CN106282007A - 核酸分子杂交仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种核酸分子杂交仪，包括：机壳、反应平台、注液针、注液泵、储液罐、温度传感器、调温装置及控制器；反应平台和注液针可相对移动地设置在机壳内，注液泵连接注液针和储液罐，注液泵与注液针连接的管道上设有第一电控阀，注液泵和储液罐之间的管路上设有第二电控阀，温度传感器位于储液罐内，调温装置用于对储液罐加热或降温，控制器连接调温装置、温度传感器和注液泵。本发明的核酸分子杂交仪的控制器控制调温装置对储液罐内的液体进行温度调节，并接收温度传感器检测到储液罐中的液体温度，当液体温度达到预设值时，控制注液泵将储液罐的液体通过注液针输送至反应平台，从而实现了全自动预处理的过程。

Description

核酸分子杂交仪

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种核酸分子杂交仪。

背景技术

随着现代工业发展对机器人和自动化处理的日益增长的需求，各行各业特别化学，生物行业对试验自动化要求越来越高。

核酸分子杂交技术是：指具有一定同源序列的两条核酸单链(DNA或RNA)，在一定条件下按碱基互补配对原则经过退火处理，形成异质双链的过程。目前现有核酸分子杂交仪多为手工操作配合机器控制的半自动杂交仪，操作较麻烦。一些全自动杂交仪，也存在以下问题：

液体注入反应槽前温度的测量及预处理(加热或冷却至需要的液体温度)，液位高、低位告警及温度控制等功能。使此本来为全自动流程的环节之一的变为手动，使全自动流程在某种程度为半自动，增加了人力的成本。

发明内容

本发明提出一种核酸分子杂交仪，解决了现有技术的全自动杂交仪无法实现液体自动预处理的问题。

本发明的一种核酸分子杂交仪，包括：机壳、反应平台、注液针、注液泵、储液罐、温度传感器、调温装置及控制器；所述反应平台和注液针可相对移动地设置在所述机壳内，所述注液泵连接注液针和储液罐，所述注液泵与注液针连接的管道上设有第一电控阀，所述注液泵和储液罐之间的管路上设有第二电控阀，所述温度传感器位于所述储液罐内，所述调温装置用于对所述储液罐加热或降温，所述控制器连接所述调温装置、温度传感器和注液泵。

其中，还包括：液位传感器，所述液位传感器位于所述储液罐内，且连接所述控制器。

其中，所述反应平台固定在机壳底部，注液针通过三维移动机构安装在所述反应平台上方，所述三维移动机构连接所述控制器。

其中，所述反应平台通过可移动平台安装在所述机壳底部，所述可移动平台连接所述控制器，所述注液针固定在反应平台上方。

其中，所述机壳内还设有摄像头，所述摄像头连接所述控制器。

其中，所述控制器中还包括用于无线连接上位机的无线通讯芯片。

其中，所述反应平台包括：反应板及用于使所述反应板摇摆的摇动装置，所述反应板包括：排液泵、板体及形成在板体上的若干反应槽，每个所述反应槽内设有漏液孔，每个漏液孔连接有漏液管，每个漏液管上安装有第三电控阀，所述漏液管连接排液泵，所述第三电控阀和所述排液泵连接所述控制器，所述控制器用于打开第三电控阀，并控制排液泵吸出所反应槽中的液体，所述摇动装置连接所述板体。

其中，所述摇动装置包括：支撑板、支座、摇臂、联轴器、位置传感器和电机，所述板体位于支撑板上，支撑板的一端可转动地连接支座，另一端可转动地连接所述摇臂，摇臂通过所述联轴器连接所述电机，所述电机和所述位置传感器连接所述控制器。

其中，所述漏液孔位于所述反应槽底部或侧壁。

其中，所述板体上还可拆卸地设有用于盖住所述反应槽的盖板。

本发明的核酸分子杂交仪的控制器控制调温装置对储液罐内的液体进行温度调节，并接收温度传感器检测到储液罐中的液体温度，当液体温度达到预设值时，控制储液罐至注液针之间的管路导通，注液泵将储液罐的液体通过注液针输送至反应平台，从而实现了全自动预处理的过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种核酸分子杂交仪结构示意图；

图2为图1的核酸分子杂交仪中一种反应板的结构示意图；

图3为图1的核酸分子杂交仪中另一种反应板的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、板体；2、反应槽；3、漏孔；4、漏液管；5、第三电控阀；6、排液泵；7、盖板；8、支撑板；9、支座；10、摇臂；11、联轴器；12、电机；13、位置传感器；14、制冷装置；15、机壳；16、注液泵；17、第一电控阀；18、三维移动机构；19、注液针；20、控制器；21、废液池；22、调温装置；23、储液罐；24、第二电控阀；25、摄像头；26液位传感器；27、温度传感器；28、底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的核酸分子杂交仪包括：机壳15、反应平台、注液针19、注液泵16、储液罐23、温度传感器27、调温装置22(类似于空调的设备)及控制器20。反应平台和注液针19可相对移动地设置在机壳15内，注液泵16连接注液针19和储液罐23，注液泵16与注液针19连接的管道上设有第一电控阀17，注液泵16和储液罐23之间的管路上设有第二电控阀24。温度传感器27位于储液罐23内，调温装置22用于对储液罐23加热或降温，以调节储液罐23内液体的温度，控制器20连接调温装置22、温度传感器27和注液泵16。

本实施例的核酸分子杂交仪的控制器20控制调温装置22对储液罐23的液体进行温度调节，并接收温度传感器27检测到储液罐中的液体温度，当液体温度达到预设值时，控制储液罐23至注液针19之间的管路导通，注液泵16将储液罐23的液体通过注液针19输送至反应平台，从而实现了全自动预处理的过程。储液罐23可根据参与反应的液体的不同而设置多个，相应地，注液泵16和注液针19的个数均与储液罐23的数量相同，第二电控阀24可以是与储液罐23个数相同的单阀，也可以是多选一的阀门组合。每个储液罐23均有温度传感器27，控制器20可通过不同输入接口连接不同的温度传感器27，通过不同输入接口接收的温度值来判断哪一个储液罐23的温度是否达到预定值。

本实施例的核酸分子杂交仪还包括：液位传感器26，该液位传感器26位于储液罐23内，且连接控制器20，当液体低于液位传感器26标定的液位时，液位传感器26发出警告，以提示实验人员注意，同时将警告信息传输至控制器20，控制器20控制注液泵16停止注液。

反应平台和注液针19可相对移动包括以下两种方式：

方式一：反应平台固定在机壳15的底部，注液针19通过三维移动机构18(图1中图中仅指示出了横向移动的X轴的结构，Y轴和Z轴不再赘述)安装在反应平台上方，具体地，注液针19安装在三维移动机构18的移动头上，三维移动机构18连接控制器20，能够在控制器20的控制下精确定位注液的位置。

方式二：反应平台通过可移动平台安装在机壳15的底部，可移动平台连接控制器20，注液针19固定在反应平台上方。具体地，可移动平台可以是由横向轨道、纵向轨道及步进电机组成，步进电机连接控制器20，反应平台的底座28通过滑块安装在可移动平台上，步进电机在控制器20的控制下驱动滑块使得整个反应平台纵横移动，使得反应平台上的反应槽与注液针19精确定位。

本实施例中，机壳15内还设有摄像头25，摄像头25连接控制器20，将采集的反应视频实时传输至控制器20存储，为后续实验结果的核准提供依据。

本实施例中，控制器20中还包括用于无线连接上位机的无线通讯芯片，如：蓝牙、wifi、3G或4G等。控制器20通过无线通讯芯片与上位机通信，上位机可向控制器20发送控制注液泵16，第一电控阀17、第二电控阀24及调温装置22等部件的控制指令。另外，控制器20将摄像头25采集视频实时传输至上位机，可以通过上位机远程操控整个实验，同时获得实验结果，从而对于存在病毒，以及有毒有害气体等实验室和需隔离场所的实验提供了解决方案。

本实施例中，反应平台包括反应板及用于使所述反应板摇摆的摇动装置。如图2和3所示，反应板包括：排液泵6、板体1及形成在板体1上的若干反应槽2，每个反应槽2内设有漏液孔3，每个漏液孔3连接有漏液管4，每个漏液管4上安装有第三电控阀5，漏液管4连接排液泵6，第三电控阀5和排液泵6连接控制器20，在实验完成后，控制器20控制打开第三电控阀5，并控制排液泵6吸出所反应槽2中的液体。摇动装置连接板体1，在反应时对板体1进行摇动，使得反应液混合更均匀，反应更彻底、更快速。

具体地，摇动装置包括：支撑板8、支座9、摇臂10、联轴器11、位置传感器13和电机12，板体1位于支撑板8上，支撑板8的一端可转动地连接支座9，另一端可转动地连接摇臂10，摇臂10通过联轴器11连接电机12，电机12和位置传感器13连接控制器20。控制器20通过控制电机12的转速和转动方向以控制摇摆速度和幅度，该摇动装置结构简单成本低。在排液时，控制器20控制电机12带动板体1转动，位置传感器13检测到板体1转到预设的角度后，向控制器20发生停止指令，控制器20收到停止指令后停止驱动电机12。该预定角度使得漏液孔3处于低位，这样更有利于废液更快速地排出，不残留，降低实验风险，增加了实验精确度。该角度可根据实际情况(如：根据漏液孔3位于槽底或侧壁角度有所不同)在位置传感器13中设定。

其中，支撑板8可以是具有加热功能的支撑板(导热材料中设置电热丝)，与控制器20连接，某些反应需要在高于环境温度下进行时，同时要使温度恒定在预处理后的温度，可通过控制器20控制支撑板8发热，使反应液恒定在较高温度。该反应平台中还可以包括制冷装置14，与控制器20连接，制冷装置14连接支撑板8。某些反应需要在低于环境温度下进行时，且要使温度恒定在预处理后的温度，可通过控制器20控制制冷装置14制冷，由于支撑板8为导热材料制成，根据热传递原理，可以使反应槽2中反应液保持恒定低温。可以在板体1上再安装一个温度传感器，以实现对反应液温度的精确控制，具体地，温度传感器连接控制器20，将实时监测的反应液温度发送至控制器20，控制器20根据实时监测的反应液温度来控制支撑板8加热或制冷装置14制冷，从而使反应液保持恒温。

反应平台还包括废液池21，废液池21连接排液泵6，用于盛装反应槽2排除的废液。

本实施例中，漏液孔3可以位于反应槽2底部(如图3所示)或侧壁(如图2所示)，在侧壁时，漏液孔靠近槽底的位置，更有利于液体排除。

本实施例中，板体1上还可拆卸地设有用于盖住反应槽2的盖板7。盖板7可以不完全盖住反应槽2，留有微小的缝隙，以便于向反应槽2中注液，而且在反应时尽量避免灰尘或其他杂质落入反应槽2导致反应精度不准，同时又能尽可能的减小反应液(易挥发的反应液)的挥发带来的不同反应槽2的交叉污染。其中，盖板7可以是一整块或者是一槽一盖。

板体1采用PP、PC、PE材料制成。在核酸分子杂交仪上，采用PP、PC、PE代替金属材质的反应板，避免了金属本身与反应物发生化学反应，同时此类材质易做成一次性耗材，减少反复使用带来的污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核酸分子杂交仪，其特征在于，包括：机壳、反应平台、注液针、注液泵、储液罐、温度传感器、调温装置及控制器；所述反应平台和注液针可相对移动地设置在所述机壳内，所述注液泵连接注液针和储液罐，所述注液泵与注液针连接的管道上设有第一电控阀，所述注液泵和储液罐之间的管路上设有第二电控阀，所述温度传感器位于所述储液罐内，所述调温装置用于对所述储液罐加热或降温，所述控制器连接所述调温装置、温度传感器和注液泵。

2.如权利要求1所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，还包括：液位传感器，所述液位传感器位于所述储液罐内，且连接所述控制器。

3.如权利要求1所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述反应平台固定在机壳底部，注液针通过三维移动机构安装在所述反应平台上方，所述三维移动机构连接所述控制器。

4.如权利要求1所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述反应平台通过可移动平台安装在所述机壳底部，所述可移动平台连接所述控制器，所述注液针固定在反应平台上方。

5.如权利要求1所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述机壳内还设有摄像头，所述摄像头连接所述控制器。

6.如权利要求1所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述控制器中还包括用于无线连接上位机的无线通讯芯片。

7.如权利要求1～6中任一项所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述反应平台包括：反应板及用于使所述反应板摇摆的摇动装置，所述反应板包括：排液泵、板体及形成在板体上的若干反应槽，每个所述反应槽内设有漏液孔，每个漏液孔连接有漏液管，每个漏液管上安装有第三电控阀，所述漏液管连接排液泵，所述第三电控阀和所述排液泵连接所述控制器，所述控制器用于打开第三电控阀，并控制排液泵吸出所反应槽中的液体，所述摇动装置连接所述板体。

8.如权利要求7所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述摇动装置包括：支撑板、支座、摇臂、联轴器、位置传感器和电机，所述板体位于支撑板上，支撑板的一端可转动地连接支座，另一端可转动地连接所述摇臂，摇臂通过所述联轴器连接所述电机，所述电机和所述位置传感器连接所述控制器。

9.如权利要求7所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述漏液孔位于所述反应槽底部或侧壁。

10.如权利要求7所述的核酸分子杂交仪，其特征在于，所述板体上还可拆卸地设有用于盖住所述反应槽的盖板。