一种移液机构及核酸提取装置的制作方法

1.本实用新型涉及核酸检测技术领域，尤其涉及一种移液机构及核酸提取装置。


背景技术：

2.在现代分子生物学检测中，以核酸为基础的分子诊断和检测技术在诸多领域中日益显示出至关重要的作用。例如在对新型冠状病毒(covid-19)的防控过程中，对患者的早期发现、早期隔离，最为关键。而对于患者的早期发现，就有赖于进行快速、准确的核酸检测。核酸提取是下游检测、基因分型的起点，是分子生物学最关键的基本方法之一，已经广泛渗透到生物学、遗传学、医学等各个生命领域。
3.现阶段核酸的提取主要由人工操作，移液动作也是由人工进行，使得步骤繁琐、人力成本高、提取效率低。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种移液机构及核酸提取装置，通过三个驱动组件实现移液枪在不同方向上的移动，代替人工进行移液；同时，设置弹性组件保证移液枪在断电等特殊情况下不掉落，确保移液枪的安全使用。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.一种移液机构，包括：
7.支撑架；
8.第一驱动组件，设置在所述支撑架上；
9.第二驱动组件，设置在所述第一驱动组件上，在所述第一驱动组件的驱动下沿所述第一驱动组件的长度方向往复移动；
10.第三驱动组件，设置在所述第二驱动组件上，在所述第二驱动组件的驱动下沿所述第二驱动组件的长度方向往复移动；
11.移液枪，设置在所述第三驱动组件上，在所述第三驱动组件的驱动下沿所述第三驱动组件的长度方向往复移动；
12.弹性组件，所述弹性组件分别与所述第三驱动组件和所述移液枪连接，用于防止所述移液枪脱落；
13.所述第一驱动组件的长度方向、所述第二驱动组件的长度方向、所述第三驱动组件的长度方向两两相互垂直。
14.本技术方案中，第一驱动组件的长度方向、第二驱动组件的长度方向、第三驱动组件的长度方向两两相互垂直，通过三个驱动组件实现移液枪在不同方向上的移动，实现生物样本处理过程中，样本、试剂和耗材的自动转移，代替人工进行移液，具有快速、灵活的特点，为自动化实验平台实现与运行提供了重要的基础；同时，设置弹性组件保证移液枪在断电等特殊情况下不掉落，确保移液枪的安全使用。
15.进一步优选地，所述第一驱动组件，包括：
16.第一安装梁，设置在所述支撑架上；
17.第一滑轨，沿所述第一安装梁的长度方向设置在所述第一安装梁上，所述第一滑轨的长度方向与所述第一驱动组件的长度方向一致；
18.第一滑座，适配设置在所述第一滑轨上，所述第二驱动组件安装在所述第一滑座上；
19.第一驱动机构，与所述第一滑座连接，用于驱动所述第一滑座在所述第一滑轨上往复移动。
20.进一步优选地，所述第一驱动机构包括第一同步带和第一驱动电机，所述第一同步带的两端分别固定在所述第一安装梁上，且所述第一同步带的长度方向与所述第一滑轨的长度方向一致，所述第一驱动电机固定在所述第一滑座上，所述第一驱动电机的输出端与所述第一同步带适配连接，使得所述第一驱动电机驱动所述第一滑座在所述第一滑轨上往复移动；
21.或，所述第一驱动机构包括第一同步带、第一驱动电机、第一主动轮和第一从动轮，所述第一驱动电机固定在所述第一安装梁的一端，所述第一主动轮与所述第一驱动电机的输出端连接，所述第一从动轮固定在所述第一安装梁的另一端，所述第一同步带分别与所述第一主动轮和所述第一从动轮适配连接，所述第一滑座与所述第一同步带连接，所述第一驱动电机驱动所述第一同步带沿所述第一安装梁的长度方向往复移动，进而带动所述第一滑座在所述第一滑轨上往复移动。
22.进一步优选地，所述第二驱动组件，包括：
23.第二安装梁，与所述第一滑座固定连接；
24.第二滑轨，沿所述第二安装梁的长度方向设置在所述第二安装梁上，所述第二滑轨的长度方向与所述第二驱动组件的长度方向一致；
25.第二滑座，适配设置在所述第二滑轨上，所述第三驱动组件安装在所述第二滑座上；
26.第二驱动机构，与所述第二滑座连接，用于驱动所述第二滑座在所述第二滑轨上往复移动。
27.进一步优选地，所述第二驱动机构包括第二同步带和第二驱动电机，所述第二同步带的两端分别固定在所述第二安装梁上，且所述第二同步带的长度方向与所述第二滑轨的长度方向一致，所述第二驱动电机固定在所述第二滑座上，所述第二驱动电机的输出端与所述第二同步带适配连接，使得所述第二驱动电机驱动所述第二滑座在所述第二滑轨上往复移动；
28.或，所述第二驱动机构包括第二同步带、第二驱动电机、第二主动轮和第二从动轮，所述第二驱动电机固定在所述第一滑座上，所述第二主动轮与所述第二驱动电机的输出端连接，所述第二从动轮固定在所述第二安装梁远离所述第二驱动电机的一端，所述第二同步带分别与所述第二主动轮和所述第二从动轮适配连接，所述第二滑座与所述第二同步带连接，所述第二驱动电机驱动所述第二同步带沿所述第二安装梁的长度方向往复移动，进而带动所述第二滑座在所述第二滑轨上往复移动。
29.进一步优选地，所述第三驱动组件，包括：
30.第三安装梁，与所述第二滑座固定连接；
31.至少一个第三滑轨，沿所述第三安装梁的长度方向设置在所述第三安装梁上，所述第三滑轨的长度方向与所述第三驱动组件的长度方向一致；
32.至少一个第三滑座，分别适配设置在对应的所述第三滑轨上，所述移液枪安装在所述第三滑座上；
33.至少一个第三驱动机构，分别与对应的所述第三滑座连接，用于驱动所述第三滑座在所述第三滑轨上往复移动。
34.进一步优选地，所述第三驱动机构包括第三同步带、第三驱动电机、第三主动轮和第三从动轮，所述第三驱动电机固定在所述第三安装梁的一端，所述第三主动轮与所述第三驱动电机的输出端连接，所述第三从动轮固定在所述第三安装梁的另一端，所述第三同步带分别与所述第三主动轮和所述第三从动轮适配连接，所述第三滑座与所述第三同步带连接，所述第三驱动电机驱动所述第三同步带沿所述第三安装梁的长度方向往复移动，进而带动所述第三滑座在所述第三滑轨上往复移动。
35.进一步优选地，所述移液枪包括枪座和枪头，所述枪座与所述第三滑座固定连接，所述枪头固定在所述枪座上，且所述枪头的取液口朝下；
36.所述弹性组件的一端与所述枪座连接，所述弹性组件的另一端与所述第三安装梁连接。
37.进一步优选地，所述支撑架包括至少两个间隔设置的支撑柱，所述支撑柱包括支撑块、支撑底座、加固块和若干个支撑竖梁，若干个所述支撑竖梁的两端分别与所述支撑块和所述支撑底座固定连接，所述加固块固定在若干个所述支撑竖梁之间，所述第一驱动组件固定在所述支撑块上；
38.所述第一驱动组件还包括第一限位传感器，所述第一限位传感器设置在所述第一安装梁上，用于对所述第一滑座的移动进行限位；
39.和/或，所述第二驱动组件还包括第二限位传感器，所述第二限位传感器设置在所述第二安装梁上，用于对所述第二滑座的移动进行限位；
40.和/或，所述第三驱动组件还包括第三限位传感器，所述第三限位传感器设置在所述第三安装梁上，用于对所述第三滑座的移动进行限位。
41.本实用新型提供的另一技术方案如下：
42.一种核酸提取装置，包括上述中任意一项所述的移液机构。
43.与现有技术相比，本实用新型的移液机构及核酸提取装置有益效果在于：
44.本实用新型中，第一驱动组件的长度方向、第二驱动组件的长度方向、第三驱动组件的长度方向两两相互垂直，通过三个驱动组件实现移液枪在不同方向上的移动，实现生物样本处理过程中，样本、试剂和耗材的自动转移，代替人工进行移液，具有快速、灵活的特点，为自动化实验平台实现与运行提供了重要的基础；同时，设置弹性组件保证移液枪在断电等特殊情况下不掉落，确保移液枪的安全使用。
附图说明
45.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
46.图1是本实用新型一具体实施例移液机构的结构示意图；
47.图2是本实用新型一具体实施例第一驱动组件的结构示意图；
48.图3是本实用新型一具体实施例第二驱动组件的结构示意图；
49.图4是本实用新型一具体实施例第三驱动组件的结构示意图；
50.图5是本实用新型一具体实施例第三驱动组件的分解图。
51.附图标号说明：
52.1.支撑架，11.支撑柱，111.支撑块，112.支撑底座，113.加固块，114.支撑竖梁，2.第一驱动组件，21.第一安装梁，22.第一滑轨，23.第一滑座，24.第一驱动机构，241.第一同步带，242.第一驱动电机，3.第二驱动组件，31.第二安装梁，32.第二滑轨，33.第二滑座，34.第二驱动机构，341.第二同步带，342.第二驱动电机，343.第二主动轮，344.第二从动轮，4.第三驱动组件，41.第三安装梁，42.第三滑轨，43.第三滑座，44.第三驱动机构，441.第三同步带，442.第三驱动电机，443.第三转动轮，444.第三从动轮，45.弹簧安装架，5.移液枪，51.枪座，52.枪头，6.弹性组件，7.滤波器。
具体实施方式
53.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
54.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
55.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
56.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
57.在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本实用新型的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
58.另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
60.作为一个具体实施例，如图1至图5所示，本实施例提供了一种移液机构，包括：支撑架1、第一驱动组件2、第二驱动组件3、第三驱动组件4、移液枪5和弹性组件6。第一驱动组
件2设置在支撑架1上。第二驱动组件3设置在第一驱动组件2上，在第一驱动组件2的驱动下沿第一驱动组件2的长度方向往复移动。第三驱动组件4设置在第二驱动组件3上，在第二驱动组件3的驱动下沿第二驱动组件4的长度方向往复移动。移液枪5设置在第三驱动组件4上，在第三驱动组件4的驱动下沿第三驱动组件4的长度方向往复移动。弹性组件6分别与第三驱动组件4和移液枪5连接，用于防止移液枪5脱落。第一驱动组件2的长度方向、第二驱动组件3的长度方向、第三驱动组件4的长度方向两两相互垂直。其中，第一驱动组件2的长度方向为x轴方向，第二驱动组件3的长度方向为y轴方向，第三驱动组件4的长度方向为z轴方向。
61.本实施例中，第一驱动组件2的长度方向、第二驱动组件3的长度方向、第三驱动组件4的长度方向两两相互垂直，通过三个驱动组件实现移液枪5在不同方向上的移动，实现生物样本处理过程中，样本、试剂和耗材的自动转移，代替人工进行移液，具有快速、灵活的特点，为自动化实验平台实现与运行提供了重要的基础；同时，设置弹性组件6保证移液枪5在断电等特殊情况下不掉落，确保移液枪5的安全使用。
62.具体地，如图2所示，第一驱动组件2包括：第一安装梁21、第一滑轨22、第一滑座23和第一驱动机构24。第一安装梁21固定在支撑架1上；第一滑轨22沿第一安装梁21的长度方向设置在第一安装梁21上，第一滑轨22的长度方向与第一驱动组件2的长度方向一致为x轴方向。第一滑座23适配设置在第一滑轨22上，第二驱动组件3安装在第一滑座23上。第一驱动机构24与第一滑座23连接，用于驱动第一滑座23在第一滑轨22上往复移动。
63.在一实施方式中，如图2所示，第一驱动机构24包括第一同步带241和第一驱动电机242，第一同步带241的两端分别固定在第一安装梁21的两端，且第一同步带241的长度方向与第一滑轨22的长度方向一致，第一驱动电机242固定在第一滑座23上，第一驱动电机242的输出端连接有齿轮，第一同步带241为带齿同步带或带齿轨道，第一驱动电机242的齿轮与第一同步带241适配连接，使得第一驱动电机242能够驱动第一滑座23在第一滑轨22上往复移动。第一驱动电机242为步进电机或其他类型的电机。
64.在另一实施方式中，第一驱动机构24包括第一同步带241、第一驱动电机242、第一主动轮和第一从动轮，第一驱动电机242固定在第一安装梁21的一端，第一主动轮与第一驱动电机242的输出端连接，第一从动轮固定在第一安装梁21的另一端，第一同步带241分别与第一主动轮和第一从动轮适配连接，第一滑座23与第一同步带241连接，第一驱动电机242驱动第一同步带241沿第一安装梁21的长度方向往复移动，进而带动第一滑座23在第一滑轨22上往复移动。第一驱动电机242为步进电机或其他类型的电机。
65.具体地，如图3所示，第二驱动组件3包括：第二安装梁31、第二滑轨32、第二滑座33和第二驱动机构34。第二安装梁31的左端固定在第一滑座23上，第二滑轨32沿第二安装梁31的长度方向设置在第二安装梁31上，第二滑轨32的长度方向与第二驱动组件3的长度方向一致为y轴方向。第二滑座33适配设置在第二滑轨32上，第三驱动组件4安装在第二滑座33上。第二驱动机构34与第二滑座33连接，用于驱动第二滑座33在第二滑轨32上往复移动。
66.在一实施方式中，第二驱动机构34包括第二同步带341和第二驱动电机342，第二同步带341的两端分别固定在第二安装梁31的两端，且第二同步带341的长度方向与第二滑轨32的长度方向一致，第二驱动电机342固定在第二滑座33上，第二驱动电机342的输出端连接有齿轮，第二同步带341为带齿同步带或带齿轨道，第二驱动电机342的齿轮与第二同
步带341适配连接，使得第二驱动电机342驱动第二滑座33在第二滑轨32上往复移动。第二驱动电机342为步进电机或其他类型的电机。
67.在另一实施方式中，如图3所示，第二驱动机构34包括第二同步带341、第二驱动电机342、第二主动轮343和第二从动轮344，第二驱动电机342固定在第一滑座23或第二安装梁31上，第二主动轮343与第二驱动电机342的输出端连接，第二从动轮344固定在第二安装梁31远离第二驱动电机342的一端，第二同步带341分别与第二主动轮343和第二从动轮344适配连接，第二滑座33固定在第二同步带上，第二驱动电机342驱动第二同步带341沿第二安装梁31的长度方向往复移动，进而带动第二滑座33在第二滑轨32上往复移动。第二驱动电机342为步进电机或其他类型的电机。
68.具体地，如图4、图5所示，第三驱动组件4包括：第三安装梁41、至少一个第三滑轨42、至少一个第三滑座43和至少一个第三驱动机构44。第三安装梁41与第二滑座33固定连接；每个第三滑轨42分别沿第三安装梁41的长度方向间隔设置在第三安装梁41上，第三滑轨42的长度方向与第三驱动组件4的长度方向一致为z轴方向。每个第三滑座43分别适配设置在对应的第三滑轨42上，每个第三滑座43上分别安装有一个移液枪5。每个第三驱动机构44分别与对应的第三滑座43连接，用于驱动第三滑座43在第三滑轨42上往复移动。
69.在一个实施方式中，如图4、图5所示，第三滑轨42设置有两个，第三滑座43设置有四个，第三驱动机构44设置有两个。第三驱动机构44包括第三同步带441、第三驱动电机442、第三主动轮443和第三从动轮444，第三驱动电机442固定在第三安装梁41的上端，第三主动轮443与第三驱动电机442的输出端连接，第三从动轮444固定在第三安装梁41的下端，第三同步带441分别与第三主动轮443和第三从动轮444适配连接，两个第三滑座43分别与第三同步带441连接，第三驱动电机442驱动第三同步带441沿第三安装梁41的长度方向往复移动，进而带动两个第三滑座43在第三滑轨42上往复移动。第三驱动电机442为步进电机或其他类型的电机。
70.具体地，如图4、图5所示，移液枪5包括枪座51和枪头52，枪座51与第三滑座43固定连接，枪头52固定在枪座51上，且枪头51的取液口朝下。第三安装梁41的上端设置有弹簧安装架45，弹性组件6的下端与枪座51连接，弹性组件6的上端与弹簧安装架45连接，以保证移液枪5在断电等特殊情况下不掉落，确保移液枪5的安全使用。
71.优选地，第一驱动组件2还包括第一限位传感器，第一限位传感器设置在第一安装梁21上，用于对第一滑座23的移动进行限位；第二驱动组件3还包括第二限位传感器，第二限位传感器设置在第二安装梁31上，用于对第二滑座33的移动进行限位；第三驱动组件4还包括第三限位传感器，第三限位传感器设置在第三安装梁41上，用于对第三滑座43的移动进行限位。
72.具体地，如图1所示，支撑架1包括至少两个间隔设置的支撑柱11，支撑柱11包括支撑块111、支撑底座112、加固块113和若干个支撑竖梁114，若干个支撑竖梁114的两端分别与支撑块111和支撑底座112固定连接，加固块113固定在若干个支撑竖梁114之间，第一驱动组件2固定在支撑块111上。
73.如图1所示，移液机构还包括滤波器7，滤波器7安装在支撑竖梁114上。
74.在另一实施例中，在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种核酸提取装置，包括上述中所述的移液机构。
75.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
76.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。