试剂存储装置
技术领域
本发明属于生化器械技术领域,尤其涉及一种试剂存储装置。
背景技术
生物化学器械、医疗器械,例如PCR仪、血样分析仪、基因测序仪等,一般都需要输入各种试剂溶液用于检测实验操作,试剂种类繁多,因此,都带有试剂存储装置。但是,现有试剂存储装置的结构复杂,不易装配,而且在不同器械/仪器上使用的兼容性差,不利于模块化生产,导致制造成本高昂,也不利于后期维护。
基于目前的技术水平,上述器械/仪器完成一项实验需要花费数小时甚至数天的时间,因此,试剂就需要在合适的温度下存储,否则将导致变质。现有的试剂存储装置普遍使用压缩制冷技术或者风冷技术进行温度控制,其工作过程振动严重,不但噪音大,而且容易影响实验结果;进一步地,该技术的高压管路也存在安全隐患。
另外,现有试剂存储装置的工作过程中,许多步骤还需要人工介入操作,存在自动化程度不高的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了两种试剂存储装置,这两种装置兼容范围广、温度控制效果好,且自动化程度高。这两种试剂存储装置的结构和功能相似,各有优点。
本发明所提供的第一种试剂存储装置包括:
试剂盒,其设有若干个试剂容置腔,该试剂盒上表面设有封膜,所述封膜封闭每一个所述试剂容置腔;
隔热箱,所述试剂盒放置于所述隔热箱内,该隔热箱内设有温度传感器;
温控模块,设于所述隔热箱上,该温控模块包括内置传热翅片、外置传热翅片、珀尔帖制冷制热器、隔热棉、内置风扇和外置风扇,所述隔热棉夹置于所述内置传热翅片与所述外置传热翅片之间,所述隔热棉设有镂空区域,所述珀尔帖制冷制热器置于所述镂空区域内且紧贴所述内置传热翅片和所述外置传热翅片,所述内置传热翅片位于所述隔热箱内,所述外置传热翅片位于所述隔热箱外,所述内置风扇设于所述内置传热翅片上,所述外置风扇设于所述外置传热翅片上;
运动模块,设于所述隔热箱外,其包括支架、活动板、驱动电机、丝杆和联轴器,所述支架设于所述隔热箱的外壁上,所述驱动电机设于所述支架上,所述丝杆通过所述联轴器与所述驱动电机连接,所述丝杆与所述活动板连接,所述丝杆可以驱动所述活动板上下运动,所述活动板设有试剂针,所述隔热箱设有与所述试剂针对应的针孔,所述试剂针可以穿过所述针孔并刺破所述封膜吸取所述试剂容置腔内的试剂。
作为本发明一种具体实施方式,所述支架包括上固定板、下固定板和支柱,所述支柱的两端分别与所述上固定板和所述下固定板固定连接,所述活动板位于所述上固定板和所述下固定板之间,所述支柱穿过所述活动板,所述活动板可以沿所述支柱上下运动,所述下固定板设于所述隔热箱上,所述下固定板设有与所述试剂针对应的活动孔,所述试剂针穿过所述活动孔。
为了进一步限制活动板的活动范围,所述上固定板设有上限光电开关,用于检测所述活动板是否上升至上极限位置,所述活动板设有与所述上限光电开关配对的上限挡片;所述下固定板设有下限光电开关,用于检测所述活动板是否下降至下极限位置,所述活动板设有与所述下限光电开关配对的下限挡片。
为了便于安放试剂盒,所述隔热箱内设有导向杆,该导向杆的顶端设有用于感应所述试剂盒是否放置到位的定位传感器;所述试剂盒设有与所述导向杆对应的导向槽,所述导向槽内设有与所述定位传感器对应的定位挡片;所述试剂盒放置到位时,所述导向杆插设于所述导向槽内,所述定位传感器抵顶所述定位挡片。
作为一种具体方案,所述隔热箱内设有用于承接冷凝水的水槽,所述水槽内设有排水孔。
本发明所提供的第二种试剂存储装置包括:
试剂盒,其设有若干个试剂容置腔,该试剂盒上表面设有封膜,所述封膜封闭每一个所述试剂容置腔;
隔热箱,设有箱门,所述试剂盒放置于所述隔热箱内,该隔热箱内设有温度传感器;
温控模块,设于所述隔热箱上,该温控模块包括内置传热翅片、外置传热翅片、珀尔帖制冷制热器、隔热棉、内置风扇和外置风扇,所述隔热棉夹置于所述内置传热翅片与所述外置传热翅片之间,所述隔热棉设有镂空区域,所述珀尔帖制冷制热器置于所述镂空区域内且紧贴所述内置传热翅片和所述外置传热翅片,所述内置传热翅片位于所述隔热箱内,所述外置传热翅片位于所述隔热箱外,所述内置风扇设于所述内置传热翅片上,所述外置风扇设于所述外置传热翅片上;
运动模块,其包括支架、活动板、驱动电机、丝杆和联轴器,所述支架设于所述隔热箱的内壁上,所述支架、所述活动板和所述丝杆均设于所述隔热箱内,所述驱动电机和所述联轴器设于所述隔热箱外,所述丝杆通过所述联轴器与所述驱动电机连接,所述丝杆与所述活动板连接,所述丝杆可以驱动所述活动板上下运动,所述活动板设有试剂针,所述试剂针可以刺破所述封膜吸取所述试剂容置腔内的试剂。
作为本发明一种具体实施方式,所述支架包括上固定板、下固定板和支柱,所述支柱的两端分别与所述上固定板和所述下固定板固定连接,所述活动板位于所述上固定板和所述下固定板之间,所述支柱穿过所述活动板,所述活动板可以沿所述支柱上下运动,所述上固定板设于所述隔热箱的内壁上,所述下固定板设有与所述试剂针对应的活动孔,所述试剂针穿过所述活动孔。
为了进一步限制活动板的活动范围,所述上固定板设有上限光电开关,用于检测所述活动板是否上升至上极限位置,所述活动板设有与所述上限光电开关配对的上限挡片;所述下固定板设有下限光电开关,用于检测所述活动板是否下降至下极限位置,所述活动板设有与所述下限光电开关配对的下限挡片。
为了便于安放试剂盒,所述隔热箱内设有导向杆,该导向杆的顶端设有用于感应所述试剂盒是否放置到位的定位传感器;所述试剂盒设有与所述导向杆对应的导向槽,所述导向槽内设有与所述定位传感器对应的定位挡片;所述试剂盒放置到位时,所述导向杆插设于所述导向槽内,所述定位传感器抵顶所述定位挡片。
作为一种具体方案,所述隔热箱内设有用于承接冷凝水的水槽,所述水槽内设有排水孔。
本发明所提供的试剂存储装置结构简单,便于装配和后期维护,它形成一个单独的整体,可以移植到不同的生物化学器械和医疗器械(如PCR仪、血样分析仪、基因测序仪等)上使用,兼容范围广。由于温控模块采用珀尔帖效应的原理工作,无噪音、无振动,使用安全,不但可以制冷,还可以制热,能够迅速改变温度,为试剂提供合适的存储环境。试剂存储装置可以由控制器统一控制,自动化程度高,能够快速准确地吸取试剂。
附图说明
图1是实施例一中试剂存储装置的立体示意图;
图2是图1所示试剂存储装置的分解图,图中运动模块与隔热箱分离;
图3是图1所示试剂存储装置隐藏隔热箱后的示意图;
图4是从下方观看图3所示试剂存储装置的视图;
图5是从后方观看图1所示试剂存储装置的视图;
图6是图5所示试剂存储装置隐藏隔热箱后的示意图;
图7是从下方观看图6所示试剂存储装置的视图;
图8是实施例一中隔热箱沿水平面的剖视图;
图9是实施例一中温控模块的分解图;
图10是实施例一中试剂盒的立体示意图;
图11是从下方观看图10所示试剂盒的视图;
图12是实施例二中试剂存储装置的立体示意图;
图13是图12所示试剂存储装置打开箱门的示意图;
图14是图12所示试剂存储装置隐藏隔热箱和箱门后的示意图;
图15是从右前方观看图14所示试剂存储装置的视图;
图16是从下方观看图15所示试剂存储装置的视图;
图17是从后方观看图12所示试剂存储装置的视图;
图18是图17所示试剂存储装置隐藏隔热箱和箱门后的示意图;
图19是从右前方观看图18所示试剂存储装置的视图,该视图还隐藏了温控模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一(第一种试剂存储装置):
参见图1-图11,本实施例提供了一种试剂存储装置1,其包括:
试剂盒2,其设有若干个试剂容置腔3,具体参见图10和图11,试剂盒2含有不同形状的试剂容置腔3,图中主要表现为管状和长方体状,这些试剂容置腔3在上端均有一个开口;该试剂盒2的上表面4设有封膜,封膜封闭每一个试剂容置腔,也就是封膜密封每一个开口,图10隐藏了封膜;
隔热箱5,其箱壁内填充有隔热保温材料,试剂盒2放置于隔热箱5内,该隔热箱5内设有温度传感器,用于监测箱内的温度;
温控模块6,设于隔热箱5上,结合图9,该温控模块6包括内置传热翅片7、外置传热翅片8、珀尔帖制冷制热器9、隔热棉10、内置风扇11和外置风扇12,隔热棉10夹置于内置传热翅片7与外置传热翅片8之间,隔热棉10设有镂空区域13,珀尔帖制冷制热器9呈正方形片状,镂空区域13的形状与珀尔帖制冷制热器9适配,珀尔帖制冷制热器9置于镂空区域13内且两面分别紧贴内置传热翅片7和外置传热翅片8,在本实施例中,珀尔帖制冷制热器9有四个;内置传热翅片7位于隔热箱5内,外置传热翅片8位于隔热箱5外,内置风扇11设于内置传热翅片7上,外置风扇12设于外置传热翅片8上;
运动模块14,设于隔热箱5外,其包括支架15、活动板16、驱动电机17、丝杆18和联轴器19,支架15设于隔热箱5的外壁上,驱动电机17设于支架15上,丝杆18通过联轴器19与驱动电机17连接,丝杆18与活动板16连接,丝杆18可以驱动活动板16上下运动,活动板16设有多支试剂针20,隔热箱5设有与试剂针20对应的针孔21(见图2),试剂针20可以穿过针孔21并刺破封膜吸取试剂容置腔3内的试剂,在本实施例中,活动板16有两块,两个驱动电机17分别驱动这两块活动板16活动,试剂针的数量与试剂容置腔的数量相同,试剂针20的的材料可以是钢铁也可以是钛合金。
试剂存储装置1可以由控制器统一控制,控制器可以是外部计算机、单片机或PLC等。试剂针20可以与外部导管接驳,吸取的试剂由导管传输至其它装置。工作时,将试剂盒2放入隔热箱5内,并放置到位;然后驱动电机17驱动丝杆18转动,丝杆18进而驱动活动板16向下运动,试剂针20刺破试剂盒2的封膜,吸取试剂容置腔3内的试剂;试剂吸取结束后,试剂针20向上运动,此时就能够更换新的试剂盒;试剂存储装置1可以不断循环该步骤,直至实验结束为止。试剂存储装置1整个工作过程中,温控模块6也不断地工作,维持隔热箱5内的温度,保证试剂不变质。丝杆18是一种外壁设有外螺纹的转轴,活动板16设有通孔,通孔内设有与上述外螺纹互补适配的内螺纹,丝杆18插在该通孔中旋转时,活动板16就会相对丝杆18运动。图中所示的丝杆18位于活动板16的中心位置。
珀尔帖制冷制热器9基于珀尔帖效应(Peltier effect)的原理工作,属于一种热电效应。珀尔帖制冷制热器9有两面,一面制冷,另一面制热,通过改变电流的方向,可以随即改变制冷制热的方向;通过改变电流的大小,可以改变制冷制热的强度;其工作过程不产生任何噪音和振动。珀尔帖制冷制热器9一面紧贴内置传热翅片7,另一面紧贴外置传热翅片8,两个翅片上还装配了风扇,可以迅速排冷排热。温控模块6简单可靠,没有制冷剂污染试剂。本实施例所用的风扇是一种超静音风扇。
本实施例中的隔热箱5之所以没有设置箱门,是因为试剂存储装置1一般是安装于器械/仪器内部使用,因此,封闭隔热箱5的门一般都是做在器械/仪器上的。当然,如果需要,也可以在隔热箱5上设置单独的箱门。
本实施例中的试剂存储装置1结构简单,便于装配和后期维护,它形成一个单独的整体,可以移植到不同的生物化学器械和医疗器械(如PCR仪、血样分析仪、基因测序仪等)上使用,兼容范围广。由于温控模块6采用珀尔帖效应的原理工作,无噪音、无振动,使用安全,不但可以制冷,还可以制热,能够迅速地、精准地改变温度,为试剂提供合适的存储环境。试剂存储装置1可以由控制器统一控制,自动化程度高,能够快速准确地吸取试剂。
在本实施例中,支架15包括上固定板22、下固定板23和支柱24,支柱24的两端分别与上固定板22和下固定板23固定连接,活动板16位于上固定板22和下固定板23之间,支柱24穿过活动板16,活动板16可以沿支柱24上下运动,下固定板23设于隔热箱5上,下固定板23设有与试剂针20对应的活动孔35,试剂针20穿过活动孔35。支柱24除了起到连接固定上、下固定板(22、23)之外,还起到为活动板16导向的作用。图中所示每块活动板16有4根支柱24穿过,4根支柱分别穿过活动板16的四个角落,活动板16可以沿支柱24平稳地上下滑动。由于试剂针20较长,长距离运动容易失稳,长期穿刺封膜容易因受力而变形,因此,将试剂针20设计在活动孔35中运动,活动孔35对试剂针20起到加强作用,可以有效防止试剂针20失稳和受力变形。
为了限制活动板16的活动范围,可以在上固定板22设置上限光电开关25(参见图2),用于检测活动板16是否上升至上极限位置,活动板16设有与上限光电开关25配对的上限挡片26(参见图5);在下固定板23设置下限光电开关27(参见图2),用于检测活动板16是否下降至下极限位置,活动板16设有与下限光电开关27配对的下限挡片28(参见图4)。当活动板16上升至上极限位置时,上限挡片26阻挡上限光电开关25的红外线,驱动电机17停止运作,活动板16停止上升;当活动板16下降至下极限位置时,下限挡片28阻挡下限光电开关27的红外线,驱动电机17停止运作,活动板16停止下降。为了防止试剂针20刺到硬物而损坏,本实施例的驱动电机17具有堵转识别功能,当试剂针20碰到阻碍停止前进时,驱动电机17将停止运作或者方向运作。在本实施例中,为了对应两块活动板16,上限光电开关25、上限挡片26、下限光电开关27、下限挡片28设有两套。
参见图8,隔热箱5内设有导向杆29,该导向杆29的顶端设有用于感应试剂盒2是否放置到位的定位传感器30;参见图11,试剂盒2设有与导向杆29对应的导向槽31,导向槽31内设有与定位传感器30对应的定位挡片32;试剂盒2放置到位时,导向杆29插设于导向槽31内,定位传感器30抵顶定位挡片32。上述结构可以使得试剂盒2能够快速、准确地安放到位。
在温控模块6对隔热箱5内进行制冷时,内置传热翅片7通常都会凝结水珠形成冷凝水,为了能够收集和排除冷凝水,参见图8,隔热箱5内设有用于承接冷凝水的水槽33,水槽33内设有排水孔34,最终排走冷凝水。图中所示的水槽33由一根横杆在隔热箱5内底部分隔而成。
本实施例中的试剂盒2可以粘贴条形码、二维码或者RFID标签作为标识,通过扫描/感应标识识别不同的试剂盒,有利于追踪管理,提高实验效率。
实施例二(第二种试剂存储装置):
参见图12-图19,本实施例提供了一种试剂存储装置1’,其包括:
试剂盒2’,其设有若干个试剂容置腔,该试剂盒2’上表面设有封膜,封膜封闭每一个试剂容置腔;
隔热箱5’,设有箱门36’,试剂盒2’放置于隔热箱5’内,该隔热箱5’内设有温度传感器;
温控模块6’,设于隔热箱5’上,该温控模块6’包括内置传热翅片、外置传热翅片、珀尔帖制冷制热器、隔热棉、内置风扇和外置风扇,隔热棉夹置于内置传热翅片与外置传热翅片之间,隔热棉设有镂空区域,珀尔帖制冷制热器置于镂空区域内且紧贴内置传热翅片和外置传热翅片,内置传热翅片位于隔热箱5’内,外置传热翅片位于隔热箱5’外,内置风扇设于内置传热翅片上,外置风扇设于外置传热翅片上;
运动模块14’,其包括支架15’、活动板16’、驱动电机17’、丝杆18’和联轴器19’,支架15’设于隔热箱5’的内壁上,支架15’、活动板16’和丝杆18’均设于隔热箱5’内,驱动电机17’和联轴器19’设于隔热箱5’外,丝杆18’通过联轴器19’与驱动电机17’连接,丝杆18’与活动板16’连接,丝杆18’可以驱动活动板16’上下运动,活动板16’设有试剂针20’,试剂针20’可以刺破封膜吸取试剂容置腔内的试剂。
第二种试剂存储装置1’与第一种试剂存储装置1相比,区别主要在于:第二种试剂存储装置1’的运动模块14’除了驱动电机17’和联轴器19’位于隔热箱5’的外部,其余部分大体位于隔热箱5’内,隔热箱5’还加设了一扇箱门36’;第一种试剂存储装置1的运动模块14整体位于隔热箱5外部。这两种试剂存储装置的其余特征,例如试剂盒、温控模块、运动模块等,基本上可以相互兼容使用。因此,对于与第一种试剂存储装置1相同或者相似的特征,在实施例二中不再详细描述,可以参照实施例一中的内容理解。
由于以上两种试剂存储装置相似,因此,它们也具有相似的优点。而它们的区别功能主要在于:第二种试剂存储装置1’的隔热箱5’内部空间较大,因此内部温度较为均匀,但由于运动模块14’的主体位于隔热箱5’内,后期维护较为不便;第一种试剂存储装置1的隔热箱5内部空间较小,因此内部温度较为不均匀,但由于运动模块14位于隔热箱5外,后期维护较为方便。可见,两者各有特点,但差别不大,用户可以根据需求选用合适的方案。
作为本发明的一种具体实施方式,支架15’包括上固定板22’、下固定板23’和支柱24’,支柱24’的两端分别与上固定板22’和下固定板23’固定连接,活动板16’位于上固定板22’和下固定板23’之间,支柱24’穿过活动板16’,活动板16’可以沿支柱24’上下运动,上固定板22’设于隔热箱5’的内壁上,下固定板23’设有与试剂针20’对应的活动孔35’,试剂针20’穿过活动孔35’。在本实施例中,活动板16’和下固定板23’均设置了两个,当然,下固定板也可以是一块整体的板块。
参见图15,为了限制活动板16’的活动范围,上固定板22’可以设置上限光电开关25’,用于检测活动板16’是否上升至上极限位置,活动板16’设有与上限光电开关25’配对的上限挡片26’;参见图14,下固定板23’可以设置下限光电开关27’,用于检测活动板16’是否下降至下极限位置,活动板16’设有与下限光电开关27’配对的下限挡片28’。
同样为了便于试剂盒2’的安放,隔热箱5’内设有导向杆,该导向杆的顶端设有用于感应试剂盒2’是否放置到位的定位传感器;试剂盒2’设有与导向杆对应的导向槽,导向槽内设有与定位传感器对应的定位挡片;试剂盒2’放置到位时,导向杆插设于导向槽内,定位传感器抵顶定位挡片。
具体地,隔热箱5’内设有用于承接冷凝水的水槽,水槽内设有排水孔。水槽可以是图8所示的形式,也可以是独立可分离的容器。
本实施例可以通过在试剂盒上粘贴条形码或者二维码进行识别管理,也可以试剂盒上粘贴RFID标签,同时在箱门36’内安装RFID读卡器,这样,当关闭箱门36’是,就能自动识别试剂盒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。