一種全自動(dòng)生物樣本處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全自動(dòng)生物樣本處理裝置，包括微孔管，微孔管托盤(pán)、處理腔體、處理底座，所述微孔管嵌于處理腔體內(nèi)，所述處理腔體內(nèi)設(shè)有一個(gè)彈絲手，彈絲手電機(jī)帶動(dòng)所述彈絲手轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，與目標(biāo)生物樣本所在的微孔管外壁發(fā)生，使得目標(biāo)微孔管內(nèi)的生物樣本混勻，所述處理底座上的底座電機(jī)輸出軸連接一齒輪，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，使旋轉(zhuǎn)圓環(huán)上的磁塊停留在目標(biāo)樣本的外側(cè)，實(shí)現(xiàn)磁性顆粒在微孔管側(cè)壁團(tuán)聚。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了單工位上全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)混勻操作和磁分離操作，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、小巧靈活、且易于裝配和集成等優(yōu)勢(shì)，可廣泛用于生物樣本的自動(dòng)化處理操作。
【專利說(shuō)明】—種全自動(dòng)生物樣本處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物樣本處理裝置，尤其是一種能全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溶液混勻和磁分離的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)生物樣本處理中廣泛使用磁性顆粒來(lái)分離生物樣本，其有以下優(yōu)勢(shì):(I)分離速度快、效率高、可重復(fù)使用；(2)簡(jiǎn)單的裝置便可操作；(3)不影響生物樣本的活性。
[0003]但傳統(tǒng)的磁分離裝置屬于靜態(tài)磁分離裝置，一般提供微孔管托架和永磁鐵，該類裝置僅僅提供一種可以使磁性顆粒富集的固定支座。這樣導(dǎo)致在使用此類裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，需要在永磁鐵固定支座和微孔管固定支座之間反復(fù)進(jìn)行多次人為的轉(zhuǎn)移微孔管工作(為了外加磁場(chǎng)的出現(xiàn)和消失)，這給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了很多不便，同時(shí)大大增加了污染的可能性。此類型的裝置僅僅實(shí)現(xiàn)了生物樣本的分離，然而在具體實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，需要先后反復(fù)用到混勻操作和磁分離操作對(duì)生物樣本進(jìn)行處理操作，目前公開(kāi)專利的裝置結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)需求，需要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用混勻裝置和磁分離裝置，這樣增加了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度，浪費(fèi)了精力和時(shí)間。特別是隨著分子生物學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)規(guī)模需求的不斷擴(kuò)大，因此更迫切需要一種小巧靈活的生物樣本處理裝置可以全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溶液混勻和磁分離處理等實(shí)驗(yàn)過(guò)程，且便集成到大儀器或小型化的儀器當(dāng)中。這也是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種生物樣本處理裝置，該裝置可以全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溶液混勻和磁分離等處理。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種全自動(dòng)生物樣本處理裝置通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):該裝置包括微孔管，微孔管托盤(pán)、處理腔體、處理底座；
[0006]所述微孔管托盤(pán)上設(shè)置多個(gè)安裝孔，可靈活放置多個(gè)微孔管，且微孔管托盤(pán)上設(shè)有一托盤(pán)起始位；所述微孔管托盤(pán)貼合放置在處理腔體頂面，使得微孔管嵌于處理腔體內(nèi)；所述處理腔體內(nèi)設(shè)有一個(gè)彈絲手；所述彈絲手通過(guò)彈絲手旋轉(zhuǎn)軸連接在彈絲手電機(jī)上；所述彈絲手電機(jī)固定放置在處理底座上。
[0007]所述處理底座上還固定放置了底座電機(jī)，底座電機(jī)輸出軸連接一齒輪，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)；所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)上設(shè)置了一個(gè)外形適配的磁塊，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)通過(guò)環(huán)形導(dǎo)軌放置在處理底座上。
[0008]所述環(huán)形導(dǎo)軌固定放置在處理底座上，其外形尺寸與旋轉(zhuǎn)圓環(huán)相適配，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)能支撐環(huán)形導(dǎo)軌產(chǎn)生小阻尼相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]所述彈絲手電機(jī)放置在處理底座的圓心處，彈絲手電機(jī)與微孔管陣列圓心相同，且彈絲手的長(zhǎng)度使得彈絲手旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與微孔管發(fā)生輕微彈撞。
[0010]所述彈絲手采用彈性材質(zhì)，兩端各有一球狀端子，彈絲手受阻力時(shí)可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復(fù)形狀。[0011]本發(fā)明的各試管板和底座板的材質(zhì)沒(méi)有特別的限制，可由樹(shù)脂通過(guò)通用成型工藝制備，或通過(guò)金屬板加工制成，生物處理裝置可一體化制造，也可通過(guò)拼裝制成。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0013](I)本發(fā)明克服了現(xiàn)有磁分離裝置存在的諸多不足，增加了對(duì)生物樣本進(jìn)行混勻操作功能，全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)樣本選擇性的溶液混勻和磁分離等處理，彌補(bǔ)了技術(shù)空白，制造成本低、加工難度低，易于裝配等優(yōu)勢(shì)。
[0014](2)本發(fā)明在整個(gè)工作過(guò)程中含有磁性顆粒溶液的微孔管始終靜止在微孔管托架上，實(shí)現(xiàn)了單工位磁分離，這樣既節(jié)省了作業(yè)空間使得裝置小巧、保證了分離的效果，又可以避免微孔管之間的干擾，大大防止了交叉污染。
[0015](3)通過(guò)更換不同的微孔管托架，從而可以適用于多種體積的微孔管，提高了磁分離裝置的通用性，實(shí)現(xiàn)了 “一架多用”，降低了使用成本。
[0016](4)實(shí)用性強(qiáng)，本裝置是開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧靈活、且易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，可集成到大型生化分析儀器等裝置上，也可以獨(dú)立作為小型化的磁分離裝置使用，這樣的裝置將大大地滿足實(shí)現(xiàn)的實(shí)際需求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]圖1為本發(fā)明裝置的整體爆炸構(gòu)造示意圖。
[0019]圖2為隱藏處理腔體后裝置初始工作位的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
[0020]圖3為隱藏處理腔體后裝置目標(biāo)樣本的磁性顆粒團(tuán)聚在微孔管側(cè)壁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明的整體外觀示意圖。
[0022]圖5為處理腔體的內(nèi)部示意圖。
[0023]圖中有:微孔管101，微孔管托盤(pán)102，處理腔體103，處理底座104，托盤(pán)起始位105，磁塊201，彈絲手202，彈絲手旋轉(zhuǎn)軸203，彈絲手電機(jī)204，齒輪205，底座電機(jī)206，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207，環(huán)形導(dǎo)軌208。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是，附圖所示的實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，而只是為了說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)精神。下文中，相同和相似的構(gòu)件標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記。
[0025]如圖1至圖5所示，本發(fā)明的全自動(dòng)生物樣本處理裝置包括微孔管101，微孔管托盤(pán)102、處理腔體103、處理底座104。所述微孔管托盤(pán)102上設(shè)置多個(gè)安裝孔，可靈活放置多個(gè)微孔管101，且微孔管托盤(pán)102上設(shè)有一托盤(pán)起始位105 ;所述微孔管托盤(pán)102貼合放置在處理腔體103頂面，使得微孔管101嵌于處理腔體103內(nèi)；所述處理腔體103內(nèi)設(shè)有一個(gè)彈絲手202 ;所述彈絲手202通過(guò)彈絲手旋轉(zhuǎn)軸203連接在彈絲手電機(jī)204上，彈絲手202采用彈性材質(zhì)，兩端各有一球狀端子，彈絲手202受阻力時(shí)可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復(fù)形狀；所述彈絲手電機(jī)204固定放置在處理底座104的圓心處，彈絲手電機(jī)204也和微孔管101陣列圓心相對(duì)，且彈絲手202長(zhǎng)度使得彈絲手202旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與微孔管101發(fā)生輕微彈撞，這樣在彈絲手電機(jī)204的帶動(dòng)下，彈絲手可使得目標(biāo)微孔管101內(nèi)的生物樣本混勻。
[0026]所述處理底座104上還固定放置了底座電機(jī)206，底座電機(jī)206輸出軸連接一齒輪205，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207 ;所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207上設(shè)置了一個(gè)外形適配的磁塊，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207通過(guò)環(huán)形導(dǎo)軌208放置在處理底座104上。所述環(huán)形導(dǎo)軌208固定放置在處理底座104上，其外形尺寸與旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207相適配，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207可支撐環(huán)形導(dǎo)軌208產(chǎn)生小阻尼相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]本裝置在底座電機(jī)206的帶動(dòng)下，可以全自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207，使磁塊201停留在目標(biāo)樣本的外側(cè)，從而使得磁性顆粒在微孔管101側(cè)壁團(tuán)聚。
[0028]全自動(dòng)生物樣本處理裝置具體的工作過(guò)程描述如下:
[0029](I)工作初始，將盛有與待分離生物樣本(如核酸、蛋白質(zhì)等生物分子或細(xì)胞等)特異結(jié)合的磁性顆粒溶液的微孔管101放置在微孔管托盤(pán)102上，托盤(pán)起始位105正對(duì)于磁塊201，此時(shí)裝置處于初始狀態(tài)，如圖2所示，微孔管101內(nèi)磁性顆粒溶液處于分散狀態(tài)。
[0030](2)目標(biāo)生物樣本溶液的混勻操作，如圖3所示，彈絲手電機(jī)204帶動(dòng)彈絲手202轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，與目標(biāo)生物樣本所在的微孔管101外壁發(fā)生彈性碰撞，使得目標(biāo)微孔管101產(chǎn)生一定幅度晃動(dòng)，導(dǎo)致目標(biāo)微孔管101內(nèi)生物樣本混勻，加快了反應(yīng)過(guò)程。
[0031](3)目標(biāo)生物樣本的磁分離操作，如圖3所示，底座電機(jī)206的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使磁塊201停留在目標(biāo)生物樣本微孔管101的外側(cè)，從而使得溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的目標(biāo)物質(zhì)被吸附到側(cè)壁，實(shí)現(xiàn)了側(cè)壁團(tuán)聚；剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)與非目標(biāo)物質(zhì)的分離，完成了生物樣本處理。
[0032]通過(guò)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)上述幾種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，結(jié)合移液裝置，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化磁分離實(shí)驗(yàn)。
[0033]最后所應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的等同變換、改進(jìn)、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動(dòng)生物樣本處理裝置，其特征在于該裝置包括微孔管(101)，微孔管托盤(pán)(102)、處理腔體(103)、處理底座(104)； 所述微孔管托盤(pán)(102)上設(shè)置多個(gè)安裝孔，可靈活放置多個(gè)微孔管(101)，且微孔管托盤(pán)(102)上設(shè)有一托盤(pán)起始位(105);所述微孔管托盤(pán)(102)貼合放置在處理腔體(103)頂面，使得微孔管(101)嵌于處理腔體(103)內(nèi)；所述處理腔體(103)內(nèi)設(shè)有一個(gè)彈絲手(202);所述彈絲手(202)通過(guò)彈絲手旋轉(zhuǎn)軸(203)連接在彈絲手電機(jī)(204)上；所述彈絲手電機(jī)(204)固定放置在處理底座(104)上。 所述處理底座(104)上還固定放置了底座電機(jī)(206)，底座電機(jī)(206)輸出軸連接一齒輪(205)，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207);所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)上設(shè)置了一個(gè)外形適配的磁塊(201)，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)通過(guò)環(huán)形導(dǎo)軌(208)放置在處理底座(104)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)生物樣本處理裝置，其特征在于，所述環(huán)形導(dǎo)軌(208)固定放置在處理底座(104)上，其外形尺寸與旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)相適配，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)能支撐環(huán)形導(dǎo)軌(208)產(chǎn)生小阻尼相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)生物樣本處理裝置，其特征在于，所述彈絲手電機(jī)(204)放置在處理底座(104)的圓心處，彈絲手電機(jī)(204)與微孔管(101)陣列圓心相同，且彈絲手(202)的長(zhǎng)度使得彈絲手(202)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與微孔管(101)發(fā)生輕微彈撞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)生物樣本處理裝置，其特征在于，所述彈絲手(202)采用彈性材質(zhì)，兩端各有一球狀端子，彈絲手(202)受阻力時(shí)可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復(fù)形狀。
【文檔編號(hào)】B03C1/02GK103949341SQ201410177746
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】何農(nóng)躍, 康淼, 鄔燕琪 申請(qǐng)人:東南大學(xué)