CN108931414B

CN108931414B - 细胞制片染色一体机

Info

Publication number: CN108931414B
Application number: CN201710370201.4A
Authority: CN
Inventors: 夏炜
Original assignee: Beijing Chengzhi Guanghui Tech Co ltd
Current assignee: Beijing Chengzhi Guanghui Tech Co ltd
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: CN108931414A

Abstract

本发明公开了一种细胞制片染色一体机，属于生物实验设备领域。包括：离心转盘，滑动连接在离心轴上，随离心轴转动；离心筒，呈圆周排列在离心转盘上，用于盛放细胞悬浊液；废液出口，穿透离心筒靠近离心转盘的侧壁；定位盘，固定在离心轴上，位于离心转盘下方；顶升件，设于定位盘上，控制离心转盘沿离心轴靠近或远离定位盘运动；定位柱，伸出定位盘穿过离心转盘，当离心转盘沿离心轴靠近或远离定位盘运动时，封闭或脱离废液出口。本方案可以同时对所有离心筒内的废液进行抽离处理，减小废液浸泡对玻片观察的影响。

Description

细胞制片染色一体机

技术领域

本发明涉及生物实验设备领域，特别涉及一种细胞制片染色一体机。

背景技术

如图1所示，细胞制片染色一体机通常包括工作台1和一端铰接在工作台1上的安全罩2。安全罩2闭合时与工作台1之间扣合围成一个空间。在这个空间内的工作台1表面分布有样品存放机构3、移液机构4、离心机构5、废液处理机构6、染色机构7。

首先将制备好的各种样品细胞的悬浊液放置到样品存放机构3中。样品存放机构3包括受控于电机的转盘，电机设于工作台1内部的空间内。电机选为伺服电机，转盘上沿其圆周方向可拆卸固定有若干盛放皿，盛放皿用于放置制备好的样品细胞的悬浊液。

离心机构5包括离心转盘52，离心转盘52穿设在离心轴51上，离心轴51受控于位于工作台1内的电机，该电机选为步进电机。离心转盘52上延期圆周方向分布有两圈离心单元54，这两圈离心单元54构成的圆形圆心落在离心轴51的转动轴上。

移液机构4位于样品存放机构3与离心机构5之间，将样品存放机构3中各个盛放皿内的细胞悬浊液吸取，并释放到离心转盘52上的离心单元54内。在移液过程中，样品存放机构3与离心机构5配合移液机构4转动，以使各个盛放皿内的细胞悬浊液可以分别放置到各个离心单元54内。

控制离心轴51转动，并带动离心转盘52转动，使得离心单元52内的细胞与承载溶液分离，并实现附着制片。

废液处理机构6相邻于离心机构5设置，并在离心制片后将离心单元52内剩余的废液吸走。废液处理机构6包括移动架62和固定在移动架62上的废液吸管61，废液吸管61受控于移动架62，并转动至离心转盘52上方。离心转盘52配合废液吸管61转动，并使废液吸管61正对离心单元54。然后移动架62控制废液吸管61下降并插入废液中，将废液吸走。

离心机构5旁边还设有染色机构7，染色机构7分别向每个离心单元54内滴放染色剂，在这个过程中，离心转盘52配合染色机构7转动。

染色剂滴放完毕后，控制离心转盘52转动，使得染色剂充分与细胞相接触染色。

最终，完成细胞的制片和染色，可对样品取出进行观察。

其中，如图2所示，离心单元54包括承载盒541、插入承载盒541的玻片，设于承载盒541上露出部分玻片542的连通口5412、和插接在连通口5412上的离心筒543。当废液处理机构6分别对每个离心筒543进行废液抽取时，等待抽取废液的离心筒543内部的废液会对制成的玻片进行浸泡，从而影响玻片542的观察使用。

并且废液处理机构在抽取废液时，废液吸管61与离心筒543之间会存留一定的间隙以减小碰撞，所以会有较多的废液残留。

发明内容

本发明的目的是提供一种细胞制片染色一体机，可以同时对所有离心筒内的废液进行抽离处理，减小废液浸泡对玻片观察的影响。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种细胞制片染色一体机，包括

离心转盘，滑动连接在离心轴上，随离心轴转动；

离心筒，呈圆周排列在离心转盘上，用于盛放细胞悬浊液；

废液出口，穿透离心筒靠近离心转盘的侧壁；

定位盘，固定在离心轴上，位于离心转盘下方；

顶升件，设于定位盘上，控制离心转盘沿离心轴靠近或远离定位盘运动；

定位柱，伸出定位盘穿过离心转盘，当离心转盘沿离心轴靠近或远离定位盘运动时，封闭或脱离废液出口。

通过采用上述技术方案，在离心筒底部开口，并通过定位柱封闭。定位柱固定在定位盘上，定位盘固定在离心轴上，离心筒设于离心转盘上，离心转盘滑动套设在离心轴上。当离心转盘滑动远离定位盘时，定位柱脱开离心筒，使得离心筒底部开口打开释放废液。从而使得离心筒统一释放废液，无需分别对每个离心筒进行废液抽取。顶升件可选为气缸或者连杆机构，或者其他能够实现离心转盘沿离心轴长度方向滑移并在滑移路径上任意一点固定的组件。

优选的，离心筒通过固定组件固定在承载盒上，承载盒连接离心筒的一侧朝向离心轴，承载盒铰接在伸出离心转盘的支架上。

通过采用上述技术方案，由于离心筒固定在承载盒上，承载盒铰接在支架上，所以定位柱脱开离心筒的过程中，承载盒会被拉动发生偏转。进而使得离心筒发生倾斜，其内部的废液向废液出口处流动，废液流的更彻底。

优选的，离心转盘上设有阻挡离心筒转动的限位板，当离心筒处于竖直状态时，限位板与离心筒之间留有一定间隙。

通过采用上述技术方案，位于离心筒转动路径上，阻挡离心筒转动的限位板，限定了离心筒的偏转范围，防止离心筒过度偏转。限位槽与离心筒外壁相配合，增加了离心筒与限位槽之间的接触面积，减小限位时发生碰撞产生的压强。限位槽内可增设橡胶等弹性材料制成的缓冲层，或者限位板本身与离心转盘弹性连接，以增大限位板的缓冲能力。

优选的，限位板上开有用于配合离心筒的限位槽。

通过采用上述技术方案，限位槽可以增加限位板与离心筒的接触面积，减小离心筒转动撞击到限位板时产生的压强。在限位槽内，增设弹性材料制成的缓冲垫，进一步保护离心筒。

优选的，定位柱的截面半径沿伸出定位盘的方向逐渐变小。

通过采用上述技术方案，定位柱的截面半径逐渐变小，使得定位柱在向下运动时与废液出口相脱开，由于离心单元铰接在支架上，并且离心单元的中心偏向于离心筒处，所以当定位柱与废液出口相脱开时，离心筒便会向定位柱抽离的方向偏转，直到抵触到限位板。

优选的，定位柱上设有阻挡定位柱继续插入离心筒内的定位凸缘，当离心筒与定位凸缘相抵触时，离心筒处于竖直状态。

通过采用上述技术方案，定位凸缘方便操作者手动逐一安装离心单元时进行定位提示，当离心筒抵触到定位凸缘，说明定位柱已插入并密封废液出口，并且此时的离心筒处于竖直状态。

优选的，离心转盘上设有导流槽，导流槽呈环形且对应若干废液出口。

通过采用上述技术方案，导流槽在废液流出的过程中起导流作用，将废液引导流到定位盘上，防止废液在离心转盘上蔓延形成污染。并且定位盘边缘凸出的挡流凸缘，防止废液流出定位盘，方便集中处理。

优选的，离心转盘朝向定位盘的面上突出有导流凸起，定位柱从导流凸起处穿入离心转盘。

通过采用上述技术方案，导流凸起在废液流出的过程中起导流作用，将废液引导流到定位盘上，防止废液在离心转盘上蔓延形成污染。

优选的，定位盘的边缘朝向离心转盘凸出有挡流凸缘。

通过采用上述技术方案，防止废液流出定位盘，方便集中处理。

优选的，离心轴上凸出有滑轨，滑轨沿离心轴的长度方向延伸，离心转盘上开有与滑轨相适配的滑槽，离心轴伸出工作台的一端通过螺纹配合连接有端盖，端盖阻止离心转盘滑动脱开离心轴。

附图说明

图1是背景技术附图；

图2是现有技术离心单元的结构示意图；

图3是实施例一表示细胞制片染色一体机的结构示意图；

图4是实施例一表示定位盘与离心转盘位置关系的示意图；

图5是实施例一中离心单元处于转动离心状态的示意图；

图6是实施例一表示离心单元结构的示意图；

图7是实施例一表示离心单元与支架连接结构的示意图；

图8是实施例一中离心单元处于离心后放出废液的状态；

图9是实施例二表示清洗槽与烘干槽位置的示意图；

图10是表示移液针转动原理的示意图；

图11是表示移液机构与清洗槽和烘干槽位置关系的示意图；

图12是表示清洗槽和烘干槽结构的示意图；

图13是表示分隔门结构的示意图。

图中，1、工作台；

2、安全罩；

3、样品存放机构；

4、移液机构；41、升降杆；42、转臂；43、移液针；44、伺服电机；45、吸液通道；46、齿轮轴；

5、离心机构；51、离心轴；511、端盖；512、滑轨；52、离心转盘；521、支架；522、导流槽；523、导流凸起；524、限位板；5241、限位槽；525、滑槽；53、定位盘；531、定位柱；5311、定位凸缘；532、气缸；533、挡流凸缘；54、离心单元；541、承载盒；5411、铰接槽；5412、连通口；5413、取片凹槽；5414、卡槽；542、玻片；543、离心筒；5431、废液出口；5432、导流角；5433、卡块；

6、废液处理机构；61、废液吸管；62、移动架；

7、染色机构；

8、清洗槽；81、喷头；82、喷流通道；83、废液通道；

9、烘干槽；91、烘干口；92、滤网；93、分隔门；931、弹性挡片；932、扭簧；933、缓冲层；934、吸水层；935、挡板；936、门框；94、支撑凸缘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图3所示，一种细胞制片染色一体机，包括工作台1和一端铰接在工作台1上的安全罩2。安全罩2闭合时与工作台1之间扣合围成一个空间。在这个空间内的工作台1表面分布有样品存放机构3、移液机构4、离心机构5、染色机构7。

控制离心轴51转动，并带动离心转盘52转动，使得离心单元54内的细胞与承载溶液分离，并实现附着制片。

最终，完成细胞的制片和染色，可对样品取出进行观察。

结合图6，离心单元54包括承载盒541，承载盒541一端为用于插入玻片542的开口，开口处开设取片凹槽5413以方便玻片的取放。承载盒541朝向离心轴51的面开有连通口5412，玻片542插入承载盒541内后，玻片542朝向连通口外露的部分恰好为玻片542上用于附着细胞的部分。

承载盒541的连通口5412上可拆卸安装有离心筒543。离心筒543为“L”形管道，其通常为玻璃制造的透明容器。离心筒543两端开口，一端开口与连通口5412相连，另一端用于细胞悬浊液、废液、染色剂等取放的开口。

离心筒543外侧靠近连通口5412的外壁上伸出有卡块5433，卡块5433突出离心筒543的厚度沿离心筒543的外壁逐渐变大。

连通口5412旁对应卡块5433处设有配合所述卡块5433的卡槽5414，卡块与卡槽5414构成连接离心筒543与承载盒541的固定组件。连通口5412正对离心筒543设有卡块5433的开口。先将离心筒543正对连通口5412贴合，此时卡块5433与卡槽5414错开，然后转动离心筒543，卡槽5414位于卡块5433的转动路径上，使得卡块5433恰好转动插入卡槽5414。

由于卡块5433转动进入卡槽5414的厚度逐渐变大，使得卡块5433在卡槽5414内逐渐卡紧。放卡块5433卡紧时，连通口5412与离心筒543的开口端面贴合密封。并且此时离心筒543用于细胞悬浊液、废液、染色剂等取放的部分与承载盒541平行。

结合图4与图7，承载盒541上位于连通口5412两侧的外壁上设有铰接槽5411，铰接槽5411一端开口，另一端为铰接端。离心转盘52上对应的设有若干安装承载盒541的支架521。支架521包括两个支杆，支杆远离离心转盘52的一端设有与铰接槽5411的铰接端相匹配的铰接柱。

承载盒541的连通口5412朝向离心轴51，并且铰接槽5411的开口正对铰接柱。此时将承载盒541插入支架521，使得铰接柱在铰接槽5411内滑动，直到铰接柱与铰接端相抵触配合。由于支架521呈环形分布在离心转盘52上，所以离心单元54呈环形分布在离心转盘52上。

当离心转盘52转动时，离心筒543内的细胞悬浊液因离心力而均匀铺在玻片542露出连通口5412的部分。由于悬浊液内细胞受到的离心力较大而均匀的贴附在玻片542上。

结合图4与图5，离心转盘52下方的离心轴51上固定有定位盘53，定位盘53上伸出有若干定位柱531，每个定位柱531均对应一个离心筒543设置，并且方离心筒543保持竖直状态时，其上的废液出口5431正对定位柱531。

离心筒543上设有供废液流出的废液出口5431。将离心单元54插接在支架521上时，保持离心筒543处于竖直状态。继续向离心转盘52方向插入安装离心单元54，使定位柱531插入到废液出口5431中。定位柱531的截面直径沿伸出定位盘53的方向逐渐变小，使得定位柱531在伸入离心筒543的过程中逐渐将废液出口5431封闭。定位柱531上设有定位凸缘5311，定位凸缘5311阻止定位柱531继续插入废液出口5431。

随着离心单元54的安装，当离心筒543抵触到定位凸缘5311上时，定位柱531恰好将废液出口5431密封，同时承载盒541恰好铰接在支架521上。此时由于定位柱531插入离心筒543内，使得离心筒543保持在竖直状态，即玻片542处于竖直状态。

结合图7与图8，离心转盘52滑动连接在离心轴51上，离心轴51上突出有滑轨512，离心转盘52上设有与滑轨512相匹配的滑槽525，使离心转盘52可沿离心轴51的长度方向滑动。离心轴51的端部通过螺纹配合连接有端盖511，端盖511阻止离心转盘52滑动脱离离心轴51。

如图5所示，定位盘53上固定有三个气缸532，相邻气缸532到离心轴51连线的夹角为120°。每个气缸532的输出轴均固定在离心转盘52的底部。同时控制三个气缸532顶升离心转盘52或者收缩，从而控制离心转盘52沿离心轴51的长度方向靠近或远离定位盘53。

结合图8，将细胞悬浊液离心处理后，废液依然积存在离心筒543内。此时控制气缸532的输出轴伸出气缸532，使得离心转盘52被推动沿离心轴51远离定位盘53。从而使得定位柱531逐渐抽离废液出口5431。由于在定位柱531抽离时，离心单元54相对于支架521发生转动，使得离心筒543倾斜，从而使得离心筒543内的废液向废液出口5431处流动。

在倒出废液时，每个离心单元54的倾斜路径上均设有组织离心单元54继续倾斜的限位板524，限位板524上朝向离心单元54的面上设有供离心单元54外壁相配合的限位槽5241。

倾斜引导废液流出时，离心筒543内高度低于废液出口5431处设有导流角5432，以减少废液残留。

由于定位柱531的截面大小是渐变的，所以在定位柱531在抽离废液出口5431的过程中，废液出口5431的外露面积逐渐变大，并且定位柱531在移出的过程中起到引流的作用，使得废液沿定位柱531流动。

如图8所示，离心转盘52上设有导流槽522，导流槽522为环形并且对应定位柱531设置。定位柱531从导流槽522的槽底穿出。

离心转盘52朝向定位盘53的一侧对应定位柱531穿过的位置凸出有导流凸起523，当废液流出时不易沿离心转盘52表面流动而扩大污染。

废液最终集中收集到定位盘53上，定位盘53周围凸出有阻挡液体流出的挡流凸缘533。

离心转盘52上的各离心单元54同时发生偏转，同时排出废液。

然后，保持离心转盘52的高度不变，人工逐个将离心单元54拆下进行清洗。由于定位盘53的承载空间有限，所以每经历10次离心制片后，需要将端盖511拆下，然后沿离心轴51的长度方向将离心转盘52取出，然后对定位盘53进行清洗。

实施例二：

一种细胞制片染色一体机，如图9所示，移液机构4包括移液针43，固定移液针43并带动移液针43靠近或远离工作台1移动的转臂42。转臂42受控于伸出工作台1的升降杆41，升降杆41可带动转臂42做转动或升降运动。

在离心机构5与废液处理机构6之间的工作台1上开有清洗槽8和烘干槽9。

结合图11，移液机构4为两个，且两个移液机构4固定移液针43的一端相对设置。清洗槽8和烘干槽9设于移液针43的转动路径上。当完成一次移液后，通过升降杆41控制转臂42依次转动到清洗槽8或烘干槽9上方，并控制移液针43下降插入清洗槽8或烘干槽9内。

结合图12，清洗槽8的内壁上分布有若干喷头81，喷头81通过喷流通道82连通到储液罐内。储液罐有三个，分别盛放0.2%的过氧乙酸、肥皂水和双蒸水。连通三个储液罐的喷头81均匀分布在清洗槽8的内壁上，连通同一个储液罐的喷头81沿竖直方向排成一列。

其中，工作台1内部开设用于放置储液罐的腔室，储液罐一端连通喷头81，另一端伸出有添加清洗液的补料口。清洗液指0.2%的过氧乙酸、肥皂水、双蒸水等用于清洗移液针的物料。补料口靠近腔室的开口设置。

如图10所示，转臂42内设有连通真空泵的吸液通道45，移液针43回转连接在吸液通道45的端部。移液针43插入吸液通道45且相吸液通道45伸出有凸缘，吸液通道45的内壁设有阻挡该凸缘脱离吸液通道45的挡缘。凸缘与挡缘之间可相对转动。

移液针43外壁伸出有传动齿，传动齿通过齿轮轴46与伺服电机44的输出端传动连接。使移液针43受控于伺服电机44。

结合图10与图11，当移液针43插入清洗槽8内进行清洗时，首先控制连通盛放0.2%过氧乙酸储液罐的喷头81对移液针43进行喷淋。喷淋时通过伺服电机44控制移液针43转动，使得移液针43被喷淋消毒更彻底。先后启动不同的喷头81，使得移液针43分别经历过氧乙酸的消毒喷淋、肥皂水的洁净喷淋、和双蒸水的清洗喷淋。

如图12所示，当移液针43清洗完毕后，插入烘干槽9内。烘干槽9的内壁上开有若干连通风机的烘干口91。这些烘干口91对插入烘干槽9内的移液针43进行吹风烘干。

烘干槽9为圆柱形的槽孔，孔壁外外包围设置有封闭的整流腔，整流腔通过烘干口91与烘干槽9相连通。整流腔靠近烘干槽9槽底的一端与风机相连。

其中，清洗槽8与烘干槽9的槽底均开设有废液通道83，废液通道83连通废液收集装置。清洗槽8与烘干槽9靠近槽底处设有滤网92，滤网92支撑在伸出槽壁的支撑凸缘94上。

结合图12与图13，清洗槽8与烘干槽9之间通过分隔门93分隔。分隔门93包括滑动连接在工作台1上的门框936和相对伸出门框936并且交叠在一起的弹性挡片931构成。弹性挡片931铰接在门框936上，并且铰接端与门框936之间通过扭簧相连。

如图13所示，在扭簧的作用下，两弹性挡片931相互压合。弹性挡片931外包裹有一层缓冲层933，缓冲层933为弹性材料制成，通常选为橡胶。两弹性挡片931相交叠部分的表面设有吸水层934。吸水层934通常由棉、植物纤维布料制成。

当移液针43在清洗槽8内清洗完毕后，无需控制移液针43起升。只需控制移液针43向分隔门93处摆动，并将相互叠放的弹性挡片931推开，最后进入到烘干槽9内。

由于移液针43在推开弹性挡片931的过程中，与弹性挡片931上的吸水层934相接触，从而使得移液针43表面存留的双蒸水被吸干，加快移液针43的烘干效率。移液针43受控于伺服电机44做正向或逆向转动。从而使得移液针43表面更充分的与吸水层934相接触。弹性挡片931为弯曲状，控制移液针43正向或逆向转动，以配合弹性挡片931的形状，更易将弹性挡片931推开。

如图13所示，门框936靠近废液通道83的一端通过挡板935连接。挡板935的顶端用于支撑滤网92。在滑动取出门框936的同时，将滤网取出清洗或更换。弹性挡片931的底端位于滤网92上方，所以挡板935不会阻碍弹性挡片931的转动。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种细胞制片染色一体机，其特征在于：包括

离心转盘（52），滑动连接在离心轴（51）上，随所述离心轴（51）转动；

离心筒（543），呈圆周排列在离心转盘（52）上，用于盛放细胞悬浊液；

废液出口（5431），穿透离心筒（543）靠近离心转盘（52）的侧壁；

定位盘（53），固定在所述离心轴（51）上，位于所述离心转盘（52）下方；

顶升件，设于所述定位盘（53）上，控制所述离心转盘（52）沿所述离心轴（51）靠近或远离所述定位盘（53）运动；

定位柱（531），伸出所述定位盘（53）穿过所述离心转盘（52），当离心转盘（52）沿所述离心轴（51）靠近或远离所述定位盘（53）运动时，封闭或脱离所述废液出口（5431）。

2.根据权利要求1所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述离心筒（543）通过固定组件固定在承载盒（541）上，所述承载盒（541）连接所述离心筒（543）的一侧朝向所述离心轴（51），所述承载盒（541）铰接在伸出所述离心转盘（52）的支架上。

3.根据权利要求2所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述离心转盘（52）上设有阻挡所述离心筒（543）转动的限位板（524），当所述离心筒（543）处于竖直状态时，所述限位板（524）与所述离心筒（543）之间留有一定间隙。

4.根据权利要求3所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述限位板（524）上开有用于配合所述离心筒（543）的限位槽（5241）。

5.根据权利要求4所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述定位柱（531）的横截面半径沿伸出所述定位盘（53）的方向逐渐变小。

6.根据权利要求5所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述定位柱（531）上设有阻挡所述定位柱（531）继续插入所述离心筒（543）内的定位凸缘（5311），当所述离心筒（543）与所述定位凸缘（5311）相抵触时，所述离心筒（543）处于竖直状态。

7.根据权利要求6所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述离心转盘（52）上设有导流槽（522），所述导流槽（522）呈环形且对应若干所述废液出口（5431）。

8.根据权利要求7所述的细胞制片染色一体机，还包括工作台（1），其特征在于：所述离心转盘（52）设置在工作台（1）上，所述离心转盘（52）朝向所述定位盘（53）的面上突出有导流凸起（523），所述定位柱（531）从所述导流凸起（523）处穿入所述离心转盘（52）。

9.根据权利要求8所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述定位盘（53）的边缘朝向所述离心转盘（52）凸出有挡流凸缘（533）。

10.根据权利要求9所述的细胞制片染色一体机，其特征在于：所述离心轴（51）上凸出有滑轨（512），所述滑轨（512）沿所述离心轴（51）的长度方向延伸，所述离心转盘（52）上开有与所述滑轨（512）相适配的滑槽（525），所述离心轴（51）伸出所述工作台（1）的一端通过螺纹配合连接有端盖（511），所述端盖（511）阻止所述离心转盘（52）滑动脱开所述离心轴（51）。