CN107554989A - 生物样本低温存取罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物样本低温存取罐，属于样本低温存储设备领域，包括罐体和罐体上的罐盖，还包括罐体内的样本存储架和样本提取装置；样本存储架转动支承于罐体内；样本提取装置包括样本盒提取机械手和样本盒暂置区；样本存储架包括底盘和底盘上的多列单元架。实现了样本的存储和提取都在该良好的低温环境进行，保证了样本更加优良的活性和质量，避免了样本取出罐体进入常温环境下进行转移提取而造成对样本质量的影响。

Description

生物样本低温存取罐

技术领域

本发明涉及样本低温存储设备领域，具体而言，涉及一种生物样本低温存取罐。

背景技术

生物样本的长期储存通常使用尽可能低的温度来降低样本内的生化反应，提高样本内各种成分的稳定性，温度越低，样本的保存时间越长。通常是冻存细胞置于样本试管中，样本试管置于存储架上，通过存储架整体置于液氮罐中，以实现样本的长期稳定保存。

目前的样本大多只是存储于液氮罐中，进行存取时，需要将液氮罐内存储架上相应的样本盒取出至液氮罐外部，如取出到设备外或设备内的其他区域等；再将样本盒中的样本试管取下，或是将新增的样本试管放至样本盒中，实现存取，最后再将该取出的样本盒放回至液氮罐内。目前的液氮罐仅实现了生物样本的低温储藏，而在整个提取过程中，无论是新存入的样本还是需要取出的样本都离开了低温环境，对样本活性和质量造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物样本低温存取罐，实现了低温存储和低温提取，以解决目前液氮罐存在的仅能进行低温储藏的问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：生物样本低温存取罐，包括罐体和罐体上的罐盖，还包括罐体内的样本存储架和样本提取装置；样本存储架转动支承于罐体内；样本提取装置包括样本盒提取机械手和样本盒暂置区；样本存储架包括底盘和底盘上的多列单元架。

需要存入新的样本试管时，将放有该样本试管的样本盒置于样本盒暂置区；需要取出样本试管时，将空的样本盒置于样本盒暂置区；将样本存储架中，相应的所需存取的样本盒所在单元架上升，升至该样本盒到达样本提取装置处时，由罐体内的样本盒提取机械手将该样本盒移出，单元架便随即落回存储架中，过程快速，单元架的升起外露过程不到20s，不会影响露出罐体的单元架中样本质量。

样本盒提取机械手与样本盒暂置区二者的样本盒都处于罐体内，将前者样本盒中的样本试管取放至后者的样本盒中，或是将后者样本盒中的样本试管取放至后者的样本盒中，即完成了样本提取，而后将暂置区的样本盒取走即可。使用本存取罐时，可利用存储设备中的机械手或单独的机械手完成样本盒提取机械手与样本盒暂置区二者间的样本试管转移提取。无论是新存入的样本还是需要取出的样本，都在罐体内的适于样本放置的低温环境完成提取。

进一步地，所述样本盒提取机械手包括水平的抽板、驱动抽板平移的抽板驱动装置。

进一步地，所述样本提取装置还包括底板，底板上沿存储架径向移动设置有滑板，抽板设置在滑板上，且抽板的移动方向与滑板的移动方向垂直。

进一步地，所述底板上位于滑板的一侧开设有沿存储架径向分布的多个提升限位通孔，提升限位通孔与单元架对应适配。

进一步地，所述样本盒暂置区设于滑板上。

进一步地，所述样本盒暂置区设置有样本盒定位件。

进一步地，所述罐盖上对应样本提取装置处设有提升口，提升口处活动设置有封盖。

进一步地，多列所述单元架在底盘上呈自底盘中心向外发散状分布。

进一步地，所述样本存储架还包括固定于底盘上方并与底盘平行的至少一个限位横板，限位横板与底盘之间具有间隔；限位横板开设有与单元架适配的限位孔。

进一步地，所述罐体内的底部设置有多个与底盘底面接触的滚珠。

本发明的有益效果是，罐体为样本存储架中的样本提供了低于-135℃的低温环境，保障样本的良好活性；并且整个样本提取过程都是在罐体内进行，罐体内是低于-135℃的深低温环境，实现了样本的存储和提取都在该良好的深低温环境进行，保证了样本更加优良的活性和质量，避免了样本取出罐体进入常温环境下进行转移提取而造成对样本质量的影响，摒弃了传统的低温罐结构功能，提供了样本提取的新思路和低温存取罐的新结构及新功能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的生物样本低温存取罐的结构示意图；

图2是图1中罐体内部的结构示意图；

图3是罐体的俯视图；

图4是图3中A-A处的剖视图；

图5是样本盒提取机械手的结构示意图；

图6是样本盒提取机械手的局部俯视图；

图7是样本存储架的结构示意图；

图8是样本存储架的俯视图；

图9是单元架的局部示意图；

图10是罐体的俯视图；

图11是开盖机构的结构示意图；

附图标记：100-罐体，101-罐盖，102-提升口，103-封盖，104-开盖机构，105-竖板，106-开盖座，107-金属层，108-保温层；

200-样本存储架，201-底盘，202-单元架，203-样本盒，204-支撑条，205-样本试管，206-限位横板，207-限位孔，208-接杆，209-中心轴，210-存储架旋转电机，211-轴承，212-支杆，213-滚珠，214-底肋，215-滚珠架；

300-样本提取装置，301-样本盒提取机械手，302-样本盒暂置区，303-抽板，304-抽板驱动装置，305-底板，306-滑板，307-提升限位通孔，308-引导条，309-伸出段，310-安装段，311-样本盒挡边，312-样本盒限位结构，313-样本盒缓冲件，314-样本盒限位板，315-导斜面，316-缓冲座，317-缓冲块，318-受力座，319-弹簧，320-滑板驱动装置，321-滑动导轨机构，322-抽板限位块，323-滑板限位块，324-挡块,325-样本盒定位件,326-定位边。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1至图11示出了本发明提供的生物样本低温存取罐，包括罐体100和罐体100上的罐盖101，还包括罐体100内的样本存储架200和样本提取装置300；样本存储架200转动支承于罐体100内；样本提取装置300包括样本盒提取机械手301和样本盒暂置区302；样本存储架200包括底盘201和底盘201上的多列单元架202。

将转移样本盒放入罐体100内的样本盒暂置区302，将样本存储架200中的目标样本盒移出存储架至罐体100内部；将罐体100内目标样本盒中的待取出样本取放至转移样本盒中，或将低温存取罐内转移样本盒中的待存入样本取放至目标样本盒中。罐体100内充液氮，液氮适于小范围空间使用，以达到深低温环境。

单元架202中放置多层样本盒203，样本试管205置于样本盒203内；单元架202对应每层样本盒203处设置有支撑样本盒203两端的支撑条204。单元架202与样本盒203都可以采用生物样本存储的标准件。支撑条204的外端，即朝向单元架202外的端部可呈延伸出样本盒203的向上弯的钩状，见图9，以避免样本盒203从支撑条204上滑落。

样本提取装置300位于罐体100内样本存储架200的上方，也可位于中部或下部等。样本盒提取机械手301可固定至罐盖101。样本盒提取机械手301包括水平的抽板303、驱动抽板303平移的抽板驱动装置304，利用抽板303伸出至样本盒203下方，单元架202下落即可使样本盒203落至抽板303上，抽板303承接样本盒203，以将样本盒203移出单元架202，方便快速，并且抽板303承接方式简单，结构简单有效，成本低，所占空间小。样本盒提取机械手301也可采用购买的机械手，将样本盒203取出单元架202即可。

样本提取装置300还包括底板305，底板305上沿样本存储架200径向移动设置有滑板306，抽板303设置在滑板306上，且抽板303的移动方向与滑板306的移动方向垂直。通过滑板306的径向移动以便实现抽板303移动至任意位置，与不同的单元架202对应，实现不同单元架202中的样本盒203移出。底板305可通过连接杆固定在罐盖101下端。

底板305上位于滑板306的一侧开设有沿样本存储架200径向分布的多个提升限位通孔307，提升限位通孔307与单元架202对应适配，起到限位作用，抽板303伸出至提升限位通孔307的单元架202中取放样本盒203。提升限位通孔307边缘处的底板305上下表面设置有引导条308，引导条308具有引导锥面，即引导单元架202顺畅穿过提升限位通孔307。不设置提升限位通孔307时，样本存储架200的单元架202即直接在滑板306侧部提升，没有限位其的结构，仍然通过上述动作进行样本存储架200中的样本盒203取放，见图6。抽板303可相对于样本盒203较窄，方便伸入样本盒203下方取放。

样本盒暂置区302设于滑板306上，抽板303移出的样本盒203与样本盒暂置区302的样本盒203均在滑板306上，抽板303在任一位置移出样本盒203时，样本盒暂置区302的样本盒203都在附近，不只减少了占用空间，也便于二者样本盒203间的样本试管205提取移放。

抽板303可包含伸出段309和与其相连的安装段310，伸出段309为朝向外部单元架202侧的一端。抽板303的伸出段309和安装段310为可拆卸连接的分体结构，方便二者的连接安装，可匹配不同样本盒203更换不同抽板303。二者也可以是一体结构。伸出段309的自由端具有样本盒挡边311，使移动过程以及抽板303回位到滑板306上时，样本盒203稳定不掉落。样本盒挡边311可与抽板303呈一体结构，为弯折的钩状。

滑板306上设置有位于抽板303外侧的样本盒限位结构312，用于抽板303移出样本盒203到位时的定位和限位，以保证从单元架202移出的样本盒203的停留位置，方便后续的样本试管205准确取放。

样本盒限位结构312可包括样本盒缓冲件313和样本盒限位板314。样本盒缓冲件313在滑板306上远离抽板303外移伸出端的一侧，即对应在样本盒203在抽板303上移动至滑板306上时，接近设定的极限位时，由样本盒缓冲件313对样本盒203起到缓冲作用，避免直接刚性碰撞而影响样本盒203中的样本试管205。并且与样本盒挡边同时设置时，形成了样本盒203在移出方向上的定位。

样本盒限位板314在抽板303的一侧、并沿抽板303移动方向设置，即滑板306上位于抽板303外侧固定该样本盒限位板314。样本盒限位板314在与样本盒缓冲件313垂直的方向对样本盒203定位，与样本盒缓冲件313围成了样本盒203的定位空间，这样方便了设备的机械手后续对该抽板303上的样本盒203中的样本试管205位置定位。样本盒限位板314的端部可具有导斜面315，对向滑板306上方移动的样本盒203导向。

样本盒缓冲件313包括与样本盒限位板314相垂直的缓冲座316、阶梯状的缓冲块317、固定于缓冲座316的受力座318；缓冲块317的小端伸出缓冲座316并朝向抽板303的伸出段309；受力座318位于缓冲座316远离抽板303伸出段309的一端，且缓冲块317与受力座318之间连接有弹簧319。缓冲座316可为倒L形，一边固定至滑板306，另一边高于抽板303高度并对应样本盒203。样本盒203跟随抽板303回位到滑板306上时，样本盒203接触缓冲块317，压缩弹簧319。

滑板306连接滑板驱动装置320。滑板306和抽板303均配设有滑动导轨机构321，即滑板306和抽板303分别由滑块滑轨结构在底板305及滑板306上支撑移动。滑板306上的两侧均设有对应抽板303的抽板限位块322。底板305上的两侧均设有对应滑板306的滑板限位块323。用于限定二者的移动极限位，可在二者上分别固定设置对应在两端抽板限位块322或滑板限位块323之间的挡块324，用于运动至两端时与限位块对应接触。

抽板驱动装置304和滑板驱动装置320中的一者或两者为齿轮齿条驱动机构，也可以采用如气缸、电机丝杠等的其他驱动元器件；齿轮齿条驱动机构包括电机、与电机输出端连接的齿轮、与齿轮啮合的齿条；抽板驱动装置304中的电机固定于抽板303上，齿条固定于滑板306上，且齿条沿抽板303滑动方向设置；滑板驱动装置320中的电机固定于滑板306上，齿条固定于底板305上，且齿条沿滑板306滑动方向设置。

样本盒暂置区302设置有样本盒定位件325，对放置进罐体100内样本盒203进行定位。样本盒定位件325包括对应在样本盒203外缘的若干定位边，如大多的样本盒203为矩形，则可在对应样本盒203的四角处设置直角状的定位边326。可设置两固定条，每固定条的两端设置对应样本盒203中两个拐角处的定位边326。定位边326的直角处可开设豁口，避免直角处与样本盒203的拐角难以完好匹配而干涉。

罐盖101上对应样本提取装置300处设有提升口102，提升口102处活动设置有封盖103，需要存取时，开启封盖103，样本盒203放入样本提取装置300的样本盒暂置区302，只需要将样本提取装置300所对应的封盖103开启即可，以避免在提取过程中将整体罐盖101打开而影响提取过程的低温环境。封盖103连接有开盖机构104，通过机械方式开启。开盖机构104包括横向移动设置的竖板105和在竖板105上升降设置的开盖座106，竖板105和开盖座106分别连接电机丝杠等驱动结构，还可采用齿轮齿条结构为驱动结构，即齿轮安装于开盖座106，齿轮连接电机，齿条安装于竖板105，齿轮的转动带动开盖座106升降。罐盖101包含上下设置的金属层107和保温层108，封盖103也可为该结构。

多列单元架202在底盘201上呈自底盘201中心向外发散状分布。能够承载大量的单元架202，相较于以往的分区模式，大大增加了存储数量；而且单元架202可采用标准的样本存放架，可采用标准的样本盒203竖向排列在单元架202中，实现了标准化，匹配更多用户。为清晰显示整体结构，图中只示意出处于一个方向的三个单元架202。

样本存储架200还包括固定于底盘201上方并与底盘201平行的至少一个限位横板206，限位横板206与底盘201之间具有间隔；限位横板206开设有与单元架202适配的限位孔206。单元架202呈立方体状，限位孔206即可对应为矩形孔，样本盒203为矩形盒体，也可以是其他形状，矩形盒体具有多个容置样本试管205的管槽。限位横板206呈圆形。限位横板206可为两个以上，单元架202的上部和下部均对应有限位横板206，增加单元架202存放的稳定性。也可为一个。样本存储架200要在液氮罐内旋转，上部和下部的限位横板206防止单元架202在旋转过程中偏斜，防止上部产生晃动，多个限位横板206的各限位孔206上下相互对应，即单元架202依次贯穿各限位横板206。相邻的两限位横板206之间连接有接杆208，增强整体强度，对单元架202提供稳固可靠辅助支撑限位。

底盘201固定有中心轴209，限位横板206均与中心轴209固定连接，通过中心轴209固定在底盘201上方。限位横板206与中心轴209之间的连接可以通过在中心轴209上固定连接个支撑件，使限位横板206固定连接至支撑件，也可采用其他方式连接。中心轴209上端穿出罐盖101，并连接驱动其旋转的存储架旋转电机210。中心轴209的下端伸出底盘201并设置有轴承211，以转动安装至罐内。

限位横板206与底盘201之间连接有支杆212，以固定限位横板206，增强限位横板206的连接强度。在设置有中心轴209的基础上，也可设置该支杆212，以增强限位横板206在底盘201上的连接强度，提高整体性。支杆212和接杆208均为多个，可周向或径向排布，或者以其他规则或不规则方式排布。

罐体100内的底部设置有多个与底盘201底面接触的滚珠213。罐体100内的底部可设置周向排布的底肋214，在底肋214上固定用于安装滚珠213的滚珠架215，增强罐体100底部结构强度，对样本存储架200提供稳定支承。样本存储架200安装后的使用过程中，滚珠213接触至样本存储架200，对底盘201的底面进行辅助的支撑，并且在样本存储架200旋转时，仍能够提供稳定支撑，摩擦力小，减少底盘201的旋转阻力。多个滚珠213为在中心外布置的两圈，每圈的多个滚珠213周向均布，以利于底盘201的旋转支承。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.罐体和罐体上的罐盖，其特征在于，还包括罐体内的样本存储架和样本提取装置；样本存储架转动支承于罐体内；样本提取装置包括样本盒提取机械手和样本盒暂置区；样本存储架包括底盘和底盘上的多列单元架。

2.根据权利要求1所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述样本盒提取机械手包括水平的抽板、驱动抽板平移的抽板驱动装置。

3.根据权利要求2所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述样本提取装置还包括底板，底板上沿存储架径向移动设置有滑板，抽板设置在滑板上，且抽板的移动方向与滑板的移动方向垂直。

4.根据权利要求3所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述底板上位于滑板的一侧开设有沿存储架径向分布的多个提升限位通孔，提升限位通孔与单元架对应适配。

5.根据权利要求3所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述样本盒暂置区设于滑板上。

6.根据权利要求1或5所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述样本盒暂置区设置有样本盒定位件。

7.根据权利要求1所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述罐盖上对应样本提取装置处设有提升口，提升口处活动设置有封盖。

8.根据权利要求1所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，多列所述单元架在底盘上呈自底盘中心向外发散状分布。

9.根据权利要求1或8所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述样本存储架还包括固定于底盘上方并与底盘平行的至少一个限位横板，限位横板与底盘之间具有间隔；限位横板开设有与单元架适配的限位孔。

10.根据权利要求1所述的生物样本低温存取罐，其特征在于，所述罐体内的底部设置有多个与底盘底面接触的滚珠。