一種全自動生物樣本處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全自動生物樣本處理裝置，包括微孔管，微孔管托盤、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)有一個彈絲手，彈絲手電機帶動所述彈絲手轉(zhuǎn)動一定角度，與目標生物樣本所在的微孔管外壁發(fā)生，使得目標微孔管內(nèi)的生物樣本混勻，所述處理底座上的底座電機輸出軸連接一齒輪，通過齒輪嚙合帶動旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，使旋轉(zhuǎn)圓環(huán)上的磁塊停留在目標樣本的外側(cè)，實現(xiàn)磁性顆粒在微孔管側(cè)壁團聚。本發(fā)明實現(xiàn)了單工位上全自動實現(xiàn)混勻操作和磁分離操作，具有機械結(jié)構(gòu)簡單緊湊、小巧靈活、且易于裝配和集成等優(yōu)勢，可廣泛用于生物樣本的自動化處理操作。
【專利說明】—種全自動生物樣本處理裝置
【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實現(xiàn)溶液混勻和磁分離的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對生物樣本處理中廣泛使用磁性顆粒來分離生物樣本，其有以下優(yōu)勢:(I)分離速度快、效率高、可重復使用；(2)簡單的裝置便可操作；(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。這樣導致在使用此類裝置進行實驗操作時，需要在永磁鐵固定支座和微孔管固定支座之間反復進行多次人為的轉(zhuǎn)移微孔管工作(為了外加磁場的出現(xiàn)和消失)，這給實驗帶來了很多不便，同時大大增加了污染的可能性。此類型的裝置僅僅實現(xiàn)了生物樣本的分離，然而在具體實驗當中，需要先后反復用到混勻操作和磁分離操作對生物樣本進行處理操作，目前公開專利的裝置結(jié)構(gòu)無法滿足實驗需求，需要在實驗過程中使用混勻裝置和磁分離裝置，這樣增加了實驗的復雜程度，浪費了精力和時間。特別是隨著分子生物學研究和實驗規(guī)模需求的不斷擴大，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實現(xiàn)溶液混勻和磁分離處理等實驗過程，且便集成到大儀器或小型化的儀器當中。這也是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題: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，該裝置可以全自動實現(xiàn)溶液混勻和磁分離等處理。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種全自動生物樣本處理裝置通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):該裝置包括微孔管，微孔管托盤、處理腔體、處理底座；
[0006]所述微孔管托盤上設(shè)置多個安裝孔，可靈活放置多個微孔管，且微孔管托盤上設(shè)有一托盤起始位；所述微孔管托盤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)有一個彈絲手；所述彈絲手通過彈絲手旋轉(zhuǎn)軸連接在彈絲手電機上；所述彈絲手電機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，底座電機輸出軸連接一齒輪，通過齒輪嚙合帶動旋轉(zhuǎn)圓環(huán)；所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)上設(shè)置了一個外形適配的磁塊，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)通過環(huán)形導軌放置在處理底座上。
[0008]所述環(huán)形導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)形導軌產(chǎn)生小阻尼相對轉(zhuǎn)動。
[0009]所述彈絲手電機放置在處理底座的圓心處，彈絲手電機與微孔管陣列圓心相同，且彈絲手的長度使得彈絲手旋轉(zhuǎn)過程中與微孔管發(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，彈絲手受阻力時可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復形狀。[0011]本發(fā)明的各試管板和底座板的材質(zhì)沒有特別的限制，可由樹脂通過通用成型工藝制備，或通過金屬板加工制成，生物處理裝置可一體化制造，也可通過拼裝制成。
[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，增加了對生物樣本進行混勻操作功能，全自動實現(xiàn)了對目標樣本選擇性的溶液混勻和磁分離等處理，彌補了技術(shù)空白，制造成本低、加工難度低，易于裝配等優(yōu)勢。
[0014](2)本發(fā)明在整個工作過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，實現(xiàn)了 “一架多用”，降低了使用成本。
[0016](4)實用性強，本裝置是開放式結(jié)構(gòu)，具有機械結(jié)構(gòu)簡單、小巧靈活、且易于實現(xiàn)等特點，可集成到大型生化分析儀器等裝置上，也可以獨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現(xiàn)的實際需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[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樣本的磁性顆粒團聚在微孔管側(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102，處理腔體103，處理底座104，托盤起始位105，磁塊201，彈絲手202，彈絲手旋轉(zhuǎn)軸203，彈絲手電機204，齒輪205，底座電機206，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207，環(huán)形導軌208。
【具體實施方式】
[0024]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點。應(yīng)理解的是，附圖所示的實施例并不是對本發(fā)明范圍的限制，而只是為了說明本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)精神。下文中，相同和相似的構(gòu)件標記相同的附圖標記。
[0025]如圖1至圖5所示，本發(fā)明的全自動生物樣本處理裝置包括微孔管101，微孔管托盤102、處理腔體103、處理底座104。所述微孔管托盤102上設(shè)置多個安裝孔，可靈活放置多個微孔管101，且微孔管托盤102上設(shè)有一托盤起始位105 ;所述微孔管托盤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)有一個彈絲手202 ;所述彈絲手202通過彈絲手旋轉(zhuǎn)軸203連接在彈絲手電機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受阻力時可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復形狀；所述彈絲手電機204固定放置在處理底座104的圓心處，彈絲手電機204也和微孔管101陣列圓心相對，且彈絲手202長度使得彈絲手202旋轉(zhuǎn)過程中與微孔管101發(fā)生輕微彈撞，這樣在彈絲手電機204的帶動下，彈絲手可使得目標微孔管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206，底座電機206輸出軸連接一齒輪205，通過齒輪嚙合帶動旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207 ;所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207上設(shè)置了一個外形適配的磁塊，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207通過環(huán)形導軌208放置在處理底座104上。所述環(huán)形導軌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)形導軌208產(chǎn)生小阻尼相對轉(zhuǎn)動。
[0027]本裝置在底座電機206的帶動下，可以全自動轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207，使磁塊201停留在目標樣本的外側(cè)，從而使得磁性顆粒在微孔管101側(cè)壁團聚。
[0028]全自動生物樣本處理裝置具體的工作過程描述如下:
[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102上，托盤起始位105正對于磁塊201，此時裝置處于初始狀態(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)目標生物樣本溶液的混勻操作，如圖3所示，彈絲手電機204帶動彈絲手202轉(zhuǎn)動一定角度，與目標生物樣本所在的微孔管101外壁發(fā)生彈性碰撞，使得目標微孔管101產(chǎn)生一定幅度晃動，導致目標微孔管101內(nèi)生物樣本混勻，加快了反應(yīng)過程。
[0031](3)目標生物樣本的磁分離操作，如圖3所示，底座電機206的帶動下，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)207轉(zhuǎn)動一定角度，使磁塊201停留在目標生物樣本微孔管101的外側(cè)，從而使得溶液中的磁性顆粒攜帶結(jié)合的目標物質(zhì)被吸附到側(cè)壁，實現(xiàn)了側(cè)壁團聚；剩余液體可用移液器等方式吸走，即可實現(xiàn)目標物質(zhì)與非目標物質(zhì)的分離，完成了生物樣本處理。
[0032]通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)上述幾種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，結(jié)合移液裝置，即可實現(xiàn)自動化磁分離實驗。
[0033]最后所應(yīng)當說明的是，上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，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)明的精神實質(zhì)與原理下所作的等同變換、改進、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動生物樣本處理裝置，其特征在于該裝置包括微孔管(101)，微孔管托盤(102)、處理腔體(103)、處理底座(104)； 所述微孔管托盤(102)上設(shè)置多個安裝孔，可靈活放置多個微孔管(101)，且微孔管托盤(102)上設(shè)有一托盤起始位(105);所述微孔管托盤(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)有一個彈絲手(202);所述彈絲手(202)通過彈絲手旋轉(zhuǎn)軸(203)連接在彈絲手電機(204)上；所述彈絲手電機(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(206)，底座電機(206)輸出軸連接一齒輪(205)，通過齒輪嚙合帶動旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207);所述旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)上設(shè)置了一個外形適配的磁塊(201)，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)(207)通過環(huán)形導軌(208)放置在處理底座(104)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動生物樣本處理裝置，其特征在于，所述環(huán)形導軌(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)形導軌(208)產(chǎn)生小阻尼相對轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動生物樣本處理裝置，其特征在于，所述彈絲手電機(204)放置在處理底座(104)的圓心處，彈絲手電機(204)與微孔管(101)陣列圓心相同，且彈絲手(202)的長度使得彈絲手(202)旋轉(zhuǎn)過程中與微孔管(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)受阻力時可產(chǎn)生一定幅度的形變，待阻力消失后恢復形狀。
【文檔編號】B03C1/02GK103949341SQ201410177746
【公開日】2014年7月30日 申請日期: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 申請人:東南大學