CN113063648B - 用于均质的冰浴样品架装置及其均质平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于均质的冰浴样品架装置及其均质平台，所述冰浴样品架装置包括：冰浴盒、管架、样品管以及废液接收盘，所述管架与废液接收盘之间通过快拆结构相连；所述废液接收盘能够防止均质刀头滴落的液滴所造成的交叉污染，而且废液接收盘还能够挤压所述样品管，防止样品管随着均质刀头上下运动而一起运动，解决样品均质不均匀的问题。

Description

用于均质的冰浴样品架装置及其均质平台

技术领域

本发明涉及一种生化领域的实验、自动化分析仪器和样品自动前处理设备，特别涉及一种用于均质的具有夹紧样品管和接收废液的冰浴样品架装置。

背景技术

在化学分析测试实验中，固体样品的均质过程是最为广泛使用的一个实验过程。常规的均质方式有三种：第一种是陶瓷子球磨破碎法，利用高速震荡的陶瓷子与样品剧烈碰撞而破碎和均匀样品。第二种是拍击破碎均质法，有专门的仪器产品等，适用于体积较大样品的均质。第三种是高速旋转的不锈钢刀头均质法，适用于固体和液体混合的样品均质提取实验操作。本次主要关注的是第三种高速旋转的不锈钢刀头均质法，此法在使用中也存在三个痛点问题：

第一，传统的多个样品自动连续均质的装置，当没有废液接收盘的时候，均质刀头移动过程中滴液会造成的样品管间交叉污染的问题。当有随着刀头移动的废液接收盘的时候，虽然可以接收滴下的废液，但是存在废液接收盘体积小、不好拆卸和不便清洗等问题。因而，废液接收盘的体积容量和快速拆卸清洗，成为了一个需求痛点问题。

第二，传统的多个样品自动连续均质的装置，当样品管无固定时，无固定的样品管会因为高速刀头与样品的粘性吸力而随着均质刀头上下运动，导致样品均质刀头只能在样品管的某一个高度进行工作。无法实现样品管不同高度的均质过程，进而导致样品均质的不均匀，影响提取试剂对样品中目标物质的均质提取效果。因而，满足样品管固定不动、且均质刀头可在样品管内任意高度升降并进行均质的过程，成为了一个需求痛点问题。

第三，传统的多个样品自动连续均质的装置，均质过程中因均质刀头高速剪切样品而产生的高温，造成样品中目标化合物的挥发损失问题以及提取试剂挥发损失后目标物浓度的变化问题。因而，均质过程中，样品管要在低温环境下保存。常见的就是冰盒制冷，但是冰盒快速方便的更换成为了一个需求痛点问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，达到良好的使用效果和经济效益，提供一种用于均质的冰浴样品架装置及其均质平台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于均质的冰浴样品架装置，其特征在于，包括：冰浴盒、管架、样品管以及废液接收盘，其中：

所述冰浴盒用于盛放冷源；

所述管架设有数个穿孔，以供数个样品管插置，所述管架布置在所述冰浴盒的上方，使所述样品管底部能够与冰浴盒中的冷源相接触；

所述管架的顶面设有向上凸出的数个蘑菇头，所述蘑菇头具有截面尺寸较小的根部以及截面尺寸较大的顶部，而所述废液接收盘对应各蘑菇头设有供蘑菇头穿过的盘孔；所述废液接收盘还对应管架的穿孔设有相应的允许样品管穿过的过孔，所述废液接收盘铺设在所述管架的上表面并且将所述管架上各穿孔相接的面积予以覆盖；

所述管架靠近一端位置设有槽，所述废液接收盘设有能够在槽中移动的卡边；在所述管架的所述一端通过螺纹孔连接一个错位移动旋钮，所述错位移动旋钮的外端设有供手或工具拧动的驱动端，内端伸入所述槽中并与所述卡边抵接，所述错位移动旋钮能够通过旋转移动推动所述卡边，使所述废液接收盘的盘孔与所述蘑菇头的根部抵接在一起。

所述的用于均质的冰浴样品架装置，其中：所述冰浴盒的两端各设有数个快锁舌，所述快锁舌具有截面尺寸较大的上部与截面尺寸较小的下部；

所述管架为板状，其对应每个快锁舌设有一个快锁孔，所述快锁孔由一个大径孔与一个小径孔相通组成，所述大径孔的截面尺寸大于快锁舌的上部的截面尺寸，而所述小径孔的截面尺寸与快锁舌的下部的截面尺寸相当。

所述的用于均质的冰浴样品架装置，其中：所述冷源是碎冰。

所述的用于均质的冰浴样品架装置，其中：所述管架为聚丙烯材质。

所述的用于均质的冰浴样品架装置，其中：所述废液接收盘为聚丙烯材质。

一种均质平台，其中：具有X-Y-Z三维机械臂、清洗泵、清洗槽、均质刀头以及前述用于均质的冰浴样品架装置，其中：

所述清洗泵能够将清洗液输送至所述清洗槽；

所述清洗槽采用防有机试剂腐蚀的材质制成，用于盛放清洗液；

所述均质刀头能够在所述X-Y-Z三维机械臂的驱动下位移，并能够凭借其高转速将样品管中的样品破碎均匀。

本发明与现有技术相比，有以下优势：

第一，本发明装置通过防腐蚀的废液接收盘8设计，均质刀头12移动过程中的滴液会被废液接收盘8所接收，实现更大体积废液的接收及快速拆装清洗废液接收盘8的过程，解决均质刀头12移动过程中滴液造成的样品管4间交叉污染的问题。

第二，本发明装置通过废液接收盘8的错位移动设计，实现全部样品管4的快速固定，解决均质过程中无固定样品管4随着均质刀头12上下运动而一起运动，导致样品均质不均匀的问题。

第三，本发明装置通过可快速更换的冰浴盒1设计，实现整个样品管4的低温保存过程，解决均质过程中因均质刀头12高速剪切样品而产生的高温，造成样品中目标化合物的挥发损失问题以及提取试剂因高温而挥发产生目标化合物提取液浓度发生变化的问题。

附图说明

图1是管架与废液接收盘的组合状态示意图；

图2是管架与废液接收盘分离状态示意图；

图3是管架与冰浴盒的组合状态示意图；

图4是管架与冰浴盒分离状态示意图；

图5是本发明应用于均质平台的使用状态示意图。

附图标记说明：1-冰浴盒；2-快锁孔；3-碎冰；4-样品管；5-错位移动旋钮；6-管架；7-快锁舌；8-废液接收盘；9-均质平台；10-清洗泵；11-清洗槽；12-均质刀头；13-蘑菇头；14-盘孔；15-槽；16-卡边。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明提供一种用于均质的冰浴样品架装置，包括：冰浴盒1、管架6、样品管4以及废液接收盘8，其中：

所述冰浴盒1为不漏液的容器，材质为塑料或不锈钢，用于盛放碎冰3(所述碎冰为实验室常见的制冰机所产生的用于冷却样品的冰)；在冰浴盒1的两端各设有数个快锁舌7，所述快锁舌7具有截面尺寸较大的上部与截面尺寸较小的下部；

所述管架6为板状(优选使用聚丙烯材质制成)，其对应每个快锁舌7设有一个快锁孔2，所述快锁孔2由一个大径孔与一个小径孔相通组成，所述大径孔的截面尺寸大于快锁舌7的上部的截面尺寸，而所述小径孔的截面尺寸与快锁舌7的下部的截面尺寸相当；当管架6覆盖在冰浴盒1上部开口处时，快锁舌7能够从所述管架6的快锁孔2的大径孔中穿过，此时移动管架6，使快锁舌7直径较小的部分卡入小径孔中，能够使快锁舌7无法拔出，起到锁定的作用；需要拆卸管架6时，需要先将冰浴盒1的锁舌向快锁孔2的大径孔方向移动，然后才能够向上移动管架6，使其与冰浴盒1发生脱离；

所述管架6上还设有数个穿孔，以供数个样品管4插置固定；所述样品管4为塑料材质的离心管，具有微弹性，用于盛放固体样品和液体提取试剂；所述样品管4插设在所述管架6的穿孔中并以紧配合方式固定，其上口开放，底部能够与冰浴盒1中的碎冰3相接触；

所述管架6的顶面设有向上凸出的数个蘑菇头13，所述蘑菇头13具有截面尺寸较小的根部以及截面尺寸较大的顶部，而所述废液接收盘8(优选使用聚丙烯材质制成)对应各蘑菇头13设有供蘑菇头13穿过的盘孔14；所述废液接收盘8还对应管架6的穿孔设有相应的过孔(供样品管4穿过)，其铺设在所述管架6的上表面时，能够将所述管架6上各穿孔相接的面积予以覆盖；

所述管架6靠近一端位置设有槽15，所述废液接收盘8对应所述槽15设有向下凸出的卡边16，卡边16能够在槽15作有限距离的移动；在所述管架6的所述一端通过螺纹孔连接一个错位移动旋钮5，所述错位移动旋钮5的外端设有供手或工具拧动的驱动端，内端伸入所述槽15中并能够与所述卡边16相抵；

在废液接收盘8的盘孔14与管架6的蘑菇头13对应穿设时，所述卡边16穿设于所述管架6的槽15中，此时拧动所述错位移动旋钮5的驱动端，可使错位移动旋钮5的内端顶抵所述废液接收盘8的卡边16，使废液接收盘8发生移动，直至废液接收盘8的盘孔14与所述管架6上的蘑菇头13的根部抵接，凭借蘑菇头13的顶部限制所述废液接收盘8向上脱离；此时，废液接收盘8的过孔与样品管4的一侧产生挤压，产生的静摩擦力能够防止样品管4与管架6发生脱离；

如图5所示，是本发明应用于均质平台9的使用状态示意图，所述均质平台9为X-Y-Z三维机械臂移动平台，用于连续自动的对每个样品依次进行均质实验操作，具有清洗泵10、清洗槽11以及均质刀头12，其中：

所述清洗泵10置于均质平台9上，用于将清洗液输送至所述清洗槽11；

所述清洗槽11置于均质平台9上，采用防有机试剂腐蚀的材质制成，用于盛放清洗液；

所述均质刀头12是标准的316L不锈钢材质刀头，在X-Y-Z三维机械臂的驱动下位移并能够进行每分钟上万转的旋转，凭借其高转速将样品管4中的样品破碎均匀。

均质刀头12在每两次均质作业的间隙中，应伸入所述清洗槽11中进行清洗，以免发生交叉污染。

以下结合附图1、2和3进一步介绍本发明装置的实施步骤。

第一步：添加碎冰3。将置于管架6上的快锁舌7通过向左和向上移动快速地从置于冰浴盒1上的快锁孔2中脱离，从而得到单独的冰浴盒1。将实验室制冰机制造的碎冰3均匀的装填在冰浴盒1中，高度不要超过冰浴盒1高度的三分之二。然后，按照相反的方向将置于管架6上的快锁舌7重新插入到置于冰浴盒1上的快锁孔2中。通过以上步骤可快速实现冰浴盒1的加冰和更换。

第二步：样品管4固定和快拆。将盛放有固体样品和液体提取试剂的样品管4挨个插入到管架6中，然后将置于废液接收盘8上的盘孔14对准置于管架6上的蘑菇头13。将废液接收盘8向下移动，使废液接收盘8依次穿过样品管4和蘑菇头13，最后与管架6上表面贴合。顺时针旋转错位移动旋钮5，推动废液接收盘8向后移动，并将样品管4紧紧地固定住，使得样品管4无法上下移动。若进行样品管4的快速拆卸步骤，则按照固定步骤的相反顺序进行即可。

第三步：样品均质步骤。置于均质平台9上面的均质刀头12自动移动到所要均质的样品管4正上方。根据均质平台9设置的方法，均质刀头12可下降至样品管4内部固定高度位置进行高速均质过程，均质时长根据用户设定的方法确认。或者，均质刀头12可在样品管4内部两个固定高度位置之间按照设定的升降速度，一边升降，一边进行高速均质过程，均质时长根据用户设定的方法确认。均质时间结束后，均质刀头12抬升至最高位。

第四步：清洗均质刀头12步骤。均质刀头12移动至前后两行样品管4中间空当位置，然后左右移动至清洗槽11正上方并向下扎入到清洗槽11内部特定清洗高度。在移动过程中，残留在均质刀头12上的残液液体，会掉落在废液接收盘8中。清洗泵10将清洗液注入到清洗槽11中，通过逆流清洗来清洗均质刀头12。若需要连续均质下一个样品管4中的样品，则均质平台9上的均质刀头12通过前后两行样品管4的中间位置移动至所要均质的下一个样品管4正上方，并循环进行第三步和第四步。若所有的样品均质结束，则均质刀头12回到初始位置。

第五步：清洗冰浴盒1及废液接收盘8步骤。均质实验结束后，按照第一步和第二步，将样品管4和管架6拿走进行后续的实验步骤，将拆卸所剩的冰浴盒1中无效的碎冰3以及废液接收盘8中的废液分类倒入回收瓶中，并对冰浴盒1和废液接收盘8进行清洗备用。

本发明与现有技术相比，有以下优势：

第一，本发明装置，通过防腐蚀的废液接收盘8设计，均质刀头12移动过程中的滴液会被废液接收盘8所接收，实现更大体积废液的接收及快速拆装清洗废液接收盘8的过程，解决均质刀头12移动过程中滴液造成的样品管4间交叉污染的问题。

第二，本发明装置，通过废液接收盘8的错位移动设计，实现全部样品管4的快速固定，解决均质过程中无固定样品管4随着均质刀头12上下运动而一起运动，导致样品均质不均匀的问题。

第三，本发明装置，通过可快速更换的冰浴盒1设计，实现整个样品管4的低温保存过程，解决均质过程中因均质刀头12高速剪切样品而产生的高温，造成样品中目标化合物的挥发损失问题以及提取试剂因高温而挥发产生目标化合物提取液浓度发生变化的问题。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于均质的冰浴样品架装置，其特征在于，包括：冰浴盒、管架、样品管以及废液接收盘，其中：

所述冰浴盒用于盛放冷源，所述冰浴盒的两端各设有数个快锁舌，所述快锁舌具有截面尺寸较大的上部与截面尺寸较小的下部；

所述管架设有数个穿孔，以供数个样品管插置，所述管架布置在所述冰浴盒的上方，使所述样品管底部能够与冰浴盒中的冷源相接触，所述管架为板状，其对应每个快锁舌设有一个快锁孔，所述快锁孔由一个大径孔与一个小径孔相通组成，所述大径孔的截面尺寸大于快锁舌的上部的截面尺寸，而所述小径孔的截面尺寸与快锁舌的下部的截面尺寸相当；

所述管架的顶面设有向上凸出的数个蘑菇头，所述蘑菇头具有截面尺寸较小的根部以及截面尺寸较大的顶部，而所述废液接收盘对应各蘑菇头设有供蘑菇头穿过的盘孔；所述废液接收盘还对应管架的穿孔设有相应的允许样品管穿过的过孔，所述废液接收盘铺设在所述管架的上表面并且将所述管架上各穿孔相接的面积予以覆盖；

所述管架靠近一端位置设有槽，所述废液接收盘设有能够在槽中移动的卡边；在所述管架的所述一端通过螺纹孔连接一个错位移动旋钮，所述错位移动旋钮的外端设有供手或工具拧动的驱动端，内端伸入所述槽中并与所述卡边抵接，所述错位移动旋钮能够通过旋转移动推动所述卡边，使所述废液接收盘的盘孔与所述蘑菇头的根部抵接在一起。

2.根据权利要求1所述的用于均质的冰浴样品架装置，其特征在于：所述冷源是碎冰。

3.根据权利要求1所述的用于均质的冰浴样品架装置，其特征在于：所述管架为聚丙烯材质。

4.根据权利要求1所述的用于均质的冰浴样品架装置，其特征在于：所述废液接收盘为聚丙烯材质。

5.一种均质平台，其特征在于：具有X-Y-Z三维机械臂、清洗泵、清洗槽、均质刀头以及如权利要求1-4中任一项所述的用于均质的冰浴样品架装置，其中：

所述清洗泵能够将清洗液输送至所述清洗槽；

所述清洗槽采用防有机试剂腐蚀的材质制成，用于盛放清洗液；

所述均质刀头能够在所述X-Y-Z三维机械臂的驱动下位移，并能够凭借其高转速将样品管中的样品破碎均匀。