CN111776730A - 生物样本转运方法及实现该方法的转运装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物样本转运方法及实现该方法的转运装置，属于生物样本存取技术领域，包括以下内容：a.采用转运行走机构带动转运容器移动到至少一个目标地，转运容器用于放置各目标地对应的待转运样本；b.采用机械手，从转运容器内取出相应的待转运样本到目标地，或将目标地的待转运样本放入转运容器内。转运过程中样本可以在深低温环境中，保证了细胞的活性，维持细胞在转运时的深低温状态，降低了由于温度波动对细胞造成的不利影响，结构简单，方便安全，效率高。

Description

生物样本转运方法及实现该方法的转运装置
技术领域
本发明涉及生物样本存取技术领域，具体而言，涉及一种生物样本转运方法及实现该方法的转运装置。
背景技术
生物样本的长期储存通常使用尽可能低的温度来降低样本内的生化反应，提高样本内各种成分的稳定性，温度越低，样本的保存时间越长。通常是冻存细胞置于样本试管中，样本试管通过样本盒置于存储架上，存储架整体置于液氮中，以实现样本的长期稳定保存。
当需要使用细胞时，通过自动冻存设备将液氮罐内相应的样本盒中的试管移动到运送样本盒中，然后人工取走运送样本盒以待使用，但这样取送转运时间较长，冻存细胞在室温中停留时间较长，会造成细胞活率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物样本转运方法及实现该方法的转运装置，以解决目前室温下手工转运冷冻细胞造成细胞活率降低的问题。
为实现本发明目的，采用的技术方案为：生物样本转运方法，包括以下内容：
a.采用转运行走机构带动转运容器移动到至少一个目标地，转运容器用于放置各目标地对应的待转运样本；
b.采用机械手，从转运容器内取出相应的待转运样本到目标地，或将目标地的待转运样本放入转运容器内。
目标地为样本存取设备或样本处理设备等，样本存取设备是用于存放和取出样本的，样本处理设备可以是分液站、程序降温仪、移液站、流氏细胞仪等等的样本处理设备。
进一步地，所述目标地为多个时，在进行所述内容b后，再通过转运行走机构带动转运容器移动到下一目标地，再进行所述内容b，如此重复，直到完成各目标地的样本转运。
进一步地，所述转运容器和机械手处于同一封闭空间，封闭空间具有取样门。
进一步地，目标地为样本存取设备时，在所述内容a之后，封闭空间的取样门开启，使封闭空间与样本存取设备对接相通。
进一步地，所述转运容器内设置有可盛放样本的运送样本盒和空的中转样本盒，运送样本盒用于放置所有目标地需要转运的待转运样本；
当需要将待转运样本转移到目标地时，在所述内容b中，机械手将运送样本盒内对应目标地的待转运样本放入中转样本盒，而后机械手将中转样本盒取出转运容器并放到目标地；待中转样本盒内的待转运样本被取出后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内；
当需要将目标地的待转运样本转移出来时，在所述内容b中，机械手将空的中转样本盒取出转运容器并放到目标地，待目标地的待转运样本放入中转样本盒后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内，并将中转样本盒内的待转运样本转移到运送样本盒内。
本发明根据上述生物样本转运方法还提供了一种生物样本转运装置，包括转运行走机构、连接于转运行走机构上的转运架、夹取并转移样本的机械手；转运架上设置有转运容器和封盖转运容器的封盖；机械手连接有样本夹具装置。
转运容器内可通过液氮等方式使其保持在适于生物样本停留的低温，保障样本活性，转运行走机构与机械手、转运架及转运容器形成装置整体，整体移动并实现样本的取放、低温转运、行走，实现低温转运，完整性和自动化程度强，结构轻巧便捷。
进一步地，所述转运行走机构为地面行走车或行车。
进一步地，所述转运容器内设置有至少一个盛放样本试管的运送样本盒。
进一步地，所述夹具装置包括样本盒夹具和试管夹具。
进一步地，所述转运容器有设置有支撑运送样本盒的盒架，盒架具有对应在各运送样本盒外部的围挡，且对应在运送样本盒一转角处设置有伸入围挡的弹片。
本发明的有益效果是，通过转运行走机构带着转运容器依次移动至存取设备或样本使用处等等的目标地，利用机械手对转运容器内的待转运样本进行取放，整个转运过程不需要人手工操作，转运行走中的样本都始终在转运容器内，转运容器内可通过液氮等方式使其保持在适于生物样本停留的深低温，保障样本活性，这样的转运方法能够维持细胞在转运时的深低温状态，降低了由于温度波动对细胞造成的不利影响，结构简单，方便安全，效率高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的生物样本转运装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的生物样本转运装置的去掉上部外罩的结构示意图，转运容器的封盖处于移开状态；
图3是图2中不含封盖和下部外罩的局部结构示意图；
图4是盒架的结构示意图；
图5是采用样本盒夹具连接至快换机构的样本夹具装置结构示意图；
图6是快换机构的结构示意图；
图7是快换机构固定套处的剖视图；
图8是样本盒夹具的结构示意图；
图9是试管夹具的结构示意图；
附图标记：1-转运行走机构，2-机械手，3-转运架，4-转运容器，5-运送样本盒，6-固定板，7-封盖，8-样本试管，9-封盖定位结构，10-封盖夹取结构，11-外罩，12-取样门，13-盒架，14-围挡，15-弹片，16-样本盒夹具，17-试管夹具，18-快换机构，19-连接板，20-夹具滑块，21-夹臂，22-压缩弹簧，23-插接槽，24-夹持面，25-安装板，26-第一夹爪，27-第二夹爪，28-定位销，29-定位孔，30-固定套，31-活动件，32-卸料弹簧。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
本发明提供的生物样本转运方法，包括以下内容：
a.采用转运行走机构带动转运容器移动到至少一个目标地，转运容器用于放置各目标地对应的待转运样本；
b.采用机械手，从转运容器内取出相应的待转运样本到目标地，或将目标地的待转运样本放入转运容器内。
目标地为多个时，在进行所述内容b后，再通过转运行走机构带动转运容器移动到下一目标地，再进行所述内容b，如此重复，直到完成各目标地的样本转运。
采用本方法，当需要将目标地的待转运样本转运走时，转运行走机构带动转运容器移动到目标地，机械手将待转运样本转移到转运容器内即可；多个目标地时，即依次到各目标地、依次转移至转运容器内，然后由转运行走机构带着转运容器将需要转运的所有目标地的待转运样本进行转运，实现一次便可转运多个目标地的生物样本。
当需要将待转运样本转移到目标地时，转运行走机构带动承载有待转运样本的转运容器移动到目标地，机械手将转运容器内的待转运样本取出移至目标地；多个目标地时，由转运行走机构带着转运容器依次向各目标地移动，转运容器内放置所有目标地分别所需的待转运样本。
转运容器和机械手可处于同一封闭空间，封闭空间具有取样门，助于机械手在转移样本过程中尽量的隔离了空气中的水蒸气。目标地为样本存取设备时，在所述内容a之后，封闭空间的取样门开启，使封闭空间与样本存取设备对接相通，然后机械手在二者对接相通形成的空间内进行内容b。由于样本试管从深低温环境移出会因遇到空气中的水蒸气而结霜，而机械手与转运容器在同一封闭空间，这样在排空封闭空间内的水蒸气后，机械手夹取样本的转移操作中避免了水蒸气造成低温的样本试管表面结霜，结霜后导致样本试管相对变大而不利于后续的工序、不易放置、易相互粘连等问题。
样本试管可直接放置在转运容器内，由机械手夹取并转移；也可通过样本盒盛放样本试管，机械手夹取样本盒来实现转移样本试管，还可以在夹取出样本盒后，再夹取盒内的样本试管并转移。
为了方便实现一次性多个目标地的样本转运，并同时在机械手转移时不影响到其他样本的停留环境温度，可设置单独的空的中转样本盒：在转运容器内设置有可盛放样本的运送样本盒和空的中转样本盒，运送样本盒用于放置所有目标地需要转运的待转运样本；
当需要将待转运样本转移到目标地时，在所述内容b中，机械手将运送样本盒内对应目标地的待转运样本放入中转样本盒，而后机械手将中转样本盒取出转运容器并放到目标地；待中转样本盒内的待转运样本被取出后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内；
当需要将目标地的待转运样本转移出来时，在所述内容b中，机械手将空的中转样本盒取出转运容器并放到目标地，待目标地的待转运样本放入中转样本盒后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内，并将中转样本盒内的待转运样本转移到运送样本盒内。
转运容器上设置封盖，封盖的开启可由机械手夹取移开和盖上，也可通过设置其他开盖机构来开启封盖。
机械手与转运容器可均安装于转运行走机构，形成一整体，移动、样本取放及低温转运。无需人工操作，避免低温环境给人带来的不适和安全隐患。转运行走机构可采用地面行走的小车等装置或是安装于上方行走的行车等悬吊式行走装置。行走转运机构行走到达目标地后，还可通过在机械手上安装视觉器，利用视觉器识别样本存取设备等目标地上的样本放置位置区域的标志，使机械手更加准确精确的找准位置来取放样本。
图1至图9示出了根据生物样本转运方法所采用的生物样本转运装置，包括转运行走机构1、连接于转运行走机构1上的转运架3、夹取并转移样本的机械手2；转运架3上设置有转运容器4和封盖转运容器4的封盖7；机械手2连接有样本夹具装置。
机械手2可安装在转运架3上或转运行走机构1上。机械手2安装在转运架3上，跟随装置整体一起行走，行走到任一目标位置通过机械手2进行样本的取放。转运行走机构1为地面行走车或行车，在地面行走转运或是悬吊式的行走转运。
转运容器4用于放置待转运样本。可通过在转运容器4内设置有至少一个盛放样本试管8的运送样本盒5，样本试管8放置到运送样本盒5中，在机械手2夹取出运送样本盒5后，再夹取盒内的样本试管8并转移。转运容器4内设置多个运送样本盒5时，在本装置使用过程中，可选择一个空置的运送样本盒5作为前述转运方法中的中转样本盒使用。运送样本盒5为两个时，在转运容器4内并排设置。
设置运送样本盒5，通过运送样本盒5承载样本试管8时，样本夹具装置包括样本盒夹具16和试管夹具17。机械手2上连接有快换机构18，样本盒夹具16和试管夹具17可分别与快换机构18连接，样本盒夹具16和试管夹具17放置在转运架3上，即采用之前申请的“生物样本低温提取方法及提取系统”中的样本夹具对应结构：
样本盒夹具16和试管夹具17均包括连接板19、在连接板19下端相对滑动设置的两夹具滑块20，两夹具滑块20均固定设置有夹臂21，两夹臂21之间连接有压缩弹簧22；两夹臂21上均具有插接槽23。通过伸入插接槽23带动两夹臂21相对移动即实现运送样本盒5或样本试管8的夹持。两夹臂21的相对面为夹持面24，样本盒夹具16中夹臂21的夹持面24为与运送样本盒5匹配的平面，试管夹具17中夹臂21的夹持面24为与样本试管8匹配的弧面，并且夹臂21可设置为由上至下逐渐变小，以便进入相邻样本试管8的间隙中夹持两夹臂21中的样本试管8。样本盒夹具16与试管夹具17中夹臂21的夹持面24形状不同，其他构造相同。
快换机构18包括与机械手2连接的安装板25，两个固定在安装板25相对两侧的两个夹爪驱动元件；一个夹爪驱动元件连接两第一夹爪26，且两个第一夹爪26延伸至安装板25的下方，带动夹持夹具(样本盒夹具16或试管夹具17)的连接板19；另一个夹爪驱动元件连接两第二夹爪27，分别与两夹臂21的插接槽23对应匹配，伸入插接槽23内带动夹臂21相对移动夹持。夹爪驱动元件可为夹爪气缸或电动夹爪等。
安装板25固定设置有竖直向下的定位销28，连接板19上开设与定位销28匹配的定位孔29，用于二者间的定位以连接。安装板25下端固定有固定套30，固定套30内的下端具有台阶，固定套30内设置有下端伸出固定套30的活动件31，活动件31与连接板19之间设置有卸料弹簧32。活动件31具有抵设在台阶上的凸台。快换机构18切换样本盒夹具16和试管夹具17时，活动件31在卸料弹簧32作用下辅助抵压样本盒夹具16或试管夹具17的连接板19，以助于二者分离。
封盖7上具有与样本夹具装置适配的封盖夹取结构10。图中的封盖夹取结构10为与样本盒夹具16适配的矩形块，也可设置为与试管夹具17适配的柱体等。这样通过机械手2实现封盖7的启闭，操作简化，装置结构简单且功能完善，占用空间小。也可采用其他现有的开盖机构来开启封盖7。
机械手2和转运容器4外部罩设有外罩11，使机械手2与转运容器4处于同一封闭空间，外罩11设置有取样门12，取样门12的启闭可通过人工或者机械提升等现有方式实现。
转运容器4有设置有支撑运送样本盒5的盒架13，盒架13具有对应在各运送样本盒5外部的围挡14，且对应在运送样本盒5一转角处设置有伸入围挡14的弹片15。围挡14可为单独设置的凸出的围挡14，也可是在盒架13上开设的凹槽，凹槽的槽壁形成在运送样本盒5外的围挡14，见图4。设置弹片15在一角处，使运送样本盒5放入盒架13上时，弹片15的弹力将运送样本盒5向对角方向抵紧，便使得运送样本盒5相邻的两边抵紧在围挡14对应的该对角上的两边。使运送样本盒5在盒架13上有效定位，放置可靠，一致性高，与此同时，方便拾取并且取放方便。盒架13上端可通过固定板6定位在转运容器4上端。
转运架3上设置有为封盖7取下后提供定位的封盖定位结构9，封盖定位结构9可为对应在封盖7内圈的定位凸起，定位凸起设置在转运架3上，封盖7取下后即可扣放在定位凸起上，定位放置；封盖定位结构9还可采用现有的其他定位方式，如在对应封盖7外圈处设置围壁或对应封盖7下端边缘的定位槽等等。转运架3的顶部设置平台板，机械手2和定位凸起都可安装至平台板上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.生物样本转运方法，其特征在于，包括以下内容：
a.采用转运行走机构带动转运容器移动到至少一个目标地，转运容器用于放置各目标地对应的待转运样本；
b.采用机械手，从转运容器内取出相应的待转运样本到目标地，或将目标地的待转运样本放入转运容器内。
2.根据权利要求1所述的生物样本转运方法，其特征在于，所述目标地为多个时，在进行所述内容b后，再通过转运行走机构带动转运容器移动到下一目标地，再进行所述内容b，如此重复，直到完成各目标地的样本转运。
3.根据权利要求1所述的生物样本转运方法，其特征在于，所述转运容器和机械手处于同一封闭空间，封闭空间具有取样门。
4.根据权利要求3所述的生物样本转运方法，其特征在于，目标地为样本存取设备时，在所述内容a之后，封闭空间的取样门开启，使封闭空间与样本存取设备对接相通。
5.根据权利要求1所述的生物样本转运方法，其特征在于，所述转运容器内设置有可盛放样本的运送样本盒和空的中转样本盒，运送样本盒用于放置所有目标地需要转运的待转运样本；
当需要将待转运样本转移到目标地时，在所述内容b中，机械手将运送样本盒内对应目标地的待转运样本放入中转样本盒，而后机械手将中转样本盒取出转运容器并放到目标地；待中转样本盒内的待转运样本被取出后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内；
当需要将目标地的待转运样本转移出来时，在所述内容b中，机械手将空的中转样本盒取出转运容器并放到目标地，待目标地的待转运样本放入中转样本盒后，机械手将中转样本盒取回到转运容器内，并将中转样本盒内的待转运样本转移到运送样本盒内。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述生物样本转运方法所采用的生物样本转运装置，其特征在于，包括转运行走机构、连接于转运行走机构上的转运架、夹取并转移样本的机械手；转运架上设置有转运容器和封盖转运容器的封盖；机械手连接有样本夹具装置。
7.根据权利要求6所述的生物样本转运装置，其特征在于，所述转运行走机构为地面行走车或行车。
8.根据权利要求6所述的生物样本转运装置，其特征在于，所述转运容器内设置有至少一个盛放样本试管的运送样本盒。
9.根据权利要求8所述的生物样本转运装置，其特征在于，所述夹具装置包括样本盒夹具和试管夹具。
10.根据权利要求8所述的生物样本转运装置，其特征在于，所述转运容器有设置有支撑运送样本盒的盒架，盒架具有对应在各运送样本盒外部的围挡，且对应在运送样本盒一转角处设置有伸入围挡的弹片。
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