CN111781390B - 一种四通道双循环同步转样系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种四通道双循环同步转样系统，包括移样处理部和开关盖处理部，移样处理部和开关盖处理部同步循环，开关盖处理部旋转放入其中的样品管，并在旋转间隙实现样品管的开关盖，移样处理部与开关盖处理部对接，移样处理部通过其若干转动的移液头完成上吸头、与样品管对接吸液、排液、退吸头的操作。发明还提供一种四通道双循环同步转样方法，采用所述四通道双循环同步转样系统，通过开关盖处理部实现样品管的开关盖、进样以及退管，通过移样处理部实现样品管中样品的转移，并能够自动完成上吸头、排液、退吸头的操作。

Description

一种四通道双循环同步转样系统及方法
技术领域
本发明涉及自动化样品处理技术领域，更准确的说涉及一种四通道双循环同步转样系统及方法。
背景技术
在生化实验过程中，样品液体或样品拭纸一般在单独取样后保存在密封的管状容器中，进行样品检测时需要先打开管状容器的密封盖，再用吸头取出样品，将样品转移至目标板上。现在使用中，大多靠人工操作进行样品的提取和加样，通过人工操作手持式移液器进行上吸头、吸液、排液、退吸头等操作。人工操作的方式存在很多问题：首先人工存在操作员被样品感染的危险，同时操作将消耗大量人力，且速度较慢，无法适应大量多种类样品的检测，其次人工操作容易出现误差，导致样品处理的移液准确性较低，样品检测的稳定性和可重复性较差。随着科技的不断发展，生化实验也逐渐向大型化、多样化的方向发展，相应的，生化实验所涉及的样品量也不断增加，传统人工操作方式的缺陷日益显著。为了解决上述问题，本领域出现了一些检测用的自动化装置，尤其是高通量装置，自动化装置通常采用多道并行处理，在生化试验中通常使用96孔，384孔SBS标准板材做过程处理容器，以便于减小体积和提高通量。从样品管到SBS标准板的样本转移，目前多采用人工在生物安全柜中操作或将样品管放在等间距的并排支架上，由移液工作站将管中的样品转移到SBS标准板中。由移液工作站完成操作，存在机器价格高，使用效率低，测试通量低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种四通道双循环同步转样系统，包括移样处理部和开关盖处理部，移样处理部和开关盖处理部同步循环，开关盖处理部旋转放入其中的样品管，并在旋转间隙实现样品管的开关盖，移样处理部与开关盖处理部对接，移样处理部通过其若干转动的移液头完成上吸头、与样品管对接吸液、排液、退吸头的操作。
本发明的另一个目的在于提供一种四通道双循环同步转样方法，采用所述四通道双循环同步转样系统，通过开关盖处理部实现样品管的开关盖、进样以及退管，通过移样处理部实现样品管中样品的转移，并能够自动完成上吸头、排液、退吸头的操作。
为了达到上述目的，本发明提供一种四通道双循环同步转样系统，用于将样品管中的样品转移至目标板，所述样品管包括螺纹连接的管体和管盖或弹性紧箍连接的管体和管盖，所述四通道双循环同步转样系统包括移样处理部和开关盖处理部，所述移样处理部包括可转动的移样组件、可平移且升降的吸头盒、吸液处、可平移且升降的所述目标板以及废吸头收集槽，所述移样组件包括四个移液头，所述移液头在转动过程中依次与所述吸头盒、所述吸液处、所述目标板、所述废吸头收集槽循环对接；所述开关盖处理部包括转盘、与所述转盘结合安装的盖子处理组件及管子处理组件，开关盖处理部具有上管处、开盖处、进样处以及关盖处，所述进样处与所述吸液处重合，所述盖子处理组件设置在所述转盘的上部，所述管子处理组件设置在所述转盘的下部，所述进样处与所述吸液处重合，所述样品管通过所述上管处放置在所述转盘上，随所述转盘转动。
优选地，所述移样组件包括第一转动杆和第二转动杆，所述第一转动杆和所述第二转动杆共面且互相垂直，所述第一转动杆的两端分别具有两个移液头，所述第二转动杆的两端分别具有两个移液头。
优选地，所述第一转动杆及所述第二转动杆转动至四个所述移液头分别与所述吸头盒、所述吸液处、所述目标板、所述废吸头收集槽对接后，与所述吸头盒上升后对接的所述移液头上吸头，与所述吸液处的样品管上升后对接的所述移液头吸液，与所述目标板上升后对接的所述移液头排液，与所述废吸头收集槽对接的所述移液头退吸头。
优选地，所述上管处与所述进样处的连线垂直于所述开盖处与所述关盖处的连线。
优选地，所述盖子处理组件包括四个抓手及旋转机构，四个所述抓手及旋转机构均与所述转盘连接，且所述抓手及旋转机构的滑动方向为沿所述转盘半径方向；四个所述抓手及旋转机构在静止状态时分别与所述上管处、所述开盖处、所述进样处、所述关盖处对接。
优选地，所述管子处理组件包括四个抓手及升降机构，四个所述抓手及升降机构均与所述转盘连接；升降机构均一化不同高度样品管的开盖高度和进样高度；四个所述抓手及升降机构与其上方对应的盖子处理组件的抓手及旋转机构同步转动。
优选地，所述开关盖处理部包括废管收集槽，所述废管收集槽设置在所述转盘侧部，且所述废管收集槽位于所述关盖处和所述上管处之间。
优选地，所述关盖处和所述上管处之间设置一垂直于所述转盘设置的挡板。
优选地，所述挡板与所述转盘之间的距离大于所述抓手的高度。
本发明还提供一种四通道双循环同步转样方法，采用如权利要求所述的四通道双循环同步转样系统，包括步骤：
(A)在移样处理部中放入吸头盒和目标板；
(B)在开关盖处理部的上管处放入样品管；
(C)移样组件转动，带动四个移液头分别与吸头盒、吸液处、目标板、废吸头收集槽对接，之后吸头盒、吸液处的样品管、目标板上升，对应的移液头分别上吸头、吸液、排液、退吸头；
(D)与步骤(C)同时的，转盘转动，样品管随转盘转动至开盖处202，盖子处理组件与管子处理组件配合对样品管进行开盖；
(E)重复步骤(B)、(C)、(D)，样品管随转盘转动至进样处203，盖子处理组件沿水平方向移出管盖，样品管升起后，移液头通过吸头吸液；
(F)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)，样品管随转盘转动至关盖处204，盖子处理组件与管子处理组件配合对样品管进行关盖；
(G)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)、(F)，样品管随转盘向上管处转动，转动过程中样品管被甩入废管收集槽中；
(H)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)，直至所有样品管被收集在废管收集槽中。
优选地，所述步骤(A)中还包括：扫描目标板的条码；所述步骤(B)中还包括：扫描样品管的条码并与目标板孔位对应做记录。
与现有技术相比，本发明公开的一种四通道双循环同步转样系统及方法的优点在于：所述四通道双循环同步转样系统自动化程度高，能够有效避免感染操作员及人为操作误差，提高移液的准确性；所述四通道双循环同步转样系统的工作效率高；所述四通道双循环同步转样系统的制造及使用成本均较低；所述四通道双循环同步转样方法的速度快、效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。
图1所示为本发明一种四通道双循环同步转样系统的原理图。
如图2所示为本发明一种四通道双循环同步转样系统的移样处理部的工作流程图。
如图3所示为本发明一种四通道双循环同步转样系统的开关盖处理部的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种四通道双循环同步转样系统，用于完成将样品管30中的样品转移至目标板14，样品管30包括螺纹连接或弹性紧箍连接的管体31和管盖32，所述四通道双循环同步转样系统包括移样处理部10和开关盖处理部20，移样处理部10和开关盖处理部20对接设置。移样处理部10包括移样组件、吸头盒13、吸液处101、目标板14以及废吸头收集槽15，移样组件可转动，吸头盒13及目标板14可在xyz平面上移动。移样组件包括四个移液头，移液头在转动过程中依次与吸头盒13、吸液处101、目标板14、废吸头收集槽15循环对接。
具体的，移样组件包括第一转动杆11和第二转动杆12，第一转动杆11和第二转动杆12共面且互相垂直，第一转动杆11的两端分别具有两个移液头111、113，第二转动杆12的两端分别具有两个移液头112、114。第一转动杆11及第二转动杆12转动至四个移液头分别与吸头盒13、吸液处101、目标板14、废吸头收集槽15对接后，第一转动杆11及第二转动杆12同步静止，与吸头盒13上升后对接的移液头实现上吸头操作，与吸液处101的样品管上升后对接的移液头实现吸液操作，与目标板14上升后对接的移液头实现排液操作，与废吸头收集槽15对接的移液头实现退吸头操作。之后，吸头盒、吸液处的样品管及目标板同步下降，第一转动杆11及第二转动杆12转动，带动四个移液头转动至四个移液头分别与吸液处101、目标板14、废吸头收集槽15、吸头盒13对接，实现循环。
开关盖处理部20包括转盘21、盖子处理组件23和管子处理组件24、以及废管收集槽25，盖子处理组件23与转盘21结合安装在转盘之上，管子处理组件24与转盘21结合安装在转盘之下，开关盖处理部20具有上管处201、开盖处202、进样处203以及关盖处204，上管处201与进样处203的连线垂直于开盖处202与关盖处204的连线。盖子处理组件23在开盖处202与管子处理组件相配合实施开盖，盖子处理组件23在关盖处204与管子处理组件24相配合实施关盖，进样处203与吸液处101重合，废管收集槽25设置在转盘21侧部，且废管收集槽25位于关盖处204和上管处201之间。所述管子处理组件24包括四个抓手及升降机构，四个所述抓手及升降机构均与所述转盘连接；升降机构均一化不同高度样品管的开盖高度和进样高度；四个所述抓手及升降机构与其上方对应的盖子处理组件的抓手及旋转机构同步转动。样品管30通过上管处放置在转盘21上，随转盘21转动至开盖处202，盖子处理组件23与管子处理组件24配合对样品管30进行开盖，开盖后的样品管30随转盘21转动至进样处203，移样组件吸液操作后，样品管30随转盘21转动至关盖处204，盖子处理组件23与管子处理组件24配合对样品管30进行关盖，关盖后的样品管30随转盘21转动，被甩入废管收集槽25中。
具体的，盖子处理组件23包括四个抓手及旋转机构221、222、223、224，四个抓手及旋转机构均与转盘连接，且四个抓手及旋转机构的滑动方向为沿转盘21半径方向。四个抓手及旋转机构在静止状态时分别与上管处201、开盖处202、进样处203、关盖处204对接。盖子处理组件23和管子处理组件24随转盘21转动至上管处201时，管子处理组件抓紧样品管31并开始上升至盖子处理组件23高度并让盖子处理组件23抓紧管盖32；盖子处理组件23及管子处理组件24随转盘21转动至开盖处202时，盖子处理组件23抓住管盖31并旋转，管子处理组件抓住管子32并下降，旋开管体31；抓紧已脱离管体31的管盖32的盖子处理组件23与管子处理组件24随转盘21转动至进样处203时，盖子处理组件带动管盖32向转盘21圆心方向滑动，露出管体31的开口，管子处理组件24带动管体31上升至吸液高度，同时移液头转动至管体31上方进行吸液；盖子处理组件23与管子处理组件24随转盘21转动至关盖处204时，管子处理组件24带动管体31移动至管盖32的下方，同时盖子处理组件23旋转，管子处理组件24抓紧管体31上升，旋紧管体31与管盖32后松开管体，之后抓手松开管盖32并下降至最低位置；样品管30随转盘21转动被甩入废管收集槽25中，盖子处理组件与管子处理组件随转盘21移动至上管处201再次循环。
关盖处204和上管处201之间设置一垂直于转盘21设置的挡板251，挡板251与转盘21之间的距离大于抓手的高度，以允许抓手随转盘21通过，且通过挡板251能够阻挡并解除样品管30与转盘21的连接，使得样品管30掉落至废管收集槽25中。
值得注意的是，移样组件和转盘21同步转动，四个移液头同步执行四步循环中的不同步骤，充分利用了全部档期，没有空转步骤，能够有效实现高效的流水作业。为了实现混合上样，可通过控制目标板14使得同对一孔位多次进行排液操作，转入多管样品，以适用多样本同步筛查。
本发明还提供一种四通道双循环同步转样方法，包括步骤：
(A)在移样处理部10中放入吸头盒13和目标板14；
(B)在开关盖处理部20的上管处201放入样品管30；
(C)移样组件转动，带动四个移液头分别与吸头盒13、吸液处101、目标板14、废吸头收集槽15对接，之后吸头盒13上升、吸液处101的样品管上升、目标板14上升，对应的移液头分别上吸头、吸液、排液、退吸头，处理之后吸头盒13下降、吸液处101的样品管下降、目标板14下降；
(D)与步骤(C)同时的，转盘21转动，样品管30随转盘21转动至开盖处202，盖子处理组件23与管子处理组件24配合对样品管30进行开盖；
(E)重复步骤(B)、(C)、(D)，样品管30随转盘21转动至进样处203，盖子处理组件23沿水平方向移出管盖32，管子处理组件24带动样品管30上升到吸液高度后，移液头通过吸头吸液；
(F)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)，样品管30随转盘21转动至关盖处204，盖子处理组件与管子处理组件配合对样品管30进行关盖；
(G)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)、(F)，样品管30随转盘21向上管处201转动，转动过程中样品管30被甩入废管收集槽25中；
(H)重复步骤(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)，直至所有样品管30被收集在废管收集槽25中。
其中，步骤(A)中还包括：扫描目标板14的条码；步骤(B)中还包括：扫描样品管30的条码并与目标板孔位相对应做记录。通过上述步骤可以有效记录样品位置信息及目标板信息，从而可以有效实现样品跟踪。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种四通道双循环同步转样系统，用于将样品管中的样品转移至目标板，所述样品管包括螺纹连接的管体和管盖或弹性紧箍连接的管体和管盖，其特征在于，所述四通道双循环同步转样系统包括移样处理部和开关盖处理部，所述移样处理部包括可转动的移样组件、可平移且升降的吸头盒、吸液处、可平移且升降的所述目标板以及废吸头收集槽，所述移样组件包括四个移液头，所述移液头在转动过程中依次与所述吸头盒、所述吸液处、所述目标板、所述废吸头收集槽循环对接；所述开关盖处理部包括转盘、与所述转盘结合安装的盖子处理组件及管子处理组件，开关盖处理部具有上管处、开盖处、进样处以及关盖处，所述进样处与所述吸液处重合，所述盖子处理组件设置在所述转盘的上部，所述管子处理组件设置在所述转盘的下部，所述样品管通过所述上管处放置在所述转盘上，随所述转盘转动；所述上管处与所述进样处的连线垂直于所述开盖处与所述关盖处的连线；所述盖子处理组件包括四个抓手及旋转机构，四个所述抓手及旋转机构均与所述转盘连接，且所述抓手及旋转机构的滑动方向为沿所述转盘半径方向；四个所述抓手及旋转机构在静止状态时分别与所述上管处、所述开盖处、所述进样处、所述关盖处对接；所述管子处理组件包括四个抓手及升降机构，四个所述抓手及升降机构均与所述转盘连接；升降机构均一化不同高度样品管的开盖高度和进样高度；四个所述抓手及升降机构与其上方对应的盖子处理组件的抓手及旋转机构同步转动；所述移样组件和所述转盘同步转动，四个所述移液头同步执行四步循环中的不同步骤。
2.如权利要求1所述的四通道双循环同步转样系统，其特征在于，所述移样组件包括第一转动杆和第二转动杆，所述第一转动杆和所述第二转动杆共面且互相垂直，所述第一转动杆的两端分别具有两个移液头，所述第二转动杆的两端分别具有两个移液头。
3.如权利要求2所述的四通道双循环同步转样系统，其特征在于，所述第一转动杆及所述第二转动杆转动至四个所述移液头分别与所述吸头盒、所述吸液处、所述目标板、所述废吸头收集槽对接，与所述吸头盒上升后对接的所述移液头上吸头，与所述吸液处的样品管上升后对接的所述移液头吸液，与所述目标板上升后对接的所述移液头排液，与所述废吸头收集槽对接的所述移液头退吸头。
4.如权利要求1所述的四通道双循环同步转样系统，其特征在于，所述开关盖处理部包括废管收集槽，所述废管收集槽设置在所述转盘侧部，且所述废管收集槽位于所述关盖处和所述上管处之间。
5.如权利要求4所述的四通道双循环同步转样系统，其特征在于，所述关盖处和所述上管处之间设置一垂直于所述转盘设置的挡板。
6.如权利要求5所述的四通道双循环同步转样系统，其特征在于，所述挡板与所述转盘之间的距离大于所述抓手的高度。
7.一种四通道双循环同步转样方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的四通道双循环同步转样系统，包括步骤：
在移样处理部中放入吸头盒和目标板；
在开关盖处理部的上管处放入样品管；
移样组件转动，带动四个移液头分别与吸头盒、吸液处、目标板、废吸头收集槽对接，之后吸头盒、吸液处的样品管和目标板上升，对应的移液头分别完成上吸头、吸液、排液、退吸头动作；
与步骤（C）同时的，转盘转动，样品管随转盘转动至开盖处（202），盖子处理组件与管子处理组件配合对样品管进行开盖；
重复步骤（B）、（C）、（D），样品管随转盘转动至进样处（203），盖子处理组件沿水平方向移出管盖，并且管子处理组件上升至吸液高度，移液头通过吸头吸液；
重复步骤（B）、（C）、（D）、（E），样品管随转盘转动至关盖处（204），盖子处理组件与管子处理组件配合对样品管进行关盖；
重复步骤（B）、（C）、（D）、（E）、（F），样品管随转盘向上管处转动，转动过程中样品管被甩入废管收集槽中；
重复步骤（B）、（C）、（D）、（E）、（F）、（G），直至所有样品管被收集在废管收集槽中。
8.如权利要求7所述的四通道双循环同步转样方法，其特征在于，所述步骤（A）中还包括：扫描目标板的条码；所述步骤（B）中还包括：扫描样品管的条码并与所述目标板孔位相对应做记录。
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