CN107271705A - 一种生产流水线式的高通量筛选系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产流水线式的高通量筛选系统,属于生物技术与检测设备领域。所述生产流水线式的高通量筛选系统,包括四个自动上下料机械臂,三条平行的带固定槽的传送带,二自由度移动滑台以及固定夹具,96通道移液器、加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置、孔板上样平台以及孔板回收平台。人工移液到检测一块96孔板需要五分钟,本发明筛选系统每分钟能够处理20个,从而扩大筛选目标数量,使筛选流程更加清晰简洁,解放人工劳动力,有效助力于微生物育种技术的发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产流水线式的高通量筛选系统,属于生物技术与检测设备领域。
背景技术
高通量筛选技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础,以微板形式作为实验工具载体,以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据并经计算机分析处理,在同一时间对大量样品进行采集实验,获得大量的信息,并从中找到有价值的信息。微生物育种技术不断发展,,筛选技术决定了丛庞大的菌种库中筛选出目标菌种的效率。目前国内高通量筛选系统主要依赖于进口设备,在各检测设备之间的样品传送仍需要人工操作,在最终择优的筛选对象和样品之间仍需要人工找寻和匹配。由于高通量筛选时每天要对数以千万的样品进行检测,工作枯燥,步骤单一,操作人员容易疲劳、出错,这在一定程度上也制约了高通量筛选的发展。目前我国微生物筛选大部分依赖进口设备,尚没有利用机器人实现自动化高通量筛选系统。
发明内容
本发明致力于解决国内现有高通量筛选系统存在的样品筛选流程非自动化,样品筛选目标数量较为有限关键问题,立足于微生物选育和机器人技术的交叉结合。本发明以传送带为基础、多机械臂协作,提供一种生产流水线式的高通量筛选系统。
所述生产流水线式的高通量筛选系统,包括四个自动上下料机械臂,三条平行的带固定槽的传送带,二自由度移动滑台以及固定夹具,多通道移液器、加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置、孔板上样平台以及孔板回收平台。
所述生产流水线式的高通量筛选系统,包括有4个自动上下料机械臂、孔板上样平台、带固定槽的传送带、移动滑台、加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置、枪头盒回收平台和96深孔板回收平台、浅孔板回收平台;所述带固定槽的传送带平行设置有3条,分别为用于输送枪头盒的第一传送带、用于输送96深孔板的第二传送带、用于输送96浅孔板的第三传送带;所述移动滑台横跨3条传送带,多通道移液器安装在移动滑台上;第三传送带上沿待测样品移动方向,设置了加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置。
自动上下料机械臂共设有4个,第一个自动上下料机械臂用于将孔板上样平台上的96浅孔板、96深孔板、枪头盒搬运到相应的传送带上;第2个自动上下料机械臂用于将经酶标仪检测装置9检测后的96浅孔板搬运到浅孔板回收平台10上;第3个自动上下料机械臂用于将96深孔板和用过的枪头盒搬运到枪头盒回收平台和96深孔板回收平台;第4个自动上下料机械臂用于将传送带上的96浅孔板搬运到振荡混匀装置。
所述带固定槽的传送带上分别等间距排布了可放置96孔板和枪头盒的凹槽。
所述加色装置为96通道移液器,设置在第三传送带的一侧,用于向已经加样的浅孔板中加显色剂。
所述自动上下料机械臂末端的夹持装置,用于夹持96孔板或枪头盒便于搬运。夹持装置的第一连杆与由电机直接驱动,第一连杆的两端通过销钉分别与第二连杆、第四连杆连接并可沿连接处转动,第二连杆与第三连杆通过销钉连接并可沿连接处转动,第四连杆通过连杆与第五连杆通过销钉连接并可沿连接处转动,第三连杆、第五连杆分别与第一夹块、第二夹块固定连接。
所述移动滑台的下方、三条传送带的两侧均安装了一组固定夹具,固定夹具由气压装置驱动,作相向运动。
所述自动上下料机械臂搭载视觉传感器,自动捕捉传送带上移动孔板。
所述生产流水线式的高通量筛选系统在各工作位安装有传感器,用于检测孔板或枪头盒的到位、离开。
所述移动滑台上安装有碰撞传感器,自动上下料机械臂末端夹持装置上安装有压力传感器。
本发明的有益效果是,横跨微生物与机械学科,将微生物高通量筛选系统自动化,大大提高了筛选效率,人工移液到检测一块96孔板需要五分钟,这种筛选系统每分钟能够处理20个。生产流水线式的微生物高通量筛选系统能够扩大筛选目标数量,使筛选流程更加清晰简洁,解放人工劳动力。该系统能够有效助力于微生物育种技术的发展,从而进一步促进微生物学科的发展。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的总体结构示意图;
图2为本发明一种实施方式中自动上下料机械臂末端夹持装置的结构示意图;
图3为本发明一种实施方式中移动滑台5以及加色装置7中竖直移动滑台结构示意图;
图4为本发明一种实施方式中带固定槽的传送带的结构示意图;
图中:1-自动上下料机械臂,2-96深孔板,3-96浅孔板,4-带固定槽的传送带,5-移动滑台,6-96通道移液器,7-加色装置,8-振荡混匀装置,9-酶标仪检测装置,10-浅孔板回收平台,11-96枪头盒,12-固定夹具,13-第一电动机,14-第二电动机,15-第一连杆,16-第二连杆,17-第三连杆,18-第一夹块,19-丝杠,20-滑块,21-固定槽,22-竖直移动滑台,23-第四连杆,24-第五连杆,25-第二夹块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例1
所述生产流水线式的高通量筛选系统,按样品流通方向,分别布置有自动上下料机械臂1、孔板上样平台、带固定槽的传送带4、移动滑台5、加色装置7、振荡混匀装置8、酶标仪检测装置9、枪头盒回收平台和96深孔板回收平台、浅孔板回收平台10;所述带固定槽的传送带平行设置有3条,分别为用于输送枪头盒的第一传送带、用于输送96深孔板的第二传送带、用于输送96浅孔板的第三传送带;所述带固定槽的传送带上分别等间距排布了可放置96孔板和枪头盒的凹槽(图4);所述移动滑台5横跨3条传送带,96通道移液器6安装在移动滑台上;第三传送带上沿待测样品移动方向,设置了加色装置7、振荡混匀装置8、酶标仪检测装置9;所述加色装置7为96通道移液器,设置在第三传送带的一侧,用于向已经加样的浅孔板中加显色剂。自动上下料机械臂共设有4个,第一个自动上下料机械臂用于将孔板上样平台上的96浅孔板、96深孔板、枪头盒搬运到相应的传送带上;第2个自动上下料机械臂用于将经酶标仪检测装置9检测后的96浅孔板搬运到浅孔板回收平台10上;第3个自动上下料机械臂用于将96深孔板和用过的枪头盒搬运到枪头盒回收平台和96深孔板回收平台;第4个自动上下料机械臂用于将传送带上的96浅孔板搬运到振荡混匀装置8。
如图2所示,自动上下料机械臂末端的夹持装置,用于夹持96孔板便于搬运。夹持装置的第一连杆15与由电机直接驱动,第一连杆15的两端通过销钉分别与第二连杆16、第四连杆23连接并可沿连接处转动,第二连杆16与第三连杆17通过销钉连接并可沿连接处转动,第四连杆23通过连杆与第五连杆24通过销钉连接并可沿连接处转动,第三连杆17、第五连杆24分别与第一夹块18、第二夹块25固定连接;当电机驱动第一连杆15转动时,第一连杆15带动连杆第二16、第三连杆17、第四连杆23、第五连杆24转动,第一夹块18、第二夹块25在水平方向作相对运动,电机正转、反转时第一夹块18、第二夹块25张开或夹紧96孔板或枪头盒。
移动滑台5下方、三条传送带的两侧均安装了一组固定夹具12,当枪头盒、96深孔板和96浅孔板运动到相应位置,固定夹具12由气压装置驱动,作相向运动从而横向夹紧96孔板或枪头盒,同时,传送带停止运动。传送带上的矩形凹槽,配合固定夹具的固定,能够使移液取液更加方便和精确。
96通道移液器6从96枪头盒中插取枪头后移至96深孔板进行取液,取液完成手,96通道移液器6移动至96浅孔板上方将枪头中的液体排出到96浅孔板红,完成移液的动作。排出液体后的96通道移液器6移至枪头盒上方,将枪头排出至枪头盒。已经被吸取上清液的96深孔板和枪头盒继续被传送带推至向前。装有液体的96浅孔板被传送带传送至加色装置7处。加色装置7的96通道移液器向浅孔板中加显色剂,加入显色剂后的96浅孔板被推送至振荡混匀装置8处,由机械手搬运至振荡混匀装置8,振荡若干时间并保温,随后传送至酶标仪检测装置9。检测后96浅孔板被机械臂搬运至浅孔板回收平台10。所述振荡混匀装置8不与传送带接触,固定在传送带上方,当96浅孔板接近振荡混匀装置时,由机械手将其搬运至振荡混匀装置上的工作位,传送带停止运动,工作完成后传送带开始运动,再由机械手将96浅孔板搬运至传送带上传送至酶标仪检测装置9;酶标仪检测装置9安装时不与传送带接触,悬空在传送带上方,96孔板通过时进行检测。所述酶标仪检测装置9可选用美国伯腾仪器有限公司的Cytation3细胞成像多功能检测系统(拥有一套系统集成自动数字显微镜和/或微孔板检测仪,具有基于滤光片的高性能检测光路和基于光栅的高灵活检测光路)。所述振荡装混匀置8可选用杭州米欧仪器有限公司的ST60-4微孔板恒温振荡器(采用微处理技术结合PID控制方式而形成的微孔板孵育器,能对微孔板进行上下加热,使得微孔板的每个孔能够均匀地被加热)。
浅孔板传送带工作时间长,另外两条传送带工作时间短,因此当浅孔板传送带工作时,另外两条传送带的驱动电机会在特定工作位停转,以保证3条传送带能同步工作。
所述自动上下料机械臂搭载视觉传感器,自动捕捉传送带上移动孔板。
所述生产流水线式的高通量筛选系统在各工作位安装有传感器,用于检测孔板或枪头盒的到位、离开。
所述第一电动机13,14-第二电动机安装有编码传感器,移动滑台上安装有碰撞传感器,自动上下料机械臂末端夹持装置上安装有压力传感器。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,包自动上下料机械臂、带固定槽的传送带,移动滑台以及固定夹具,多通道移液器、加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,包括有4个自动上下料机械臂、孔板上样平台、带固定槽的传送带、移动滑台、加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置、枪头盒回收平台和96深孔板回收平台、浅孔板回收平台;所述带固定槽的传送带平行设置有3条,分别为用于输送枪头盒的第一传送带、用于输送96深孔板的第二传送带、用于输送96浅孔板的第三传送带;所述移动滑台横跨3条传送带,多通道移液器安装在移动滑台上;第三传送带上沿待测样品移动方向,设置了加色装置、振荡混匀装置、酶标仪检测装置。
3.根据权利要求2所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,自动上下料机械臂共设有4个,第一个自动上下料机械臂用于将孔板上样平台上的96浅孔板、96深孔板、枪头盒搬运到相应的传送带上;第2个自动上下料机械臂用于将经酶标仪检测装置9检测后的96浅孔板搬运到浅孔板回收平台10上;第3个自动上下料机械臂用于将96深孔板和用过的枪头盒搬运到枪头盒回收平台和96深孔板回收平台;第4个自动上下料机械臂用于将传送带上的96浅孔板搬运到振荡混匀装置。
4.根据权利要求1~3任一所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,所述带固定槽的传送带上分别等间距排布了可放置96孔板或枪头盒的凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,所述加色装置为96通道移液器,设置在第三传送带的一侧,用于向已经加样的浅孔板中加显色剂。
6.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,所述自动上下料机械臂末端设置夹持装置,用于夹持96孔板或枪头盒便于搬运;夹持装置的第一连杆与由电机直接驱动,第一连杆的两端通过销钉分别与第二连杆、第四连杆连接并可沿连接处转动,第二连杆与第三连杆通过销钉连接并可沿连接处转动,第四连杆通过连杆与第五连杆通过销钉连接并可沿连接处转动,第三连杆、第五连杆分别与第一夹块、第二夹块固定连接。
7.根据权利要求1~6任一所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,所述移动滑台的下方、三条传送带的两侧均安装了一组固定夹具,固定夹具由气压装置驱动,作相向运动。
8.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,所述自动上下料机械臂搭载视觉传感器。
9.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,各工作位安装有传感器。
10.根据权利要求1所述的一种生产流水线式的高通量筛选系统,其特征在于,移动滑台上安装有碰撞传感器,自动上下料机械臂末端夹持装置上安装有压力传感器。
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