CN113244974B - 样品自动化处理平台及样品处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物样品处理技术领域，特别是涉及一种样品自动化处理平台及样品处理方法。该样品自动化处理平台，包括工作台、夹持装置和正压装置，其中，所述工作台上设有多个工作位，其中至少一个工作位为用于安装过滤装置的正压安装位；所述夹持装置用于夹取过滤装置，并带动过滤装置升降与正压安装位接触或脱离；所述正压装置位于所述正压安装位的上方，用于对脱离正压安装位的过滤装置施加气压。本发明的有益效果是：实现多个工作位集成设置在同一工作台上，布局紧凑，操作方便，通过夹持装置带动过滤装置脱离正压安装位并且同时作为样品正压过滤时的支撑平台，避免工作台受到压力干扰，保证了各个工作位的正常作业。

Description

样品自动化处理平台及样品处理方法

技术领域

本发明涉及生物样品处理技术领域，特别是涉及一种样品自动化处理平台及样品处理方法。

背景技术

生物样品在进行细胞检测前一般都需要经过前处理，而样品在前处理过程中常常涉及固相萃取、蛋白沉淀、移液、孵育等操作。目前在固相萃取、蛋白沉淀操作时一般采用离心管与离心机搭配作业来实现样品过滤，容易出现效率低、人为误差大等问题，而且离心机占用空间和运动幅度大，若与其它工位集成在同一平台容易干扰影响其它工位的正常作业，若设置在不同平台，又增大了操作难度，降低了工作效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种样品自动化处理平台及样品处理方法，用于解决现有技术中样品处理平台样品过滤不便、易干扰其它工位作业的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种样品自动化处理平台，包括

工作台，所述工作台上设有多个工作位，其中至少一个工作位为用于安装过滤装置的正压安装位；

夹持装置，所述夹持装置用于夹取过滤装置，并带动过滤装置升降与正压安装位接触或脱离；

正压装置，所述正压装置位于所述正压安装位的上方，用于对脱离正压安装位的过滤装置施加气压。

本发明的有益效果是：实现多个工作位集成设置在同一工作台上，布局紧凑，操作方便，通过夹持装置带动过滤装置脱离正压安装位并且同时作为样品正压过滤时的支撑平台，避免工作台的工作面受到压力而损伤，保证了各个工作位的正常作业。

可选地，所述正压装置还包括第一升降机构和施压机构，所述第一升降机构与施压机构连接，并用于带动施压机构升降。

可选地，所述施压机构包括与第一升降机构连接的正压座，所述正压座内设有正压腔，所述正压腔通过管路与高压气瓶连接，且管路上安装有气压比例阀，所述正压座朝向过滤装置的一侧设有与正压腔连通的气路输出孔。

可选地，所述正压腔包括至少两个独立的分气腔，每个分气腔连接有与其对应的电磁阀，且每个分气腔配有用于监控其腔内气压的压力传感器。

可选地，所述夹持装置包括横梁和两个夹爪，两个夹爪安装在横梁的两端，并竖直相对设置，所述第一升降机构安装在横梁上，且第一升降机构的输出端与位于两个夹爪之间的施压机构连接。

可选地，所述样品自动化处理平台还包括第二升降机构，所述第二升降机构与夹持装置或与正压装置连接，并用于带动夹持装置和正压装置一同升降。

可选地，所述过滤装置包括正压过滤板和适配座，所述正压过滤板安装在适配座上。

可选地，所述正压安装位上设有卡槽，所述适配座的底部设有与卡槽配合的卡块。

可选地，所述样品自动化处理平台还包括上位机、X向横移机构和Y向横移机构，所述X向横移机构与Y向横移机构连接，所述夹持装置和正压装置安装在X向横移机构或Y向横移机构上，所述上位机通过控制X向横移机构和Y向横移机构运行带动夹持装置和正压装置沿X向和Y向移动。

采用上述可选地方案的有益效果是：便于根据需求灵活调整施压区域，节约能耗、降低实验或检测成本，并且施压均匀稳定，保证了样品正压过滤处理的质量和效率。

一种样品处理方法，先将样品放入过滤装置中，并置放在正压安装位上，当需要对样品进行正压过滤时，通过夹持装置将过滤装置托起直至脱离正压安装位，正压装置再对离开正压安装位的过滤装置施加气压，完成样品的正压过滤。

本发明的有益效果是：操作简单方便，避免正压过滤时对工作台的工作面造成损伤而影响其它工作位的正常作业，有利实现多个工作位的高度集成，提高设备的稳定性，保证了工作效率和质量。

附图说明

图1显示为本发明实施例样品自动化处理平台的结构示意图；

图2显示为本发明实施例样品自动化处理平台的夹持装置和正压装置的连接示意图；

图3显示为本发明实施例样品自动化处理平台的分气腔的剖视图。

零件标号说明

1-机架；11-工作台；12-工作位；13-正压安装位；14-移液器；

2-夹持装置；21-横梁；22-夹爪；

3-过滤装置；31-正压过滤板；32-适配座；

41-第一升降电机；42-升降导向结构；43-丝杆；44-连接板；45-正压座；451-分气腔；452-气路输出孔；46-缓冲弹簧；47-电磁阀；48-压力传感器；49-密封垫。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于生物样品处理技术处理领域，特别是应用于样品集成处理领域。本发明是解决样品集成处理时，正压过滤工序易对工作台造成影响，损伤工作台的工作面，从而干扰其它工作位正常工作的问题。

如图1和图2所示，本发明的样品自动化处理平台，包括工作台11、夹持装置2和正压装置。其中，工作台11上设有多个工作位12，其中至少一个工作位为用于安装过滤装置3的正压安装位13，正压安装位13的数量可以根据需求设置；夹持装置用于夹取过滤装置3，并能够带动过滤装置3升降与正压安装位13接触或脱离；正压装置位于正压安装位13的上方，用于对脱离正压安装位13的过滤装置3施加气压，即当夹持装置2带动过滤装置3脱离正压安装位13时，正压装置才对过滤装置3施加气压，提高正压装置的施压范围，避免施压过程对工作面造成损伤，从而避免影响其它工作位，有利于设备多工位的高度集成，提高样品检测或实验的连贯性以及效率。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，正压装置还包括第一升降机构和施压机构，第一升降机构与施压机构连接，并用于带动施压机构升降。其中，第一升降机构包括第一升降电机41和升降导向机构42，第一升降电机41通过丝杆43与施压机构连接，第一升降电机41带动施压机构升降移动时，通过升降导向机构导向。升降导向机构可以采用导套、套柱配合导向，或者升降导向机构还可以采用滑轨、滑套配合导向，能够使得施压机构灵活稳定升降即可；在本实施例中，升降导向机构为滑轨和滑套，滑套和第一升降机构安装在夹持装置2上，滑轨安装在施压机构上，施压机构升降过程中，滑轨与滑套配合导向，提高升降运行的稳定性，避免偏摆错位。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，施压机构包括与第一升降机构连接的正压座45，其中，正压座45可以通过连接板44与第一升降机构的丝杆43连接，升降导向机构与连接板44连接。连接板44与正压座45之间设有缓冲弹簧46，在保证高压密封的前提下，确保第一升降电机41正常工作，避免第一升降电机过度受压而损坏，而且还有利于正压座45调整平衡，使得正压座45上的密封垫在缓冲弹簧的作用下充分与过滤装置紧贴，保持良好密封性。

如图1至图3所示，在一示例性实施例中，正压座45内设有正压腔，正压腔通过管路与高压气瓶连接，且该管路上安装有气压比例阀，通过高压气瓶为正压腔输送气体，通过气压比例阀调整正压腔内的气体压力，在本实施例中，正压腔内的气体压力可以在0～30psi内调整，以便满足不同的实验要求，提高通用性。正压座45朝向过滤装置3的一侧设有与正压腔连通的气路输出孔，通过气路输出孔452向过滤装置上的过滤孔输入气体，实现样品过滤处理。其中，正压座45朝向过滤装置3的一侧上设有密封垫49，密封垫49上设有与气路输出孔对应的孔洞，使得气路输出孔排出的气体顺利流动，正压过滤板31朝向密封垫的一侧上凸设有凸柱，过滤孔设置在凸柱上，并与气路输出孔对应设置。当密封垫与凸柱接触时，密封垫受到凸柱的挤压与凸柱紧贴形成密封，气路输出孔与过滤孔密封连通，每个过滤孔对应设置在一个凸柱，气压均衡，结构简单，密封良好。

如图1至图3所示，在一示例性实施例中，正压腔包括至少两个独立的分气腔451，每个分气腔分别设有与其对应的电磁阀47，各个分气腔由同一总气路分割而成，但每个分气腔的气压可以通过与其对应的电磁阀独立运行和监控，以便根据需求选择分气腔的运行数量，减少能耗，避免资源浪费。分气腔的设置数量可以根据需求选择设置，每个分气腔的底部设有与分气腔内部连通的气路输出孔。在本实施例中，设有3个分气腔，3个分气腔并排分布，每个分气腔的底部设有32个气路输出孔，每个分气腔底部设置的气路输出孔可以呈矩阵分布，分布均匀整齐，便于根据需求启用一个或多个分气腔，既提高效率，又避免浪费资源。

在一示例性实施例中，气路输出孔的深度可以为3mm～5mm，例如可以为3mm、4mm或5mm中的任一数值；气路输出孔可以为锥形结构，其中，气路输出孔小径端的出口孔径可以为0.5mm～1.5mm，例如可以为0.5mm、1mm或1.5mm中的任一数值。各个气路输出孔输出的气压，先由同一气路输送至各个分气腔，在分气腔内进行缓冲均匀后，再流经一定深度的气路输出孔后输出，采用该结构设计的气路输出孔有利于保证各个气路输出孔输出气压即流量的一致性和稳定性。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，每个分气腔配有用于监控其腔内气压的压力传感器48，便于根据压力传感器48的反馈调整各个分气腔的气压，保证同时进行工作的分气腔的压力相同，从而确保各气路输出孔的压力均匀恒定，确保样品处理质量。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，夹持装置包括横梁21和两个夹爪22，两个夹爪22安装在横梁的两端，并竖直相对设置，第一升降机构安装在横梁21上，且第一升降机构的输出端与位于两个夹爪22之间的施压机构连接。夹爪22可以为L型结构，通过夹爪22底部结构托起过滤装置3，夹爪22无需夹紧过滤装置3，能够托起过滤装置，避免对工作面造成损伤，夹爪带动过滤装置在两个正压安装位之间移动，当在其中一个正压安装位完成正压过滤时，样品落入到该正压安装位的容纳腔内，过滤装置移动到另一正压安装位时，移液器便可以在装有样品的正压安装位内吸取样品，减少耗用的时间，提高效率；而且夹爪22夹起过滤装置时，施压机构也能够在两个夹爪之间灵活升降，结构布局紧凑，占用空间小，降低结构设计要求及定位难度，运行灵活稳定。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，夹爪22底部装配有定位销，过滤装置底部装配有与定位销配合的定位孔，当夹爪与过滤装置对准并托起过滤装置时，定位销插入定位孔，避免过滤装置3移动或在受到压力时从夹爪22上脱落，夹爪移动过程中可以通过感应器来辅助判断夹爪是否与过滤装置对齐，以保证夹取时的准确性。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，样品自动化处理平台还包括第二升降机构，第二升降机构与夹持装置2或与正压装置连接，并用于带动夹持装置2和正压装置一同升降。通过第二升降机构带动夹持装置2升降实现夹持装置的高度位置调节，第二升降机构可以采用电机、气缸、液压缸等动力件与传动机构配合实现升降调节。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，过滤装置3包括正压过滤板31和适配座32，正压过滤板31上设有过滤孔，不同型号的正压过滤板31设置的过滤孔数量不同，多个过滤孔可以呈矩阵分布，过滤孔与气路输出孔一一对应。正压过滤板31安装在适配座32上，正压过滤板31通过适配座32安装在正压安装位13上，便于根据需求更换不同数量过滤孔的正压过滤板31，无需根据正压过滤板31的大小来调整正压安装位以及夹持装置，提高通用性。正压安装位13上设有卡槽，适配座32的底部设有与卡槽配合的卡块，通过卡槽与卡块可以采用间隙配合，采用间隙配合降低适配座32与正压安装位13的对位装配难度，但又能避免适配座在水平方向上大幅移动以及脱离正压安装位。

如图1所示，在一示例实施例中，样品自动化处理平台还包括上位机、X向横移机构和Y向横移机构，X向横移机构与Y向横移机构连接，夹持装置和正压装置安装在X向横移机构或Y向横移机构上，上位机通过控制X向横移机构和Y向横移机构运行带动夹持装置和正压装置沿X向和Y向移动。在本实施例中，沿Y向设有两个正压安装位，通过Y向横移机构带动夹持装置移动取放不同正压安装位上的过滤装置，并且能够根据需求带动过滤装置移动到不同正压安装位上。正压装置、夹取装置在运行过程中可以通过传感器等定位元件来辅助确认是否运动到位，提高对位精度。在本实施例中，上位机、X向横移机构和Y向横移机构、工作台均可以安装在同一机架1上，X向横移机构和Y向横移机构安装在机架的上部，工作台安装在机架的下部，布局合理，互不干扰。

如图1所示，在一示例性实施例中，工作台11上还设有用于抗体预混、细胞预染色、染色孵育、细胞洗涤、移液等其它操作的工作位12，多个工作位集成在同一工作台11上，实现样品的连续处理，并且各个工序可以独立同步进行，互不干扰，提高效率。其中，移液操作时，可以通过移液器14进行移液。

如图1和图2所示，本发明的样品处理方法，先将样品放入过滤装置3中，并置放在正压安装位13上，当需要对样品进行正压过滤时，通过夹持装置2将过滤装置3托起直至脱离正压安装位13，正压装置再对离开正压安装位13的过滤装置3施加气压，完成样品的正压过滤。

如图1和图2所示，在一示例性实施例中，设有两个为正压安装位的工作位，正压安装位上安装有过滤装置，正压安装位上设有容纳腔，该容纳腔用于承接过滤装置过滤后的样品，过滤装置的适配座沿X向的两端轮廓凸出于正压安装位。通过上位机控制Y向横移机构运行使得夹持装置沿Y向移动并与下方的过滤装置在Y向上前后错开，然后上位机控制第二升降机构运行带动夹持装置下降使得夹爪的下端低于过滤装置的底部，Y向横移机构带动夹持装置沿Y向移动与过滤装置在对齐，第二升降机构上升托起过滤装置，使得过滤装置与正压安装位脱离，第一升降机构运行带动施压机构向正压过滤板施加气压，完成样品正压过滤。当完成正压过滤后，样品落入到正压安装位的容纳腔内，将已经完成正压过滤的过滤装置移动到另一个正压安装位上，使得装有样品的容纳腔裸露，移液器便移动至装有样品的容纳腔的上方吸取样品，将样品转移到其它工作位进行后续操作，夹持装置和正压装置可以对另一个正压安装位上的样品进行正压过滤操作，循环交替进行，可以连续操作，节省了时间，提高了操作效率，并且移液器吸取样品、移动样品操作简单、方便，提高了样品处理质量。

本发明通过采用简单紧凑的结构布局将多个工序的工作位集中在同一工作台上，减少人工干预，降低出错风险和污染风险；并且通过夹持装置、正压装置配合避免正压安装位的样品在正压过滤时对工作台施加外压力，从而避免损伤工作台的工作面而影响其它工作位的正常作业，有利于多个工作位集成设置，保证了样品处理的质量；并且正压装置能够根据需求选择分区域施压，施压均匀恒定，减少能耗和提高通用性的同时也提高了处理效率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种样品自动化处理平台，其特征在于：包括

工作台，所述工作台上设有多个工作位，其中至少一个工作位为用于安装过滤装置的正压安装位；

夹持装置，所述夹持装置用于夹取过滤装置，并带动过滤装置升降与正压安装位接触或脱离；

正压装置，所述正压装置位于所述正压安装位的上方，用于对脱离正压安装位的过滤装置施加气压；所述正压装置还包括第一升降机构和施压机构，所述第一升降机构与施压机构连接，并用于带动施压机构升降；所述施压机构包括与第一升降机构连接的正压座，正压座通过连接板与第一升降机构的丝杆连接，连接板与正压座之间设有缓冲弹簧；所述正压座内设有正压腔，所述正压座朝向过滤装置的一侧设有与正压腔连通的气路输出孔，气路输出孔为锥形结构；其中，正压座朝向过滤装置的一侧上设有密封垫，密封垫上设有与气路输出孔对应的孔洞，正压过滤板朝向密封垫的一侧上凸设有凸柱，过滤孔设置在凸柱上，并与气路输出孔对应设置，当密封垫与凸柱接触时，密封垫受到凸柱的挤压与凸柱紧贴形成密封，气路输出孔与过滤孔密封连通。

2.根据权利要求1所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述正压腔通过管路与高压气瓶连接，且管路上安装有气压比例阀。

3.根据权利要求2所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述正压腔包括至少两个独立的分气腔，每个分气腔连接有与其对应的电磁阀，且每个分气腔配有用于监控其腔内气压的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述夹持装置包括横梁和两个夹爪，两个夹爪安装在横梁的两端，并竖直相对设置，所述第一升降机构安装在横梁上，且第一升降机构的输出端与位于两个夹爪之间的施压机构连接。

5.根据权利要求1所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述样品自动化处理平台还包括第二升降机构，所述第二升降机构与夹持装置或与正压装置连接，并用于带动夹持装置和正压装置一同升降。

6.根据权利要求1所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述过滤装置包括正压过滤板和适配座，所述正压过滤板安装在适配座上。

7.根据权利要求6所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述正压安装位上设有卡槽，所述适配座的底部设有与卡槽配合的卡块。

8.根据权利要求1所述的样品自动化处理平台，其特征在于：所述样品自动化处理平台还包括上位机、X向横移机构和Y向横移机构，所述X向横移机构与Y向横移机构连接，所述夹持装置和正压装置安装在X向横移机构或Y向横移机构上，所述上位机通过控制X向横移机构和Y向横移机构运行带动夹持装置和正压装置沿X向和Y向移动。

9.一种采用如权利要求1至8任一项所述样品自动化处理平台进行样品处理的样品处理方法，其特征在于：先将样品放入过滤装置中，并置放在正压安装位上，当需要对样品进行正压过滤时，通过夹持装置将过滤装置托起直至脱离正压安装位，正压装置再对离开正压安装位的过滤装置施加气压，完成样品的正压过滤。

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