CN108680421B - 结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪 - Google Patents
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Abstract
一种结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，包括底座、设置在底座上的摆动机构及设置在摆动机构上的转动机构，摆动盘的中部的通孔包括第一、第二台阶孔以及连通第一、第二台阶孔的直筒，定子中具有第三台阶孔，转动机构包括插设于直筒中的集电环、设置于第一台阶孔上的平面推力轴承、设置在平面推力轴承上的转子、套设于转子外侧且位于定子的第三台阶孔中的轴承，以及与转子的一端固定连接的转动盘，转子的一端的外侧具有法兰，轴承夹设于所述法兰与盖板之间。如此集合摇匀功能及离心运动于一体、无需转移试剂管、操作简单、效率较高、结构紧凑、稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗仪器领域，特别是一种结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪。
背景技术
核酸广泛存在于动植物体内。在医学领域，经常需要将核酸从液体中提取出来，该过程称为核酸纯化。其中一种核酸纯化方法为磁珠法，磁珠法利用磁棒或磁板吸附纳米磁珠，纳米磁珠吸附核酸。在此过程中体液及其他试剂被注入一试剂管中，需要对试剂管的液体进行混合，使得体液及其他试剂混合均匀，然后利用磁棒或吸液的运动将吸附了核酸的磁珠从一个管里移到另一个管里，从而达到纯化、洗脱核酸的目的。另外一种核酸纯化方法为离心柱法，将体液加入离心柱，核酸吸附在离心柱上，需要进行离心运动洗涤核酸，最后使得目标物质从离心柱上洗脱下来。现有的方式对应需要两个设备分别进行混合、移磁或移液(磁珠法)和离心(离心柱法)，离心柱法还包括多项人工离心步骤，设备占用面积较大，操作比较麻烦，效率较低。同时生物提取对设备的稳定性有较高要求。而且现有的核酸纯化方法在实验过程中有多次混合、移磁或移液、和离心的过程，核酸物质多次暴露在空气中，很有可能形成气溶胶，造成交叉污染，导致错误结果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种集合摇匀功能及离心运动于一体、无需转移试剂管、操作简单、效率较高、结构紧凑、占用面积小、稳定性高的结构紧凑、稳定性高的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，以解决上述问题。
一种结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，所述结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪包括一个底座(10)、一个设置在底座(10)上的摆动机构(20)，以及一个设置在所述摆动机构(20)上的转动机构(30)，所述摆动机构(20)包括两个间隔设置的转轴(21)、一个设置在所述两个转轴(21)之间的摆动盘(22)、一个与摆动盘(22)的远离底座(10)的一侧固定连接的定子(23)，以及一个固定盖设于定子(23)上的盖板(24)，所述摆动盘(22)的中部设有通孔，所述通孔包括一个第一台阶孔(221)、一个第二台阶孔(222)以及一个连通第一、第二台阶孔的直筒(223)，所述定子(23)的中部具有第三台阶孔(231)，所述转动机构(30)包括一个插设于直筒(223)中的集电环(31)、一个设置于第一台阶孔(221)上的平面推力轴承(32)、一个设置在平面推力轴承(32)上的转子(33)、一个套设于转子(33)外侧且位于定子(23)的第三台阶孔(231)中的轴承(34)，以及一个与转子(33)远离底座(10)的一端固定连接的转动盘(35)，所述集电环(31)包括一个外环(311)及转动插设于外环(311)中的内环(312)，所述外环(311)朝向底座(10)的一端固定设置于第二台阶孔(222)中，所述转子(33)朝向底座(10)的一端的外侧具有一个法兰(331)，所述轴承(34)夹设于所述法兰(331)与盖板(24)之间。
进一步地，所述摆动机构(20)还包括一个设置于底座(10)上的摆动电机(25)、一个与所述转轴(21)的末端固定连接的同步带轮(26)，以及连接摆动电机(25)的输出轴与同步带轮(26)的同步带(27)，所述底座(10)包括一个底板(11)，以及两个垂直并间隔设置于底板(11)上的支架(12)，所述支架(12)的顶部设有第一通孔(121)，第一通孔(121)内设有第一轴承(13)，所述转轴(21)穿过第一轴承(13)并与同步带轮(26)连接。
进一步地，所述转动机构(30)还包括一个设置于所述摆动盘(22)朝向底座(10)的一侧的旋转电机(36)，所述旋转电机(36)的输出轴穿过直筒(223)及集电环(31)并与所述转子(33)连接。
进一步地，所述转子(33)朝向底座(10)的侧面设有第四台阶孔(332)，该第四台阶孔(332)与所述摆动盘(22)的第一台阶孔(221)形成容置区间，所述平面推力轴承(32)位于该容置区间内。
进一步地，所述摆动电机(25)及旋转电机(36)均为带刹车功能的伺服电机。
进一步地，所述定子(23)的第三台阶孔(231)到所述摆动盘(22)的最大距离与所述转子(33)的法兰(331)到所述摆动盘(22)的最大距离相等，以将所述轴承(34)放置在该第三台阶孔(231)与该法兰(331)上。
进一步地，所述集电环(31)的外环(311)的朝向底座的一端的周向边缘处设有凸缘(313)，该凸缘(313)固定设在所述第二台阶孔(222)上。
进一步地，所述轴承(34)包括一个轴承内环与一个与该轴承内环间隔设置的轴承外环，所述第三台阶孔(231)的直径与所述轴承内环的内径相当，所述法兰(331)的外径与所述轴承外环的外径相当。
进一步地，所述轴承(34)为一个双排球轴承。
进一步地，所述转动盘(35)远离底座(10)的一侧还连接有托盘(38)，所述托盘(38)的第一端与转动盘(35)的垂直距离大于托盘(38)的第二端与转动盘(35)的垂直距离。
与现有技术相比，本发明的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪包括一个底座(10)、一个设置在底座(10)上的摆动机构(20)，以及一个设置在所述摆动机构(20)上的转动机构(30)，所述摆动机构(20)包括两个间隔设置的转轴(21)、一个设置在所述两个转轴(21)之间的摆动盘(22)、一个与摆动盘(22)的远离底座(10)的一侧固定连接的定子(23)，以及一个固定盖设于定子(23)上的盖板(24)，所述摆动盘(22)的中部设有通孔，所述通孔包括一个第一台阶孔(221)、一个第二台阶孔(222)以及一个连通第一、第二台阶孔的直筒(223)，所述定子(23)的中部具有第三台阶孔(231)，所述转动机构(30)包括一个插设于直筒(223)中的集电环(31)、一个设置于第一台阶孔(221)上的平面推力轴承(32)、一个设置在平面推力轴承(32)上的转子(33)、一个套设于转子(33)外侧且位于定子(23)的第三台阶孔(231)中的轴承(34)，以及一个与转子(33)远离底座(10)的一端固定连接的转动盘(35)，所述集电环(31)包括一个外环(311)及转动插设于外环(311)中的内环(312)，所述外环(311)朝向底座(10)的一端固定设置于第二台阶孔(222)中，所述转子(33)朝向底座(10)的一端的外侧具有一个法兰(331)，所述轴承(34)夹设于所述法兰(331)与盖板(24)之间。如此集合摇匀功能及离心运动于一体、无需转移试剂管、操作简单、效率较高、结构紧凑、占用面积小、稳定性高。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪的立体示意图。
图2为本发明提供的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪正面剖视示意图。
图3为图2的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪的爆炸示意图。
图4为图3中的集电环的侧面示意图。
图5为图3中的平面推力轴承的侧面示意图。
发明具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1至图3，其为本发明提供的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪的立体示意图，包括底座10、设置在该底座10上的摆动机构20及设置在摆动机构20上的转动机构30。可以想到的是，所述结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪还包括其他的一些功能模块，如组装组件，安装组件，以及电气连接组件，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。
底座10包括底板11及两个垂直并间隔设置于底板11上两侧的支架12，支架12的顶部设有第一通孔121，第一通孔121内设有第一轴承13。底板11为整个设备提供平面支撑，采用高强度钢材制作而成。
摆动机构20包括两个间隔设置的转轴21、设置在两个转轴21之间的摆动盘22、与摆动盘22远离底座10的一侧固定连接的定子23，以及一个固定盖设于定子23上的盖板24，所述两个转轴21分别穿过两个第一轴承13，第一轴承13用于以较小的阻力支撑转轴21。所述摆动盘22的中部设有通孔，所述通孔包括一个第一台阶孔221、一个第二台阶孔222以及一个连通第一、第二台阶孔的直筒223，其中第一台阶孔221远离底座10设置，第二台阶孔222朝向底座10设置。所述定子23的中部具有第三台阶孔231。
转动机构30包括一个插设于直筒223中的集电环31、一个设置于第一台阶孔221上的平面推力轴承32、一个设置在平面推力轴承32上的转子33、一个套设于转子33外侧且位于定子23的第三台阶孔231中的轴承34，以及一个与转子33远离底座10的一端固定连接的转动盘35。
请参考图4，集电环31包括一个外环311及转动插设于外环311中的内环312，所述外环311朝向底座10的一端的周向边缘处设有凸缘313，外环311朝向底座10的一端位于第二台阶孔222中，所述凸缘313与第二台阶孔222的底部固定连接，如此实现了集电环31的定位并提高了集电环31的安装可靠度。
请参考图5，平面推力轴承32包括间隔设置的第一环321及第二环322，以及若干设置于第一环321与第二环322之间的滚珠323。其中第二环322相对摆动盘22固定，第一环321相对转子33固定，平面推力轴承32对转子33进行底部支撑，当转子33转动时，第一环321可相对第二环322转动，滚珠起到支撑、减少摩擦及阻力的作用。
请再次参考图3，转子33朝向底座10的一端的外侧具有法兰331，轴承34夹设于法兰331与盖板24之间。轴承34对转子33进行圆周侧向的支撑。所述轴承34包括一个轴承内环与一个与该轴承内环间隔设置的轴承外环。所述定子23的第三台阶孔231到所述摆动盘22的最大距离与所述转子33的法兰331到所述摆动盘22的最大距离相等，以将所述轴承34放置在该第三台阶孔231与该法兰331上。所述第三台阶孔231的直径与所述轴承内环的内径相当，所述法兰331的外径与所述轴承外环的外径相当。本实施方式中，所述轴承34为一个双排球轴承。
由于轴承34位于定子23中且位于转子33的法兰331与盖板24之间，转子33由平面推力轴承32支撑，且平面推力轴承32位于摆动盘22的第一台阶孔221中，整体结构紧凑，平面推力轴承32对转子33进行底部支撑，轴承34对转子33进行圆周侧向的支撑，使得转动机构30的稳定性提高，在转动或摆动时不易发生晃动。
转子33朝向底座10的一端的中部还设有第四台阶孔332，转子33的第四台阶孔332与摆动盘22的第一台阶孔221形成容置区间，所述平面推力轴承32位于容置区间内，即平面推力轴承32的第一环321位于第四台阶孔332中，第二环322位于第一台阶孔221中。
摆动机构20还包括设置于底板11上的摆动电机25、与转轴21的末端固定连接的同步带轮26及连接摆动电机25的输出轴与同步带轮26的同步带27，所述转轴21穿过第一轴承13并与同步带轮26连接。
摆动电机25通过同步带27驱动同步带轮26及摆动盘22在特定的角度范围内摆动，从而使得设置于摆动盘22上的转动机构30及安装在转动机构30上的试管在特定的角度范围内摆动，从而对试管中的物质进行摇匀。
转动机构30还包括设置于摆动盘22朝向底座10的一侧的旋转电机36，旋转电机36的输出轴361穿过直筒223及集电环31并与转子33连接。
旋转电机36驱动转子33在定子23内转动，从而带动转动盘35及设置于转动盘35上的试管一同转动，进行离心运动，从而使得试管中的物质分离，得到期望的核酸等物质。
请参考图3，转动盘35远离底座10的顶部还设有转动支架37及与转动支架37的远离底座10的一端连接的托盘38。托盘38远离底座10的侧面上设有试管架39。试管架39用于放置纯化盒。托盘38沿径向的两端与转动盘35的垂直距离不同，即托盘38的第一端与转动盘35的垂直距离大于托盘38的第二端与转动盘35的垂直距离。纯化盒靠近托盘38的第二端的一端设有收集盒，如此在离心运动完成后，纯化盒靠近托盘38的第二端的收集盒中收集的核酸、蛋白质等物质将留存在收集盒中，而不会返回到纯化盒的其他部位。
集电环31用于将旋转电机36处的电源提供至转动支架37或托盘38处，为设置在转动支架37或托盘38的电子设备供电。电子设备通过线缆与集电环31的内环312连接，旋转电机36通过线缆与集电环31的外环311连接，外环311相对摆动盘22静止，内环312与转子33一同转动，在集电环31的内部，内环312与外环311转动连接且保持电连接。如此可防止转子33转动时，线缆缠绕并拧断，解决了设置在转动支架37或托盘38的电子设备的供电问题。
工作时，摆动电机25先对试管进行摇匀，转动盘22及试管架39返回到水平位置后，旋转电机36驱动转动盘35及试管架39进行离心运动。
本实施方式中，摆动电机25、旋转电机36均为带刹车功能的伺服电机，当伺服电机停止工作时，其输出轴立即停止转动。如此可防止多余的摇摆及离心运动。
与现有技术相比，本发明的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪包括一个底座10、一个设置在底座10上的摆动机构20，以及一个设置在所述摆动机构20上的转动机构30，所述摆动机构20包括两个间隔设置的转轴21、一个设置在所述两个转轴21之间的摆动盘22、一个与摆动盘22的远离底座10的一侧固定连接的定子23，以及一个固定盖设于定子23上的盖板24，所述摆动盘22的中部设有通孔，所述通孔包括一个第一台阶孔221、一个第二台阶孔222以及一个连通第一、第二台阶孔的直筒223，所述定子23的中部具有第三台阶孔231，所述转动机构30包括一个插设于直筒223中的集电环31、一个设置于第一台阶孔221上的平面推力轴承32、一个设置在平面推力轴承32上的转子33、一个套设于转子33外侧且位于定子23的第三台阶孔231中的轴承34，以及一个与转子33远离底座10的一端固定连接的转动盘35，所述集电环31包括一个外环311及转动插设于外环311中的内环312，所述外环311朝向底座10的一端固定设置于第二台阶孔222中，所述转子33朝向底座10的一端的外侧具有一个法兰331，所述轴承34夹设于所述法兰331与盖板24之间。如此集合摇匀功能及离心运动于一体、无需转移试剂管、操作简单、效率较高、结构紧凑、占用面积小、稳定性高。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪包括一个底座(10)、一个设置在底座(10)上的摆动机构(20)，以及一个设置在所述摆动机构(20)上的转动机构(30)，所述摆动机构(20)包括两个间隔设置的转轴(21)、一个设置在所述两个转轴(21)之间的摆动盘(22)、一个与摆动盘(22)的远离底座(10)的一侧固定连接的定子(23)，以及一个固定盖设于定子(23)上的盖板(24)，所述摆动盘(22)的中部设有通孔，所述通孔包括一个第一台阶孔(221)、一个第二台阶孔(222)以及一个连通第一、第二台阶孔的直筒(223)，所述定子(23)的中部具有第三台阶孔(231)，所述转动机构(30)包括一个插设于直筒(223)中的集电环(31)、一个设置于第一台阶孔(221)上的平面推力轴承(32)、一个设置在平面推力轴承(32)上的转子(33)、一个套设于转子(33)外侧且位于定子(23)的第三台阶孔(231)中的轴承(34)，以及一个与转子(33)远离底座(10)的一端固定连接的转动盘(35)，所述集电环(31)包括一个外环(311)及转动插设于外环(311)中的内环(312)，所述外环(311)朝向底座(10)的一端固定设置于第二台阶孔(222)中，所述转子(33)朝向底座(10)的一端的外侧具有一个法兰(331)，所述轴承(34)夹设于所述法兰(331)与盖板(24)之间。
2.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述摆动机构(20)还包括一个设置于底座(10)上的摆动电机(25)、一个与所述转轴(21)的末端固定连接的同步带轮(26)，以及连接摆动电机(25)的输出轴与同步带轮(26)的同步带(27)，所述底座(10)包括一个底板(11)，以及两个垂直并间隔设置于底板(11)上的支架(12)，所述支架(12)的顶部设有第一通孔(121)，第一通孔(121)内设有第一轴承(13)，所述转轴(21)穿过第一轴承(13)并与同步带轮(26)连接。
3.如权利要求2所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述转动机构(30)还包括一个设置于所述摆动盘(22)朝向底座(10)的一侧的旋转电机(36)，所述旋转电机(36)的输出轴穿过直筒(223)及集电环(31)并与所述转子(33)连接。
4.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述转子(33)朝向底座(10)的侧面设有第四台阶孔(332)，该第四台阶孔(332)与所述摆动盘(22)的第一台阶孔(221)形成容置区间，所述平面推力轴承(32)位于该容置区间内。
5.如权利要求3所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述摆动电机(25)及旋转电机(36)均为带刹车功能的伺服电机。
6.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述定子(23)的第三台阶孔(231)到所述摆动盘(22)的最大距离与所述转子(33)的法兰(331)到所述摆动盘(22)的最大距离相等，以将所述轴承(34)放置在该第三台阶孔(231)与该法兰(331)上。
7.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述集电环(31)的外环(311)的朝向底座的一端的周向边缘处设有凸缘(313)，该凸缘(313)固定设在所述第二台阶孔(222)上。
8.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述轴承(34)包括一个轴承内环与一个与该轴承内环间隔设置的轴承外环，所述第三台阶孔(231)的直径与所述轴承内环的内径相当，所述法兰(331)的外径与所述轴承外环的外径相当。
9.如权利要求8所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述轴承(34)为一个双排球轴承。
10.如权利要求1所述的结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪，其特征在于：所述转动盘(35)远离底座(10)的一侧还连接有托盘(38)，所述托盘(38)的第一端与转动盘(35)的垂直距离大于托盘(38)的第二端与转动盘(35)的垂直距离。
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