医学试剂调配与整合设备
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域,具体地,涉及一种医学试剂调配与整合设备。
背景技术
一种成熟的医疗试剂,需要经过非常多次的实验才能最终成型,而生物医学检测试剂的实验过程,是需要借助调配用的器皿和辅助仪器来完成实验及提高实验操作的效率,例如,通过试管对试剂体积、通过电子秤对试剂的重量进行测量以及通过滴管添加定量试剂进行混合等;现有技术中,上述试剂实验都是由人工借助辅助仪器进行,一些人为操作失误是不可避免的,而且如用滴管添加定量试剂操作,人工更是需要会花费较长的时间,这些因素都会严重影响医学试剂实验的效率。
发明内容
针对现有技术中生物医学检测试剂的实验需要工人操作的不足,本发明提供一种医学试剂调配与整合设备。
本发明公开的医学试剂调配与整合设备包括器皿设置部,其包括加样器枪头盒件以及设于加样器枪头盒件一侧的第一器皿设置件;第一器皿设置件包括称重测试件以及设于称重测试件上的第一器皿设置位;
器皿件,其包括设于加样器枪头盒件的加样器枪头和设于第一器皿设置位的器皿;以及
设于器皿设置部上方的移动部和调配部;移动部包括横设于器皿设置部上方的水平驱动件以及设于水平驱动件的第一竖直驱动件;调配部包括注射泵以及与注射泵连通的注射泵头件;注射泵头件设于第一竖直驱动件;注射泵头件与加样器枪头相适配。
根据本发明一实施方式,器皿设置部还包括沉淀件;沉淀件设于第一器皿设置件远离加样器枪头盒件的一侧;加样器枪头盒件、第一器皿设置件以及沉淀件共直线设置。
根据本发明一实施方式,器皿设置部还包括第二器皿设置件;第二器皿设置件设于加样器枪头盒件与第一器皿设置件之间。
根据本发明一实施方式,器皿设置部还包括设于加样器枪头盒件另一侧的废弃针头收集盒。
根据本发明一实施方式,移动部还包括设于第一竖直驱动件的第二竖直驱动件;
调配部还包括蠕动泵以及与蠕动泵连通的蠕动泵枪头件;蠕动泵枪头件设于第二竖直驱动件。
根据本发明一实施方式,调配部还包括激光传感器;激光传感器设于第二竖直驱动件。
根据本发明一实施方式,加样器枪头盒件包括加样器枪头料盒、加样器枪头料盒底座以及料盒驱动件;加样器枪头料盒拆卸连接于加样器枪头料盒底座;加样器枪头料盒底座设于料盒驱动件。
根据本发明一实施方式,注射泵头件包括注射泵头座、注射泵头、弹性件、限位块以及脱枪头件;注射泵头座设于第一竖直驱动件;注射泵头一端设于注射泵头座,其另一端正对器皿设置部;注射泵头正对器皿设置部的另一端与加样器枪头相适配;弹性件以及限位块沿着注射泵头的长度方向套设于注射泵头;弹性件的一端与注射泵头座连接,其另一端连接限位块;限位块正对器皿设置部;脱枪头件包括脱枪头座以及脱块;脱枪头座设于第一竖直驱动件并位于注射泵头座侧边;脱块的一端设于脱枪头座,其另一端正对注射泵头;脱块的长度小于脱枪头座至弹性件之间的距离,并大于脱枪头座至限位块之间的距离。
根据本发明一实施方式,其还包括壳体;壳体的下部开设有一工作台;器皿设置部设于工作台;移动部以及调配部设于壳体内。
根据本发明一实施方式,沉淀件包括磁力架支座以及设于磁力架支座的磁力架件。
同现有技术相比,本医学试剂调配与整合设备的有益效果在于:器皿设于器皿设置部,由器皿设置部对器皿内试剂测重,移动部驱动调配部自动添加定量的试剂至器皿,可快速完成试剂重量的精确测量和试剂的定量注入,进而提升医疗试剂实验的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为实施例中医学试剂调配与整合设备的整体结构示意图;
图2为实施例中医学试剂调配与整合设备的内部结构示意图;
图3为实施例中图2的A部放大图;
图4为实施例中医学试剂调配与整合设备的另一视角内部结构示意图;
图5为实施例中图4的B部放大图;
图6为实施例中医学试剂调配与整合设备的运行状态示意图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
参照图1、图2和图4,本实施例中的医学试剂调配与整合设备包括器皿设置部1、器皿件2、移动部3、调配部4以及壳体5。
壳体5包括工作台51以及主壳体52。主壳体52为矩形体状,其下部开设有一工作区间521,具体的,工作区间521由矩形体的一侧面向着矩形体内部凹陷而成,工作区间521的纵截面为U型。工作台51设于工作区间521的底部,且,工作台51的部分向着主壳体52的内部延伸。工作台51的表面垂直设有龙门架511,龙门架511的横梁平行与工作台51,具体的,龙门架511设于工作台51延伸至主壳体52内部的部分,使得龙门架511位于主壳体52内部。
器皿设置部1设于工作台51上,具体的,设在工作台51位于工作区间521的部分;器皿件2设于器皿设置部1;移动部3以及调配部4均设于龙门架511,具体的,移动部3和调配部4位于器皿设备部1正上方的主壳体52内部。
工作台51以及工作区间521的设置,是为了便于对器皿设置部1以及器皿件2进行调配试剂时的操作;主壳体52用于对移动部3和调配部4进行保护。此外,主壳体52的底部四角分别螺接有垫脚522,可通过调节垫脚522的螺接深度来保证主壳体52平衡;主壳体52的侧壁还开设散气孔523,用于主壳体52内部的散热。
器皿设置部1包括加样器枪头盒件11以及第一器皿设置件12。加样器枪头盒件11以及第一器皿设置件12均设于工作台51,第一器皿设置件12位于加样器枪头盒件11的一侧,两者沿着工作区间521的长度方向共直线设置。
第一器皿设置件12包括称重测试件121以及第一器皿设置位122。称重测试件121设于工作台51上,也可嵌设于工作台51,第一器皿设置位122设于称重测试件121上。称重测试件121具体为称重传感器,例如,电阻应变式称重传感器,它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号,通过称重测试件121可对置于其上的物体进行重量测量。第一器皿设置位122具体为可竖直放置器皿的支架,例如,试管支架,在已知试管支架和试管重量的情况下,称重测试件121即可准确测试出试管内调配试剂的重量。
器皿件2包括加样器枪头21以及器皿22。加样器枪头21设于加样器枪头盒件11,其数量可为多个,多个加样器枪头21可以矩阵的形式设于加样器枪头盒件11;具体的,加样器枪头21为一次性的圆锥形针头,其具有针头端以及注射端,注射端为中空的管状,在设置时,加样器枪头21的针头端向下,加样器枪头21的注射端向上。器皿22设于第一器皿设置位122,其用于放置试剂,具体的,器皿22为试管或容量瓶等其他实验用于盛放液态试剂的容器。
移动部3包括水平驱动件31以及第一竖直驱动件32。水平驱动件31沿着龙门架511横梁的长度方向固接于龙门架511的横梁的一侧壁,水平驱动件31与工作台51平行,且水平驱动件31的长度等于或大于龙门架511横梁的长度。水平驱动件31具体为单轴模组,单轴模组也被成为直线滑台模组或单轴机械手,其由伺服电机作为驱动动力,由直线导轨作为导向,通过滚珠丝杆传动滑台,使得滑台沿着直线导轨的方向进行往复运动,需要被移动设于滑台上,即可实现物体的定位以及移动。第一竖直驱动件32设于水平驱动件31,具体的,第一竖直驱动件32固接于水平驱动件31的滑台上,并垂直于工作台51。水平驱动件31驱动第一竖直驱动件32沿着水平方向进行直线往复运动,并能实现第一竖直驱动件32的精准定位,且第一竖直驱动件32直线运动长度与工作区间521的长度一致。第一竖直驱动件32也为单轴模组,其可驱动自身上的滑台沿着竖直方向进行往复运动以及精准定位,即第一竖直驱动件32的滑台可沿着工作区间521的高度方向进行往复运动以及精准定位。
调配部4包括注射泵41、注射泵头件42以及注射胶管46。注射泵41固接于龙门架511,具体的,注射泵41固接于龙门架511的横梁背向水平驱动件31的另一侧壁,注射泵41可采用微量注射泵,例如,型号为SK114SK500I的注射泵。注射泵头件42设于第一竖直驱动件32的滑台上,其在第一竖直驱动件32的驱动下沿着工作区间的高度方向进行往复运动或定位某处位置,并且在水平驱动件31驱动第一竖直驱动件32在水平方向移动时同步驱动注射泵头件42在水平方向的移动以及定位,即水平驱动件31以及第一竖直驱动件32配合驱动下,实现了注射泵头件42在工作区间521的长度以及高度方向的定位和直线往复运动。注射胶管46为橡胶管,其两端分别与注射泵41的输出端以及注射泵头件42的输入端连通。注射泵41输入端的外管与试剂连通,注射泵41工作后,注射试剂通过注射胶管46后被送至注射泵头件42。
注射泵头件42与加样器枪头21相适配,加样器枪头21的注射端可拆卸连接于注射泵头件42,并且注射泵头件42与加样器枪头21的内部连通。试剂依次通过注射泵41的外管、注射泵41、注射胶管46以及注射泵头件42后到达加样器枪头21,然后试剂从加样器枪头21注入到相应的器皿22内。此外,注射泵41的外管可以设置在不同的试剂内,如此通过注射器41外部管道连通试剂的替换,可以实现不同试剂的注入。
移动部3的驱动原理如下,水平驱动件31驱动第一竖直驱动件32移动至加样器枪头盒件11的正上方,同步带动注射泵头件42移动至射针头盒件11正上方,并与射针头盒件11设置的加样器枪头21正对,第一竖直驱动件32驱动注射泵头件42向下运动,使得注射泵头件42与加样器枪头21连接,而后第一竖直驱动件32再驱动注射泵头件42向上运动,水平驱动件31再驱动注射泵头件42移动至第一器皿设置件12的正上方,而后第一竖直驱动件32再驱动注射泵头件42向下运动,使得加样器枪头21设于器皿22内,此时,注射泵41启动,试剂即可注射至器皿22内,而称重测试件121实时对注入的试剂精确测量,达到所需试剂量时,注射泵41停止注射。具体的控制过冲可通过控制器完成,控制器可为工业用PLC控制器或者MCU控制器,两者均能实现逻辑驱控制以及简单的数据分析处理。
在医学实验中,有时需要分离人体或动物体内的生物体液中的各种细胞,其中,人体可为正常健康的人员或各种疾病患者,例如肿瘤患者、各种心脑血管疾病患者等,动物可为实验动物等,上述的生物体液在分离细胞时需要在一定重量体液中添加定量的分离试剂,例如人体的生物体液中红细胞与非血源性有核细胞、肿瘤细胞、血管上皮细胞等细胞的有效分离,需要低渗溶破裂红细胞,或利用一种细胞分离介质来分离,细胞分离介质在20摄氏度下的比重为1.07156~1.07738克/毫升。上述医学实验需要先将生物体液设置在第一器皿设置位122的试管内,称重测试件121精确的测出生物体液的重量;然后由水平驱动件31以及第一竖直驱动件32配合驱动加样器枪头21至第一器皿设置位122的试管内,再由注射泵4定量添加分离试剂,称重测试件121可实时反应出试管内的重量变化,完成生物体液重量的精确测量以及分离试剂的定量添加。
复参照图2和图4,进一步,加样器枪头盒件11包括加样器枪头料盒111、加样器枪头料盒底座112以及料盒驱动件113。加样器枪头料盒底座112设于工作台51,加样器枪头料盒111可拆卸连接于加样器枪头料盒底座112,具体的,加样器枪头料盒底座112设有与加样器枪头料盒111底部相适配凹槽,加样器枪头料盒111对应设于加样器枪头料盒底座112的凹槽内,形成可拆卸的连接关系。多个加样器枪头21设于加样器枪头料盒111内,并按照矩阵排列。加样器枪头料盒底座112设于料盒驱动件113,料盒驱动件113为单轴模组,加样器枪头料盒底座112具体设于料盒驱动件113的滑台上,料盒驱动件113驱动加样器枪头料盒底座112沿着工作区间521的宽度方向移动,用于移动加样器枪头料盒111内加样器枪头21上料。具体的,移动加样器枪头料盒111内前一排的加样器枪头21被注射泵头件42全部移动后,后一排加样器枪头21向前移动至前一排的的加样器枪头21的位置,便于注射泵头件42的‘抓取’加样器枪头21。
参照图2至图6,更进一步,注射泵头件42包括注射泵头座421、注射泵头422、弹性件423、限位块424以及脱枪头件425。注射泵头座421垂直设于第一竖直驱动件32的滑台上,第一竖直驱动件32驱动注射泵头座421沿着竖直方向移动。注射泵头422为中空的管型,其一端垂直设于注射泵头座421,其另一端正对器皿设置部1;注射泵头422设于注射泵头座421的一端与注射胶管46连通,注射泵头422正对器皿设置部1的另一端与加样器枪头21的注射端相适配;注射泵头422正对器皿设置部1的另一端可拆卸连接于加样器枪头21的注射端,具体的,注射泵头422的横截面的外径等于加样器枪头21的注射端的横截面的内径,当注射泵头422可正对插入加样器枪头21的注射端时,加样器枪头21套设于注射泵头422的端部,实现加样器枪头21的自动连接,从注射胶管46过来的试剂即可通过注射泵头422从加样器枪头21注入至器皿22中。弹性件423以及限位块424沿着注射泵头422的长度方向套设于注射泵头422的外壁,弹性件423的一端与注射泵头座421连接,其另一端连接限位块424,限位块424正对器皿设置部1;弹性件423具体为弹簧,限位块424具体为方形块状。
第一竖直驱动件32驱动注射泵头座421移动,同步驱动注射泵头422、弹性件423以及限位块424沿着竖直方向移动。脱枪头件425包括脱枪头座4251以及脱块4252。脱枪头座4251设于第一竖直驱动件32,具体的,脱枪头座4251不设置在第一竖直驱动件32的滑台上,而是设置在第一竖直驱动件32的直线导轨的壳体上,脱枪头座4251不随着第一竖直驱动件32的滑台在竖直方向进行往复运动;脱枪头座4251位于注射泵头座421侧边。脱块4252的一端设于脱枪头座4251,其另一端正对注射泵头422;脱块4252的长度小于脱枪头座4251至弹性件423之间的距离,并大于脱枪头座4251至限位块424之间的距离,当第一竖直驱动件32的滑台带动注射泵头422向上运动经过脱块4252时,脱块4252会推动限位块424向下移动,进而推动加样器枪头21脱离注射泵头422,此时弹性件42处于拉伸状态,而后第一竖直驱动件32的滑台带动注射泵头422向下运动,脱块4252与限位块424脱离,弹性件42在自身的弹力作用下恢复原状,使得限位块424回位,如此实现加样器枪头21的自动脱离。加样器枪头21直径较小,其内通过多种配液试剂时会有试剂残留,通过自动更换加样器枪头21,避免了不同的配液试剂相混合,影响配液结果。
复参照图2和图4,更进一步,器皿设置部1还包括沉淀件13;沉淀件13设于工作台51,沉淀件13位于第一器皿设置件12远离加样器枪头盒件11的一侧,加样器枪头盒件11、第一器皿设置件12以及沉淀件13共直线设置。沉淀件13包括磁力架支座131以及磁力架件132。磁力架件132为设置器皿的支架,例如,试管架,其嵌设于磁力架支座131内,磁力架支座131内设置有磁铁,存有试剂的器皿22设于磁力架件132后,磁力架支座131内的磁力可吸附试剂内具体吸磁效应的粒子,进而加速试剂的沉淀。上述医学实验中,生物体液在添加好分离试剂后,可由人工移动试管至磁力架件132,通过磁力架支座131内磁力,加速生物体液内细胞分离。
复参照图2和图4,更进一步,器皿设置部1还包括第二器皿设置件14。第二器皿设置件14设于工作台51,并位于加样器枪头盒11与第一器皿设置件12之间,其具体为设置器皿的支架,用于器皿22存放,例如,称量好调配试剂计量的试管存放。上述医学实验中,分离好细胞的生物体液的试管可放置在第二器皿设置件14,以观察后用。
复参照图2和图4,更进一步,器皿设置部1还包括废弃针头收集盒15,废弃针头收集盒15设于工作台51,并位于的加样器枪头盒件11另一侧;废弃针头收集盒15用于收集废弃的加样器枪头21;具体的,废弃针头收集盒15放置于工作台51上,其内废弃加样器枪头21放置满后,即可进行清理。废弃针头收集盒15的外壁具有把手,方便对废弃针头收集盒15的清理。
加样器枪头盒件11、第一器皿设置件12、沉淀件13、第二器皿设置件14以及废弃针头收集盒15沿着工作取件521的长度方向共直线设置。
复参照图2至图5,更进一步,移动部3还包括第二竖直驱动件33。第二竖直驱动件33设于第一竖直驱动件32;竖直驱动件33为电动推杆,其又名直线驱动器,主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构,例如,型号为HW-02的工业小型电动推杆。
调配部4还包括蠕动泵43、蠕动泵枪头件44以及蠕动胶管47。蠕动泵43设于龙门架511,具体的,固接于龙门架511的横梁背向水平驱动件31的另一侧壁。蠕动泵枪头件44通过一连接板与第二竖直驱动件33的输出端连接,蠕动泵枪头件44的输出端正对工作台51,蠕动泵43与蠕动泵枪头件44之间通过蠕动胶管47连通。
蠕动泵枪头件44包括蠕动枪头座441以及蠕动泵针头442,蠕动枪头座441通过另一连接板与第二竖直驱动件33的输出端连接,第二竖直驱动件33驱动蠕动枪头座441沿着竖直方向往复运动,蠕动泵针头442的一端设于蠕动枪头座441,蠕动泵针头442的另一端正对工作台51;蠕动泵针头442为中空针管,蠕动胶管47的一端与蠕动泵43的输出端连通,蠕动胶管47的另一端设于中空的蠕动泵针头442内;蠕动泵43可采用型号为YZ35的蠕动泵,其可产生吸力,把器皿22中试剂废液抽取出来。具体的,在器皿22中出现废弃试剂之后,水平驱动件31驱动第一竖直驱动件32移动至器皿22正上方,同步带动第二竖直驱动件33处于器皿22正上方,第二竖直驱动件33驱动蠕动枪头座441向下运动,同步带动蠕动泵针头442向下插入器皿22中,蠕动泵43抽离器皿22中的废液。
参照图2至图5,更进一步,调配部4还包括激光传感器45,激光传感器45通过再一连接板固接于蠕动枪头座441,第二竖直驱动件33驱动蠕动枪头座441移动时可同步带动激光传感器45沿着竖直方向进行往复运动。具体的,激光传感器45可为对射型光电传感器,对射型光电传感器具有发射端和接收端,发射端发出红光或红外,接收端接收,有物体经过光线切断,便输出信号,试剂的隔离层会阻断射型光电传感器的光线的传递,设置激光传感器45的发射端沿着水平方向,当发射端通过试剂的隔离层时信号被阻挡,通过隔离层信号重新出现,依此即可测量出试剂隔离层的厚度。具体的,水平驱动件31驱动第一竖直驱动件32移动至器皿22上方,同步带动第二竖直驱动件33处于器皿22上方,第二竖直驱动件33驱动激光传感器45向下运动,并且激光传感器45沿着平行于器皿22的直线运动,此时激光传感器45发出激光,根据激光信号被阻断时第二竖直驱动件33的行径距离确定器皿中试剂隔离层的厚度。上述医学实验中,分离好细胞的生物体液在试管内会出现分离层,通过激光传感器45可精确的测出分离层的厚度。
器皿22设于器皿设置部1,由第一器皿设置件12对器皿22内试剂测重,移动部3驱动调配部4自动添加定量的试剂至器皿22,可快速完成试剂重量的精确测量和试剂的定量注入,此外,沉淀件13可加速器皿22中试剂沉淀,激光传感器45可快速测试出器皿22中隔离层的厚度,使得医疗试剂的实验效率得以提升,增加了医疗试剂实验的效率。
上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。