CN103949341A - 一种全自动生物样本处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动生物样本处理装置，包括微孔管，微孔管托盘、处理腔体、处理底座，所述微孔管嵌于处理腔体内，所述处理腔体内设有一个弹丝手，弹丝手电机带动所述弹丝手转动一定角度，与目标生物样本所在的微孔管外壁发生，使得目标微孔管内的生物样本混匀，所述处理底座上的底座电机输出轴连接一齿轮，通过齿轮啮合带动旋转圆环，使旋转圆环上的磁块停留在目标样本的外侧，实现磁性颗粒在微孔管侧壁团聚。本发明实现了单工位上全自动实现混匀操作和磁分离操作，具有机械结构简单紧凑、小巧灵活、且易于装配和集成等优势，可广泛用于生物样本的自动化处理操作。

Description

一种全自动生物样本处理装置

技术领域

本发明涉及一种生物样本处理装置，尤其是一种能全自动实现溶液混匀和磁分离的处理装置。

背景技术

目前对生物样本处理中广泛使用磁性颗粒来分离生物样本，其有以下优势：(1)分离速度快、效率高、可重复使用；(2)简单的装置便可操作；(3)不影响生物样本的活性。

但传统的磁分离装置属于静态磁分离装置，一般提供微孔管托架和永磁铁，该类装置仅仅提供一种可以使磁性颗粒富集的固定支座。这样导致在使用此类装置进行实验操作时，需要在永磁铁固定支座和微孔管固定支座之间反复进行多次人为的转移微孔管工作(为了外加磁场的出现和消失)，这给实验带来了很多不便，同时大大增加了污染的可能性。此类型的装置仅仅实现了生物样本的分离，然而在具体实验当中，需要先后反复用到混匀操作和磁分离操作对生物样本进行处理操作，目前公开专利的装置结构无法满足实验需求，需要在实验过程中使用混匀装置和磁分离装置，这样增加了实验的复杂程度，浪费了精力和时间。特别是随着分子生物学研究和实验规模需求的不断扩大，因此更迫切需要一种小巧灵活的生物样本处理装置可以全自动实现溶液混匀和磁分离处理等实验过程，且便集成到大仪器或小型化的仪器当中。这也是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种生物样本处理装置，该装置可以全自动实现溶液混匀和磁分离等处理。

技术方案：本发明的一种全自动生物样本处理装置通过以下技术方案来实现：该装置包括微孔管，微孔管托盘、处理腔体、处理底座；

所述微孔管托盘上设置多个安装孔，可灵活放置多个微孔管，且微孔管托盘上设有一托盘起始位；所述微孔管托盘贴合放置在处理腔体顶面，使得微孔管嵌于处理腔体内；所述处理腔体内设有一个弹丝手；所述弹丝手通过弹丝手旋转轴连接在弹丝手电机上；所述弹丝手电机固定放置在处理底座上。

所述处理底座上还固定放置了底座电机，底座电机输出轴连接一齿轮，通过齿轮啮合带动旋转圆环；所述旋转圆环上设置了一个外形适配的磁块，旋转圆环通过环形导轨放置在处理底座上。

所述环形导轨固定放置在处理底座上，其外形尺寸与旋转圆环相适配，旋转圆环能支撑环形导轨产生小阻尼相对转动。

所述弹丝手电机放置在处理底座的圆心处，弹丝手电机与微孔管阵列圆心相同，且弹丝手的长度使得弹丝手旋转过程中与微孔管发生轻微弹撞。

所述弹丝手采用弹性材质，两端各有一球状端子，弹丝手受阻力时可产生一定幅度的形变，待阻力消失后恢复形状。

本发明的各试管板和底座板的材质没有特别的限制，可由树脂通过通用成型工艺制备，或通过金属板加工制成，生物处理装置可一体化制造，也可通过拼装制成。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明克服了现有磁分离装置存在的诸多不足，增加了对生物样本进行混匀操作功能，全自动实现了对目标样本选择性的溶液混匀和磁分离等处理，弥补了技术空白，制造成本低、加工难度低，易于装配等优势。

(2)本发明在整个工作过程中含有磁性颗粒溶液的微孔管始终静止在微孔管托架上，实现了单工位磁分离，这样既节省了作业空间使得装置小巧、保证了分离的效果，又可以避免微孔管之间的干扰，大大防止了交叉污染。

(3)通过更换不同的微孔管托架，从而可以适用于多种体积的微孔管，提高了磁分离装置的通用性，实现了“一架多用”，降低了使用成本。

(4)实用性强，本装置是开放式结构，具有机械结构简单、小巧灵活、且易于实现等特点，可集成到大型生化分析仪器等装置上，也可以独立作为小型化的磁分离装置使用，这样的装置将大大地满足实现的实际需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明装置的整体爆炸构造示意图。

图2为隐藏处理腔体后装置初始工作位的结构状态示意图。

图3为隐藏处理腔体后装置目标样本的磁性颗粒团聚在微孔管侧壁的结构状态示意图。

图4为本发明的整体外观示意图。

图5为处理腔体的内部示意图。

图中有：微孔管101，微孔管托盘102，处理腔体103，处理底座104，托盘起始位105，磁块201，弹丝手202，弹丝手旋转轴203，弹丝手电机204，齿轮205，底座电机206，旋转圆环207，环形导轨208。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。下文中，相同和相似的构件标记相同的附图标记。

如图1至图5所示，本发明的全自动生物样本处理装置包括微孔管101，微孔管托盘102、处理腔体103、处理底座104。所述微孔管托盘102上设置多个安装孔，可灵活放置多个微孔管101，且微孔管托盘102上设有一托盘起始位105；所述微孔管托盘102贴合放置在处理腔体103顶面，使得微孔管101嵌于处理腔体103内；所述处理腔体103内设有一个弹丝手202；所述弹丝手202通过弹丝手旋转轴203连接在弹丝手电机204上，弹丝手202采用弹性材质，两端各有一球状端子，弹丝手202受阻力时可产生一定幅度的形变，待阻力消失后恢复形状；所述弹丝手电机204固定放置在处理底座104的圆心处，弹丝手电机204也和微孔管101阵列圆心相对，且弹丝手202长度使得弹丝手202旋转过程中与微孔管101发生轻微弹撞，这样在弹丝手电机204的带动下，弹丝手可使得目标微孔管101内的生物样本混匀。

所述处理底座104上还固定放置了底座电机206，底座电机206输出轴连接一齿轮205，通过齿轮啮合带动旋转圆环207；所述旋转圆环207上设置了一个外形适配的磁块，旋转圆环207通过环形导轨208放置在处理底座104上。所述环形导轨208固定放置在处理底座104上，其外形尺寸与旋转圆环207相适配，旋转圆环207可支撑环形导轨208产生小阻尼相对转动。

本装置在底座电机206的带动下，可以全自动转动旋转圆环207，使磁块201停留在目标样本的外侧，从而使得磁性颗粒在微孔管101侧壁团聚。

全自动生物样本处理装置具体的工作过程描述如下：

(1)工作初始，将盛有与待分离生物样本(如核酸、蛋白质等生物分子或细胞等)特异结合的磁性颗粒溶液的微孔管101放置在微孔管托盘102上，托盘起始位105正对于磁块201，此时装置处于初始状态，如图2所示，微孔管101内磁性颗粒溶液处于分散状态。

(2)目标生物样本溶液的混匀操作，如图3所示，弹丝手电机204带动弹丝手202转动一定角度，与目标生物样本所在的微孔管101外壁发生弹性碰撞，使得目标微孔管101产生一定幅度晃动，导致目标微孔管101内生物样本混匀，加快了反应过程。

(3)目标生物样本的磁分离操作，如图3所示，底座电机206的带动下，旋转圆环207转动一定角度，使磁块201停留在目标生物样本微孔管101的外侧，从而使得溶液中的磁性颗粒携带结合的目标物质被吸附到侧壁，实现了侧壁团聚；剩余液体可用移液器等方式吸走，即可实现目标物质与非目标物质的分离，完成了生物样本处理。

通过控制系统可以实现上述几种工作状态的转换，结合移液装置，即可实现自动化磁分离实验。

最后所应当说明的是，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的等同变换、改进、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全自动生物样本处理装置，其特征在于该装置包括微孔管(101)，微孔管托盘(102)、处理腔体(103)、处理底座(104)；

所述微孔管托盘(102)上设置多个安装孔，可灵活放置多个微孔管(101)，且微孔管托盘(102)上设有一托盘起始位(105)；所述微孔管托盘(102)贴合放置在处理腔体(103)顶面，使得微孔管(101)嵌于处理腔体(103)内；所述处理腔体(103)内设有一个弹丝手(202)；所述弹丝手(202)通过弹丝手旋转轴(203)连接在弹丝手电机(204)上；所述弹丝手电机(204)固定放置在处理底座(104)上。

所述处理底座(104)上还固定放置了底座电机(206)，底座电机(206)输出轴连接一齿轮(205)，通过齿轮啮合带动旋转圆环(207)；所述旋转圆环(207)上设置了一个外形适配的磁块(201)，旋转圆环(207)通过环形导轨(208)放置在处理底座(104)上。

2.根据权利要求1所述的全自动生物样本处理装置，其特征在于，所述环形导轨(208)固定放置在处理底座(104)上，其外形尺寸与旋转圆环(207)相适配，旋转圆环(207)能支撑环形导轨(208)产生小阻尼相对转动。

3.根据权利要求1所述的全自动生物样本处理装置，其特征在于，所述弹丝手电机(204)放置在处理底座(104)的圆心处，弹丝手电机(204)与微孔管(101)阵列圆心相同，且弹丝手(202)的长度使得弹丝手(202)旋转过程中与微孔管(101)发生轻微弹撞。

4.根据权利要求1所述的全自动生物样本处理装置，其特征在于，所述弹丝手(202)采用弹性材质，两端各有一球状端子，弹丝手(202)受阻力时可产生一定幅度的形变，待阻力消失后恢复形状。