CN109825418A - 一种克隆细胞自动筛选装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种克隆细胞自动筛选装置，涉及生物制药器械技术领域，包括具有一工作台面的机架，该机架布置有源微孔板堆栈开合盖模块、终微孔板堆栈开合盖模块、显微成像模块、枪头堆栈模块以及提取注射移动模块。源微孔板堆栈开合盖模块中的出入仓机构拖出相应的培养皿，显微成像模块的载物台接收该培养皿并通过荧光显微镜进行成像分析，确定最高产的菌落坐标，再通过提取注射移动模块的注射泵将高产量的克隆细胞进行提取，而后移动并注射到源微孔板堆栈开合盖模块相应的培养皿中，源微孔板堆栈开合盖模块的出入仓机构将该培养皿推入到储存仓中，完成克隆细胞的全自动筛选。

Description

一种克隆细胞自动筛选装置

技术领域

本发明涉及生物制药器械技术领域，特别涉及一种克隆细胞自动筛选装置。

背景技术

细胞株不仅是药物筛选以及实验设计的研究工具，也是生物制药研发以及大规模生产的载体，寻找合适的细胞株并将之挑选出来是成功进行药物研究和生产的关键，对于生物制药开发者来说，最梦寐以求的事莫过于筛选到一株高表达的细胞株。可是传统的方法是通过复杂的ELISA实验检测，或者通过有限稀释和细胞手工分选，往往需要耗费大量的时间和精力，人工效率低，结果还未必满意。所以，研发一套细胞克隆的筛选设备，可以为细胞克隆的筛选工作提供有力的支持，大大提高细胞的筛选效率，减少人工操作工作量，为科研工作者或药物研究企业筛选到高质量的细胞提供很好的工具，是一项非常有意义的事情。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种克隆细胞自动筛选装置，能够实现克隆细胞的自动筛选，挑选出高表达的细胞株。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种克隆细胞自动筛选装置，包括具有一工作台面的机架，该机架布置有源微孔板堆栈开合盖模块、终微孔板堆栈开合盖模块、显微成像模块、枪头堆栈模块以及提取注射移动模块，所述源微孔板堆栈开合盖模块和所述终微孔板堆栈开合盖模块均包括储存仓、出入仓机构以及开合盖机构，所述储存仓内布置有若干个插槽，各所述插槽放置有培养皿，所述出入仓机构包括可将培养皿从储存仓相应插槽拖出或推入到储存仓相应插槽中的第一卡钩，各所述培养皿上部均盖有培养皿上盖，所述开合盖机构具有将培养皿上盖抬升的两个开盖台阶，两个所述开盖台阶位于培养皿上盖两侧的移行路径上，所述显微成像模块包括荧光显微镜，该荧光显微镜包括用于接收所述源微孔板堆栈开合盖模块拖出的培养皿的载物台，所述提取注射移动模块包括具有针管的注射泵，该注射泵至少具有三个自由度，所述枪头堆栈模块包括供所述注射泵使用的多个枪头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述储存仓前端敞口，各所述插槽的插入口均位于储存仓前端，所述工作台面包括底板，所述底板还安装用于驱动所述储存仓升降的培养皿升降机构，所述底板开设有供所述储存仓通过的第一通孔。

作为上述技术方案的进一步改进，各所述培养皿前端开设有第一拖动槽口，各所述出入仓机构还包括驱动该第一卡钩前后移动的第二动力源，所述第一卡钩与所述第一拖动槽口相匹配。

作为上述技术方案的进一步改进，各所述培养皿上盖宽度定义为a，各所述培养皿被培养皿上盖所盖住部分的宽度定义为b，开合盖机构包括左右相对设置的两个导槽板，两个所述导槽板之间具有供所述培养皿前后移动的通行空间，两个所述导槽板相向的侧面定义为导槽面，两个开盖台阶布置在相应的导槽面上，各所述开盖台阶高度自后端向前端逐渐变大，两个所述开盖台阶之间的间距定义为c，a＞c＞b。

作为上述技术方案的进一步改进，所述培养皿包括培养皿底座和培养皿本体，所述培养皿底座上部开设有供所述培养皿本体放置的置入腔，所述b为培养皿本体的宽度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述开盖台阶包括后端的导入抬升阶、中后端的过渡平阶以及前端的开盖抬升阶。

作为上述技术方案的进一步改进，所述载物台安装有驱动培养皿沿y轴方向移动的显微y轴平台以及驱动该显微y轴平台沿x轴方向移动的显微x轴平台，所述显微y轴平台具有供培养皿推入的卡皿槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述枪头堆栈模块包括若干个相互叠放的托盘、用于驱动位于底部的所述托盘上下移动的托盘升降机构、用于夹紧相应托盘的两个夹紧机构以及用于剔除相应托盘的剔除机构，所述工作台面包括底板，所述底板开设有供各所述托盘上下移动所通行的第二通孔。

作为上述技术方案的进一步改进，各所述夹紧机构包括夹紧件以及驱动该夹紧件移动的第四动力源，两个所述夹紧件相对设置，两个所述夹紧件均具有用于夹紧相应所述托盘的夹紧面，所述剔除机构包括剔除板以及驱动该剔除板的第五动力源，所述剔除板具有用于移动相应所述托盘的驱动端。

本发明的有益效果是：源微孔板堆栈开合盖模块中的出入仓机构拖出相应的培养皿，显微成像模块的载物台接收该培养皿并通过荧光显微镜进行成像分析，确定最高产的菌落坐标，再通过提取注射移动模块的注射泵将高产量的克隆细胞进行提取，而后移动并注射到源微孔板堆栈开合盖模块相应的培养皿中，源微孔板堆栈开合盖模块的出入仓机构将该培养皿推入到储存仓中，完成克隆细胞的全自动筛选。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它设计方案和附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例另一个视角的结构示意图；

图3是本发明实施例中终孔板堆栈开合盖模块的结构示意图；

图4是本发明实施例中终微孔板堆栈开合盖模块另一个视角的结构示意图；

图5是本发明实施例中终微孔板堆栈开合盖模块的上视图；

图6是本发明实施例中终微孔板堆栈开合盖模块的正视图；

图7是本发明实施例中出入仓机构和工作台面装配的结构示意图；

图8是本发明实施例中出入仓机构的结构示意图，其中未出示第二导轨和第二动力源；

图9是本发明实施例中开合盖机构和工作台面装配的结构示意图；

图10是本发明实施例中开合盖机构和工作台面装配的剖视图；

图11是本发明实施例中导槽板的结构示意图；

图12是本发明实施例中培养皿和培养皿上盖的结构示意图

图13是本发明实施例中显微成像模块的上视图；

图14是本发明实施例中显微成像模块的结构示意图；

图15是本发明实施例中显微x轴平台和显微y轴平台装配的第一个视角的结构示意图，其中还出示了培养皿；

图16是本发明实施例中显微x轴平台和显微y轴平台装配的第二个视角的结构示意图，其中还出示了培养皿；

图17是本发明实施例中显微x轴平台和显微y轴平台装配的第三个视角的结构示意图，其中还出示了培养皿；

图18是本发明实施例中显微x轴平台和显微y轴平台装配的第四个视角的结构示意图；

图19是本发明实施例中荧光显微镜的结构示意图，其中未出示载物台；

图20是图18中A圈的局部放大图；

图21是本发明实施例中提取注射移动模块的结构示意图；

图22是本发明实施例中提取注射移动模块另一个视角的结构示意图；

图23是本发明实施例中提取注射移动模块另一个视角的结构示意图；

图24是本发明实施例中移液z轴驱动机构和注射泵装配的结构示意图；

图25是本发明实施例中移液z轴驱动机构和注射泵装配的另一个视角结构示意图；

图26是本发明实施例中枪头堆栈模块的结构示意图；

图27是本发明实施例中枪头堆栈模块另一个视角的结构示意图，其中第二基架部分结构未显示；

图28是本发明实施例中枪头堆栈模块另一个视角的结构示意图；

图29是本发明实施例中托盘底座的结构示意图；

图30是本发明实施例中托盘的结构示意图；

图31是本发明实施例中托盘的另一个视角的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例以及图1至图31对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1和图2，一种克隆细胞自动筛选装置，包括具有一工作台面的机架801，该机架801布置有源微孔板堆栈开合盖模块100、终微孔板堆栈开合盖模块700、显微成像模块400、枪头堆栈模块600以及提取注射移动模块500。另外，图中标示有坐标系，本领域技术人员可结合坐标系进行理解，但不能理解为对权利要求的限制。

具体而言，源微孔板堆栈开合盖模块100和终微孔板堆栈开合盖模块700 均包括储存仓110、出入仓机构以及开合盖机构。图3至图12出示了终微孔板堆栈开合盖模块700的结构示意图，储存仓110内布置有若干个插槽，各插槽放置有培养皿120，出入仓机构包括可将培养皿120从储存仓110相应插槽拖出或推入到储存仓110相应插槽中的第一卡钩215，各培养皿120上部均盖有培养皿上盖125，开合盖机构具有将培养皿上盖125抬升的两个开盖台阶320，两个开盖台阶320位于培养皿上盖125两侧的移行路径上。

作为优选，储存仓110前端敞口，各插槽的插入口均位于储存仓110前端，本实施例中，每个储存仓110内都布置有十个插槽，即储存仓110可放置十个培养皿120。工作台面包括底板101，底板101还安装用于驱动储存仓110升降的培养皿升降机构，底板101开设有供储存仓110通过的第一通孔102。进一步的，底板101安装有第一基架130，培养皿升降机构包括培养皿固定座106、安装在第一基架130上的第一动力源141、由该第一动力源141驱动的第一丝杆142以及与该第一丝杆142配合的第一螺母143，该第一螺母143安装在培养皿固定座106上，第一基架130安装有竖向布置的第一导轨144，培养皿固定座106安装有可沿该第一导轨144移动的第一滑块145，培养皿固定座106 成型有供储存仓110的放置空间。操作者，可将储存仓110放置到培养皿固定座106中，储存仓110顶部设有提手，第一动力源141为电机，第一动力源141 驱动培养皿固定座106沿第一导轨144升降，从而带动储存仓110升降。更进一步的，第一基架130包括安装在底板101上的机架固定板131以及与该机架固定板131连接的龙门架132，龙门架安装有轨道固定板133，第一导轨144 安装在该轨道固定板133上，第一导轨144底部安装有第一电机座板134，第一动力源141安装该第一电机座板134上。

各培养皿上盖125宽度定义为a，各培养皿120被培养皿上盖125所盖住部分的宽度定义为b，a＞b，各培养皿120前端开设有第一拖动槽口121，各出入仓机构还包括驱动该第一卡钩215前后移动的第二动力源201，第一卡钩215 与第一拖动槽口121相匹配。进一步的，培养皿120包括培养皿底座123和培养皿本体124，培养皿底座123上部开设有供培养皿本体124放置的置入腔，b 为培养皿本体124的宽度，第一拖动槽口121布置在培养皿底座123前端。进一步的，出入仓机构还包括布置在底板101的第二导轨203、可沿该第二导轨203移动的第二滑块204以及与该第二滑块204固接的连接架205，第二动力源 201通过皮带组件驱动第二滑块204前后移动，皮带组件包括主动轮、从动轮以及传动皮带202，主动轮安装在第二动力源201输出轴上，第二动力源201 为电机，传动皮带202紧套在主动轮和从动轮上，第二滑块204与传动皮带202 固接。进一步的，连接架205安装有提升组件，第一卡钩215安装在该提升组件上，提升组件包括驱动该第一卡钩215上下移动的第三动力源211，第三动力源211为电机，第三动力源211安装在该连接架205上。更进一步的，提升组件还包括由第三动力源211驱动的第三丝杆212、与该第三丝杆212连接的卡钩安装座214，卡钩安装座214布置有与第三丝杆212相匹配的第三内螺纹，卡钩安装座214安装有若干个提升导向轴213，连接架205安装有供相应提升导向轴213穿过的第三轴套，第一卡钩215安装在卡钩安装座214上。

作为优选，开合盖机构包括左右相对设置的两个导槽板310，两个导槽板 310之间具有供培养皿120前后移动的通行空间，两个导槽板310相向的侧面定义为导槽面，两个开盖台阶320布置在相应的导槽面上，各开盖台阶320高度自后端向前端逐渐变大，两个开盖台阶320之间的间距定义为c，a＞c＞b。进一步的，开盖台阶320包括后端的导入抬升阶321、中后端的过渡平阶322 以及前端的开盖抬升阶323。

第一动力源141驱动培养皿固定座106沿第一导轨144升降，从而带动储存仓110升降，可将相应的培养皿120移至所需位置，即培养皿120底部略高于底板101顶部。而后，出入仓机构的第一卡钩215钩住相应培养皿的第一拖动槽口121，从而将其拖出储存仓110。在此过程中，提升组件可通过第三动力源211来驱动卡钩安装座214下降，将第一卡钩215顶部下降到低于相应培养皿120的底部，第二动力源201驱动连接架205向后移动，将第一卡钩215移至第一拖动槽口121下方，而后上移卡钩安装座214，将第一卡钩215置放于第一拖动槽口121中，然后再通过第二动力源201驱动连接架205向前移动，将培养皿120拖出储存仓110。可结合图9至图11，出入仓机构继续驱动培养皿120向前移动，培养皿上盖125前端底部两侧分别与开盖台阶320的导入抬升阶321接触并逐步被抬升，培养皿120机械向前移动，培养皿上盖125逐渐被抬升，最终培养皿上盖125前端底部脱离培养皿本体124顶部，培养皿上盖125两侧分别架在相应的开盖台阶320上，具体而言，培养皿上盖125后端底部两侧分别停留在过渡平阶322上，依靠两者摩擦力，可保持培养皿上盖125 静止。

进一步作为优选的实施方式，各导槽板310设有第三导入斜面，各第三导入斜面位于相应导入抬升阶321上方，利于培养皿上盖125前端两侧切入到导入抬升阶321上。更进一步的，各导槽面底部均开设有供培养皿底座123侧边通过的底座槽330，各底座槽330后端均设有第一导向斜面331，利于培养皿底座123进入到两个底座槽330之间。

另外，终微孔板堆栈开合盖模块700还可以进行合盖操作，具体是出入仓机构将第一卡钩215置放于相应培养皿120的第一拖动槽口121中，将其往后端移动，培养皿120后端顶住培养皿上盖125后端内侧，逐渐将培养皿上盖125 从开合盖机构拖出，即培养皿上盖125脱离开盖台阶320，此时完成合盖操作，而后，将培养皿120放入相应的插槽中。作为优选，各底座槽330前端设有第二导向斜面332，利于培养皿底座123进入到两个底座槽330之间。

开合盖机构还包括左右相对设置两个导向滚轮组件340，各导向滚轮组件 340位于相应导槽板310后端，各导向滚轮组件340包括滚轮座341以及安装在该滚轮座341的滚轮342，两个滚轮342之间的间距等于b，滚轮轴线与底板 101的夹角定义为α，α开口朝向后端，α小于90°。终微孔板堆栈开合盖模块700在进行开盖操作时，两个导向滚轮组件340的滚轮342分别贴合培养皿上盖125两侧，具有一定斜度的滚轮342可将培养皿上盖125微微上扬，更有利于培养皿上盖125前端两侧切入到导入抬升阶321上。而进行合盖操作时，培养皿上盖125依靠重力即可。

进一步作为优选的实施方式，卡钩安装座214还安装有第二卡钩216，如图12所示，各培养皿120后端还开设有第二拖动槽口122，第一卡钩215安装在卡钩安装座214的后端，第二卡钩216安装在卡钩安装座214的前端。进一步的，提升组件位于底板101下方，底板101开设有供第一卡钩215和第二卡钩216两者所活动的通槽103，通槽103两侧具有用于承托培养皿120的承载面。又进一步的，各所述培养皿120均呈长方体状，第一拖动槽口121和第二拖动槽口122均呈T字状。通过在卡钩安装座214安装有第二卡钩216，当第一卡钩215拖出培养皿120后，卡钩安装座214可下降，移至培养皿120的后端，将第二卡钩216放置于第二拖动槽口122中，继续将培养皿120向前推进，如此，可使出入仓机构更为紧凑。

另外，储存仓110中，上下相邻的两个培养皿120的最小间距定义为m，第一卡钩215和第二卡钩216的厚度均定义为n，m＞n。

可结合图1和图2，源微孔板堆栈开合盖模块100和终微孔板堆栈开合盖模块700不同之处在于培养皿120，具体是源微孔板堆栈开合盖模块100中的每个培养皿120为六孔培养皿，即培养皿本体124布置了六个源微孔126，如图21所示。而终微孔板堆栈开合盖模块700中的培养皿120均为九十六孔培养皿，即培养皿本体124布置了九十六个终微孔127。本发明是在源微孔126内用半固定培养基将细胞固定，让细胞生长并自由分裂形成不连续的克隆，并将分泌的蛋白局限在分泌克隆的周围，后用显微成像模块400捕捉一系列高分辨率的白光和荧光图像，绘制出所有克隆及其分泌水平二维图像，确定最高产的菌落，再通过提取注射移动模块500将最高产的菌落从源微孔126中提取，转移注射到终微孔127中，提取、移动以及注射的步骤不断重复多次。本发明可不断重复上述步骤多次，实现克隆细胞的全自动筛选。

结合图13至图20，显微成像模块400包括荧光显微镜410，该荧光显微镜 410包括用于接收源微孔板堆栈开合盖模块100拖出的培养皿120的载物台419。具体而言，作为优选，荧光显微镜410包括显微镜体411、灯源412、衰减滤光切换机构413、荧光滤光切换机构414、物镜切换机构415、微调焦机构416、电子目镜417、显微镜摄像头418以及载物台419。其中，本实施例中，灯源 412选用100W汞灯；衰减滤光切换机构413包括衰减滤光片461，衰减滤光切换机构413具体是采用丝杆螺母机构来驱动衰减滤光片461平移，衰减滤光片 461上设置各种透光率的滤光片，来实现灯源412的光照强度选择；荧光滤光切换机构414包括荧光滤光镜462，荧光滤光切换机构414具体是采用丝杆螺母机构来驱动荧光滤光镜462平移，荧光滤光镜462上设有多个滤色镜，来选择相应的荧光信号；物镜切换机构415和微调焦机构416均采用同步带结构的形式，来实现自动调节；显微镜摄像头418可对载物台419上的待观察物进行拍照。

其中，载物台419安装有驱动培养皿120沿y轴方向移动的显微y轴平台 430以及驱动该显微y轴平台430沿x轴方向移动的显微x轴平台420，显微y 轴平台430具有供培养皿120推入的卡皿槽437。

具体而言，作为优选，显微x轴平台420位于载物台419上方，显微x轴平台420包括x轴移动台面424、布置在该x轴移动台面424的显微x轴齿条 423以及安装在载物台419上的显微x轴电机421，显微x轴电机421输出轴安装有与显微x轴齿条423配合的显微x轴齿轮422，显微y轴平台430安装在x 轴移动台面424，x轴移动台面424和载物台419之间布置有显微x轴滑轨组件。进一步的，显微x轴滑轨组件包括布置在载物台419上的两根显微x轴导轨425 以及与相应显微x轴导轨425配合的显微x轴滑块426，各显微x轴滑块426 安装在x轴移动台面424底部。

另外，作为优选，显微y轴平台430包括y轴移动台面434、布置在该y 轴移动台面434上的显微y轴齿条433以及安装在x轴移动台面424上的显微 y轴电机431，该显微y轴电机431输出轴安装有与显微y轴齿条433配合的显微y轴齿轮432，y轴移动台面434和x轴移动台面424之间布置有显微y轴滑轨组件。进一步的，显微y轴滑轨组件包括布置在x轴移动台面424上的两根显微y轴导轨435以及与相应显微y轴导轨435配合的显微y轴滑块436，各显微y轴滑块436安装在y轴移动台面434底部。

其中，卡皿槽437布置在y轴移动台面434一侧，且x轴移动台面424顶部在位于卡皿槽437位置处也向下设一凹口，即培养皿120推入卡皿槽437后，底部一部分是位于凹口处，但凹口仅提供承载力，培养皿120的移动沿y轴移动是由y轴移动台面434来驱动的。

y轴移动台面434在该卡皿槽437位置布置有压块组件，压块组件包括布置在卡皿槽437后端的后压块453，该后压块453截面呈Z字型，该后压块453 具有朝下伸出的卡紧臂454，该卡紧臂454内侧具有供培养皿120侧壁上端进入的卡紧槽455，卡紧臂454前端和后端均布置有卡紧导向面456，该后压块 453通过若干个第一螺栓安装在y轴移动台面434上，各第一螺栓头部与所后压块453之间具有压缩件，图20未出示压缩件。当将培养皿120推入卡皿槽 437后，培养皿120侧壁顺着卡紧导向面456顶起后压块453，培养皿120侧壁上端卡入到卡紧槽455，后压块453下压。另外，卡皿槽437左右两侧分别布置有左压块451、右压块452，左压块451和右压块452的设置原理与后压块453相同，但不设置卡紧臂。

当将培养皿120推入卡皿槽437后，显微y轴电机431驱动y轴移动台面 434沿y轴移动，从而带动培养皿120沿y轴移动，而显微x轴电机421驱动x 轴移动台面424沿x轴移动，进而带动显微y轴平台430，从而带动培养皿120 沿x轴移动，通过该技术手段，可以实现自动调节培养皿的位置调节，并标识细胞株，并进行拍照显微成像。

进一步作为优选的实施方式，显微y轴平台430布置有遮光板机构440，该遮光板机构440包括遮光板444以及驱动该遮光板444移动的第七动力源441，该第七动力源441为电机，该第七动力源441安装在显微y轴平台430上，遮光板机构440还包括由该第七动力源441驱动的第七丝杆442以及与该第七丝杆442配合的第七螺母443，第七螺母443与遮光板444固定，第七螺母443 与显微y轴平台430之间布置有遮光板滑移组件。进一步的，遮光板滑移组件包括布置在y轴移动台面434上的遮光板导轨445以及与该遮光板导轨445配合的遮光板滑块446，该遮光板滑块446与遮光板444固定。

结合图21至图25，提取注射移动模块500包括具有针管511的注射泵510，该注射泵510至少具有三个自由度，作为优选，提取注射移动模块500还包括液z轴驱动机构520、移液y轴驱动机构530以及移液x轴驱动机构540。其中，注射泵510具有针管511，移液z轴驱动机构520是用于驱动注射泵510沿z 轴方向移动，移液y轴驱动机构530是用于驱动移液z轴支撑板521沿y轴方向移动的，移液x轴驱动机构540是用于驱动移液y轴驱动机构530沿x轴方向移动的，图21至图23均标出坐标系，本领域技术人员可结合图中坐标系进行理解。具体而言，结合图24和图25，移液z轴驱动机构520包括移液z轴支撑板521、安装在该移液z轴支撑板521的移液z轴驱动电机522、由该移液 z轴驱动电机522驱动的移液z轴丝杆523以及与该移液z轴丝杆523配合的移液z轴螺母524，移液z轴螺母524安装在注射泵510上，注射泵510和移液z轴支撑板521之间安装有移液z轴滑轨组件。如图21和图22，出示了两个培养皿120，其中一个培养皿120为为源微孔板堆栈开合盖模块100中的六孔培养皿，即布置了六个源微孔126用于放置培养基；另外一个培养皿120为终微孔板堆栈开合盖模块700中的九十六孔培养皿，即布置了九十六个终微孔 127用于放置培养基，克隆细胞时，先在六孔培养皿用半固定培养基将细胞固定，让细胞生长并自由分裂形成不连续的克隆，并将分泌的蛋白局限在分泌克隆的周围，当确定高产的菌落后，需要将其移到九十六孔培养皿中，即从源微孔126移液到终微孔127中。当注射泵510需要从源微孔126移液到终微孔127，移液x轴驱动机构540驱动移液y轴驱动机构530沿x轴方向移动，移液y轴驱动机构530驱动移液z轴支撑板521沿y轴方向移动的，使针管511轴线对准托盘630上相应枪头635，后移液z轴驱动机构520驱动注射泵510沿z轴方向移动，即向下移动，从而将枪头635安装到针管511端部上。具体是移液 z轴驱动电机522驱动移液z轴丝杆523转动，从而带动注射泵510沿z轴方向移动。作为优选，移液z轴滑轨组件包括布置在该移液z轴支撑板521的至少一根移液z轴导轨525以及可沿各移液z轴导轨525移动的移液z轴滑块526，各移液z轴滑块526安装在注射泵510上，本实施例，共两根移液z轴导轨525 以及两个移液z轴滑块，移液z轴丝杆523转动后，注射泵510通过移液z轴滑块526沿移液z轴导轨525移动。另外，注射泵510可选用帝肯公司CavroADP 型号的注射泵，当完成一次提取、移动以及注射的过程后，注射泵510内部的伸缩装置将枪头卸掉，重新安装新的枪头。

进一步作为优选的实施方式，移液y轴驱动机构530包括移液y轴摆臂531、布置在该移液y轴摆臂531上的移液y轴齿条534以及安装在移液z轴支撑板 521上的移液y轴电机532，该移液y轴电机532输出轴安装有与移液y轴齿条 534配合的移液y轴齿轮533，移液y轴摆臂531和移液z轴支撑板521之间安装有移液y轴滑轨组件。再进一步的，移液y轴滑轨组件包括布置在该移液y 轴摆臂531侧壁的至少一根移液y轴导轨535以及可沿各移液y轴导轨535移动的移液y轴滑块536，各移液y轴滑块536安装在移液z轴支撑板521上，本实施例中，移液y轴导轨535共两根，移液y轴滑块536共两个。

进一步作为优选的实施方式，移液x轴驱动机构540包括移液x轴支撑板541、布置在该移液x轴支撑板541上的移液x轴齿条544以及安装在移液y 轴摆臂531上的移液x轴电机542，该移液x轴电机542输出轴安装有与移液x 轴齿条544配合的移液x轴齿轮543，移液x轴支撑板541和移液y轴摆臂531 之间安装有移液x轴滑轨组件。再进一步的，移液x轴支撑板541水平设置，移液x轴滑轨组件包括布置在该移液x轴支撑板541上端面的至少一根移液x 轴导轨545以及可沿各移液x轴导轨545移动的移液x轴滑块546，各移液x 轴滑块546安装在移液y轴摆臂531底部，本实施例中，移液x轴导轨545共两根，移液x轴滑块546共两个。

枪头堆栈模块600包括供注射泵510使用的多个枪头635。结合图26至图 29，作为优选，枪头堆栈模块600包括若干个相互叠放的托盘630、用于驱动位于底部的托盘630上下移动的托盘升降机构、用于夹紧相应托盘630的两个夹紧机构以及用于剔除相应托盘630的剔除机构，底板101开设有供各托盘630 上下移动所通行的第二通孔104。

具体而言，各托盘630均放置有多个枪头635，结合图30和图31，各托盘 630布置有多个枪头孔631，为更清楚表示结构，图30仅出示一个枪头635，图31未出示枪头635，托盘630上端面两侧均布置有上限位板632，托盘630 下端面两侧均布置有下限位板633，两个上限位板632外侧面的间距定义e，两个下限位板633内侧面的间距定义为f，e＜f。

作为优选，底板101安装有第二基架610，托盘升降机构包括托盘底座620、安装在第二基架610上的第六动力源641，由该第六动力源641驱动的第六丝杆642以及与该第六丝杆642配合的第六螺母643，第六螺母643与托盘底座 620固接，第二基架610安装有竖向布置的第六导轨644，托盘底座620安装有可沿该第六导轨644移动的第六滑块645。进一步的，结合图29，托盘底座620 上端面两侧均布置有上限位块621，两个上限位块621外侧面的间距定义d，d ＜f。托盘底座620布置有卡位块622，该卡位块622具有卡紧槽623，各托盘 630均布置有可卡入该卡紧槽623的卡位板634。本实施例中，第六动力源641 可驱动托盘底座620升降，进而带动各托盘630整体升降。另外，在图27中，其中第二基架610其中一个侧板未显示，可从中看出，各个托盘630相互叠放，并作为优选，相邻两个托盘630之间，位于上方托盘630内的各枪头635，其下部插入到下方托盘630内的相应枪头635的内腔中。

作为优选，各夹紧机构包括夹紧件654以及驱动该夹紧件654移动的第四动力源651，两个夹紧件654相对设置，两个夹紧件654均具有用于夹紧相应托盘630的夹紧面。进一步的，各第四动力源651为电机，各第四动力源651 安装在底板101上，各夹紧机构还包括由该第四动力源651驱动的第四丝杆652 以及与该第四丝杆652配合的第四螺母653，各第四螺母653与相应夹紧件654 固定，垂直各夹紧面的方向定义为夹紧方向，底板101设有沿夹紧方向布置的至少一根夹紧导向轴655，本实施例优选一根夹紧导向轴655，各夹紧件654安装有供各夹紧导向轴655穿过的第四轴套656。各第四动力源651可驱动相应夹紧件654相向而行，用于夹紧托盘630。

作为优选，剔除机构包括剔除板663以及驱动该剔除板663的第五动力源 661，剔除板663具有用于移动相应托盘630的驱动端。进一步的，第五动力源 661为电机，剔除机构还包括安装在底板101上的第五电机座板665以及由第五动力源661驱动的第五丝杆662，第五动力源661安装在第五电机座板665，剔除板663布置有与该第五丝杆连接的内螺纹，剔除板663安装有第五导向轴 664，第五电机座板665设有供第五导向轴664穿过的第五轴套665。第五动力源661可驱动剔除板663沿第五导向轴664方向移动。

参照图26至图28，此时可通过托盘升降机构驱动各托盘630整体上移，直至顶部的托盘630与夹紧件654位置相当；各夹紧机构的夹紧件654相向移动，两个夹紧面作用于顶部托盘630的两个侧面，此时，顶部的托盘630被固定；用户可进行多次装取枪头635，本实施例中，每个托盘630可放置九十六个枪头635，用户可采用注射泵进行自动装取枪头，当然，本实施例也适用于人工移液，人工将针管直接插套在枪头完成装取，夹紧顶部托盘630是为了防止在枪头被装取时，顶部的托盘630发生晃动的情况；当顶部托盘630上的枪头635用尽后，松开两个夹紧件654，托盘升降机构驱动各托盘630整体上移，直至顶部的托盘654与剔除板663位置相当，此时第五动力源661可驱动剔除板663移动，将顶部的托盘654剔除，被剔除后的托盘654从底板101上的托盘落孔105掉落；夹紧机构再次夹紧顶部的托盘，重新提供枪头供用户使用。注意的是，剔除板663应事先移至另外一侧，图26至图28所显示的是，剔除托盘后的位置状态。

克隆细胞自动筛选装置先是通过源微孔板堆栈开合盖模块100中的储存仓 110拖出培养皿120，并打开其盖住的培养皿上盖125，显微成像模块400接收开盖后的培养皿120，并通过荧光显微镜对培养皿120的培养基进行荧光标记以及捕捉一系列高分辨率的白光和荧光图像，绘制出所有克隆及其分泌水平二维图像，确定最高产的菌落，与此同时，终微孔板堆栈开合盖模块700退出相应的培养皿120，提取注射移动模块500将高产的菌落从源微孔126中提取，转移注射到终微孔127中，并重复多次。当然，若源微孔板堆栈开合盖模块100中拖出的培养皿120中的各源微孔126均未筛选出目标的细胞株，或是目标的细胞株均提取完成，则该培养皿120进行合盖操作，推入回储存仓110中，储存仓110则会重新提供另外一个培养皿120。同理，终微孔板堆栈开合盖模块 700中拖出的培养皿120，若该培养皿120的终微孔127均注射填装完，则该培养皿120进行合盖操作，推入回储存仓110中，储存仓110则会重新提供另外一个培养皿120。

注意的是，本申请中所述“前”和“后”，是为了更为清楚阐述结构运行原理，并不能理解为对权利要求的限制，且各个模块的“前”和“后”均是相对其本身而言，如终微孔板堆栈开合盖模块700中所述“前”和“后”是相对终微孔板堆栈开合盖模块700而言，显微成像模块400中所述“前”和“后”是相对显微成像模块400而言。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：包括具有一工作台面的机架(801)，该机架(801)布置有源微孔板堆栈开合盖模块(100)、终微孔板堆栈开合盖模块(700)、显微成像模块(400)、枪头堆栈模块(600)以及提取注射移动模块(500)，所述源微孔板堆栈开合盖模块(100)和所述终微孔板堆栈开合盖模块(700)均包括储存仓(110)、出入仓机构以及开合盖机构，所述储存仓(110)内布置有若干个插槽，各所述插槽放置有培养皿(120)，所述出入仓机构包括可将培养皿(120)从储存仓(110)相应插槽拖出或推入到储存仓(110)相应插槽中的第一卡钩(215)，各所述培养皿(120)上部均盖有培养皿上盖(125)，所述开合盖机构具有将培养皿上盖(125)抬升的两个开盖台阶(320)，两个所述开盖台阶(320)位于培养皿上盖(125)两侧的移行路径上，所述显微成像模块(400)包括荧光显微镜(410)，该荧光显微镜(410)包括用于接收所述源微孔板堆栈开合盖模块(100)拖出的培养皿(120)的载物台(419)，所述提取注射移动模块(500)包括具有针管(511)的注射泵(510)，该注射泵(510)至少具有三个自由度，所述枪头堆栈模块(600)包括供所述注射泵(510)使用的多个枪头(635)。

2.根据权利要求1所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：所述储存仓(110)前端敞口，各所述插槽的插入口均位于储存仓(110)前端，所述工作台面包括底板(101)，所述底板(101)还安装用于驱动所述储存仓(110)升降的培养皿升降机构，所述底板(101)开设有供所述储存仓(110)通过的第一通孔(102)。

3.根据权利要求2所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：各所述培养皿(120)前端开设有第一拖动槽口(121)，各所述出入仓机构还包括驱动该第一卡钩(215)前后移动的第二动力源(201)，所述第一卡钩(215)与所述第一拖动槽口(121)相匹配。

4.根据权利要求1或2或3所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：各所述培养皿上盖(125)宽度定义为a，各所述培养皿(120)被培养皿上盖(125)所盖住部分的宽度定义为b，开合盖机构包括左右相对设置的两个导槽板(310)，两个所述导槽板(310)之间具有供所述培养皿(120)前后移动的通行空间，两个所述导槽板(310)相向的侧面定义为导槽面，两个开盖台阶(320)布置在相应的导槽面上，各所述开盖台阶(320)高度自后端向前端逐渐变大，两个所述开盖台阶(320)之间的间距定义为c，a＞c＞b。

5.根据权利要求4所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：所述培养皿(120)包括培养皿底座(123)和培养皿本体(124)，所述培养皿底座(123)上部开设有供所述培养皿本体(124)放置的置入腔，所述b为培养皿本体(124)的宽度。

6.根据权利要求4所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：所述开盖台阶(320)包括后端的导入抬升阶(321)、中后端的过渡平阶(322)以及前端的开盖抬升阶(323)。

7.根据权利要求1所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：所述载物台(419)安装有驱动培养皿(120)沿y轴方向移动的显微y轴平台(430)以及驱动该显微y轴平台(430)沿x轴方向移动的显微x轴平台(420)，所述显微y轴平台(430)具有供培养皿(120)推入的卡皿槽(437)。

8.根据权利要求1所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：所述枪头堆栈模块(600)包括若干个相互叠放的托盘(630)、用于驱动位于底部的所述托盘(630)上下移动的托盘升降机构、用于夹紧相应托盘(630)的两个夹紧机构以及用于剔除相应托盘(630)的剔除机构，所述工作台面包括底板(101)，所述底板(101)开设有供各所述托盘(630)上下移动所通行的第二通孔(104)。

9.根据权利要求8所述的克隆细胞自动筛选装置，其特征在于：各所述夹紧机构包括夹紧件(654)以及驱动该夹紧件(654)移动的第四动力源(651)，两个所述夹紧件(654)相对设置，两个所述夹紧件(654)均具有用于夹紧相应所述托盘(630)的夹紧面，所述剔除机构包括剔除板(663)以及驱动该剔除板(663)的第五动力源(661)，所述剔除板(663)具有用于移动相应所述托盘(630)的驱动端。