直径；

标识2-47为活塞式气泵，在微型电脑芯片的控制下，吸取或者排除一定量气体，从而达到将放置于ep管放置区4的样本/核酸吸取并加至放置于pcr反应管5内，该装置通过连接管2-48与取液伸缩管下端开口紧密相连；

标识2-48为连接管，该装置可将活塞式气泵与取液伸缩管前端开口紧密相连，移液吸头装载其上，图3所示气密性检测针时，形成密闭且保持一定负压的环境。

本装置需要微型电脑芯片控制模块，需完成如下工作：

完成图1触摸屏所示区域显示及控制指令；

控制图4在x，y，z轴方向的走向及定位；

根据操作指令自动核算取液量及分液量，并控制图4完成程序；

本实用新型的具体工作过程：

（1）将所需要分装的试剂/核酸置于图1中区域孔内（如放置于2c位置）；

（2）将pcr反应管（八连管或者96孔板）置于图1中5号位置内；

（3）在图1触摸屏7的控制区操作，选择核酸存放于图1中ep管放置区的位置（如2c），进而选择需要分装至图1中pcr反应管的哪个孔内（如b3.b4.b5），进而选择每个反应孔加样量（如3μl）；

（4）图4所示取液器接收控制指令，首先，移动至图1中轨道一的位置，图4中马达二2-43带动取液伸缩管下伸，装载移液吸头，进而取液伸缩管归位；

（5）图4马达一2-42带动取液器2-4沿轨道三移动至图1连接部位区域的2c位置；

（6）图4马达二2-43带动取液伸缩管再次下伸，使移液吸头浸于液面以下，进而活塞气泵2-47启动，精准吸取2c孔内液体10μl，完成后取液伸缩管归位，活塞气泵维持现有位置不变；

（7）驱动马达2-6带动立柱支架整体沿着轨道一移动至图1中pcr反应管区域，并精准依次移动至b3.b3.b5三个位置；

（8）马达二2-43带动取液伸缩管再次下伸，使移液吸头浸于液面以下，进而活塞气泵2-47启动，分别精准推出3μl液体至b3.b3.b5三个pcr反应孔内，完成后移液吸头归位，同时活塞气泵2-47归位；

（9）图2驱动马达带动立柱支架整体移动至垃圾桶区域6位置，马达三2-44带动套筒2-45下移，将此次使用的移液吸头卸载至垃圾桶内，完成此次加样分液过程；

（10）多个样本依次类推。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。