CN113252917A - 一种用于试管的移液装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于试管的移液装置，包括底板；以及与底板结合固定的支撑框架；所述底板上包括有用于承载试管的试管架；所述移液装置还包括固定在所述支撑框架上的移动机构以及与所述移动机构连接的移液机构；所述移动机构被配置为用于驱动移液机构沿第一方向或沿与所述第一方向相垂直的第二方向移动；所述移液机构包括夹持组件以及移液组件；所述夹持组件用于夹持并带动试管的管盖移动，所述移液组件用于吸取或排出试管内的液体。解决了现有的设备工作效率低，占用空间大的问题。

Description

一种用于试管的移液装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域。更具体地，涉及一种用于试管的移液装置。

背景技术

糖化血红蛋白(GHb)是红细胞中的血红蛋白与血清中的糖类相结合的产物。它是通过缓慢、持续及不可逆的糖化反应形成，其含量的多少取决于血糖浓度以及血糖与血红蛋白接触时间，而与抽血时间、患者是否空腹、是否使用胰岛素等因素无关。因此，GHb可有效地反映糖尿病患者过去8-12周平均血糖水平。GHb由HbA1a、HbA1b、HbA1c组成,其中HbA1c约占70％,且结构稳定,因此被用作糖尿病控制的监测指标。

在糖化血红蛋白分析过程中，血液前处理所花的时间约占总时间的60％，是最重要也是最浪费时间的一个环节，现有技术中已有多款自动化样品前处理系统问世，但大多都采用钢针穿刺取，取样针需要频繁清洗，时间长而且无法避免样本的交叉污染，而且现有的设备结构复杂，需占用较大的台面。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于试管的移液装置以解决现有的设备工作效率低，占用空间大的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种用于试管的移液装置，包括：

底板；以及

与底板结合固定的支撑框架；

所述底板上包括有用于承载试管的试管架；

所述移液装置还包括固定在所述支撑框架上的移动机构以及与所述移动机构连接的移液机构；

所述移动机构被配置为用于驱动移液机构沿第一方向或沿与所述第一方向相垂直的第二方向移动；

所述移液机构包括夹持组件以及移液组件；

所述夹持组件用于夹持并带动试管的管盖移动，

所述移液组件用于吸取或排出试管内的液体。

此外，优选地方案是，所述试管包括有用于标识所述试管的信息的标签；

所述移液装置还包括有识别组件，所述识别组件包括扫描器和驱动件；

所述扫描器用于扫描所述试管架中的试管的标签；

所述驱动件用于驱动所述扫描器向靠近或者远离所述试管架的方向移动。

此外，优选地方案是，所述底板上包括有滑轨，所述滑轨沿第一方向设置，所述试管架的底壁上包括有与滑轨对应配合的滑块，所述试管架被配置为可沿滑轨的延伸方向移动。

此外，优选地方案是，所述夹持组件包括夹持件和第一驱动件；

所述夹持件包括用于夹持固定管盖的夹爪部和用于驱动所述夹爪部处于夹紧或松开状态的驱动部；

所述夹持件被配置为在第一驱动件的驱动下可上下往复移动。

此外，优选地方案是，所述夹持组件还包括有与夹持件的驱动部结合固定的舵机，所述舵机包括驱动轴和结合固定在驱动轴端部的接漏部，所述舵机被配置为用于驱动接漏部绕驱动轴轴线转动。

此外，优选地方案是，所述移液组件包括第一移液件、第二移液件、第二驱动件以及第三驱动件；

所述第一移液件被配置为在第二驱动件的驱动下可上下往复移动，所述第二移液件被配置为在第三驱动件的驱动下可上下往复移动。

此外，优选地方案是，所述底板上还包括用于移液组件更换吸头的吸头存放盒以及用于收集使用后的吸头的废吸头回收盒。

此外，优选地方案是，所述底板上还包括震荡装置；

所述震荡装置包括结合固定于底板上的底座，位于底座上的震荡电机、与震荡电机对应配合的震荡托板以及固定在所述震荡托板上的孔板；

所述震荡托板被配置为在震荡电机的驱动下带动孔板震动；

所述移液组件还用于将试管内的液体抽出，并排出至孔板内。

此外，优选地方案是，所述底板上还包括加热装置，所述加热装置包括结合固定于底板上的加热底座，结合固定于加热底座上承载板，以及位于加热底座与承载板之间的加热片；

所述承载板承载固定有靶板；

所述加热片用于加热位于承载板上的靶板；

所述移液组件还用于将孔板内的液体抽出，并排出至靶板上。

此外，优选地方案是，所述夹爪部的端部上设有多个弧形槽。

本发明的有益效果为：

本发明通过各个机构之间的配合能够顺序实现条码扫描、试管开合盖与取样、样本稀释震荡混合以及靶板点样操作，而且能够满足不同体积样本的移液要求，而且高效率、无交叉污染地完成整个操作流程，准确性高，而且本移液装置结构紧凑占用空间小，解决了现有的设备工作效率低，占用空间大的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的试管架的结构示意图。

图3是本发明的试管架的侧视图。

图4是本发明的移动机构的结构示意图。

图5是本发明的移液机构的结构示意图。

图6是本发明的夹持组件的结构示意图。

图7是本发明的震荡装置的结构示意图。

图8是本发明的加热装置的装配图。

图9是本发明的识别组件的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有的设备工作效率低，占用空间大的问题。本发明提供一种用于试管的移液装置，结合图1至图9所示，具体地所述用于试管的移液装置包括：底板10；以及与底板10结合固定的支撑框架20；所述底板10上包括有用于承载试管的试管架30；所述移液装置还包括固定在所述支撑框架20上的移动机构40以及与所述移动机构40连接的移液机构50；所述移动机构40被配置为用于驱动移液机构50沿第一方向或沿与所述第一方向相垂直的第二方向移动；所述移液机构50包括夹持组件51以及移液组件52；所述夹持组件51用于夹持并带动试管的管盖移动，所述移液组件52用于吸取或排出试管内的液体。

可以理解的是，试管包括管身和管盖，持组件夹持并带动试管的管盖移动可实现试管的管身和管盖分离或扣合；试管可为用于收集血液样本的采血管。

在本实施例中，移液机构50还包括有装配板，所述夹持组件51和移液组件52分别结合固定在装配板上。

具体地，参照图4所示，所述移动机构40包括沿第一方向设置的第一驱动副41以及两个沿第二方向设置的第二驱动副42，移液机构50结合固定于第一驱动副41的移动部上，所述移液机构50可在第一驱动副41上沿第一方向往复运动；所述第一驱动副41的两侧端部分别结合固定于第二驱动副42的移动部上，第一驱动副41以及移液机构50可在第二驱动副42上沿第二方向往复运动；两个第二驱动副42分别与支撑框架20结合固定。需要说明的是，上述第一驱动副41以及第二驱动副42的组合可以是龙门同步带直线模组，其能够使驱动力不直接作用于移液机构50的运动，间接通过移动部使驱动电机的转动力转化为第一方向或第二方向的间接作用力，该间接作用力使得在第一方向和第二方向上的运动更容易控制，从而提高了控制精度。

本发明提供的一种用于试管的移液装置通过移动机构40带动与移动机构40连接的移液机构50沿第一方向或沿第二方向移动；待移液机构50移动到合适位置后实现移液机构50上的夹持组件51夹持并带动试管的管盖移动使试管的管身和管盖分离或扣合，移液组件52吸取或排出试管内的液体。夹持组件51与移动机构40配合夹持试管管盖，完成取下或盖上试管管盖的操作，方便快捷，及时盖上管盖能够防止试管内的样本液体受到污染，利用移液组件52与移动机构40配合可以吸取试管内的样本液体并转移至孔板74上或者将孔板74上的混合液转移至靶板84点样，显著提高了工作效率和稳定性。

在一具体的实施例中，如图9所示，所述试管包括有用于标识所述试管的信息的标签；所述移液装置还包括有识别组件60，所述识别组件60包括扫描器61和驱动件62；所述扫描器61用于扫描所述试管架30中的试管的标签；所述驱动件62用于驱动所述扫描器61向靠近或者远离所述试管架30的方向移动。每个试管的管身处都设置有独立、唯一的识别标签(如条形码、二维码)并且由试管架30一侧暴露出。驱动件62可为直线滑台，扫描器61通过连接板与直线滑台的移动部结合固定，通过扫描器61对不同试管上的条形码进行识别，便于后续对大量的检测结果进行区分记录。本装置可以配置多个试管架30，通过直线滑台的移动部带动扫描器61能实现对试管架30上的试管进行扫描记录扩大扫描器61的扫描范围，显著提高工作效率。

在一具体的实施例中，所述底板10上包括有滑轨31，所述滑轨31沿第一方向设置，所述试管架30的底壁上包括有与滑轨31对应配合的滑块32，所述试管架30被配置为可沿滑轨31的延伸方向移动。

试管架30可以在滑轨31上移动，在试管架30沿着滑轨31滑动的过程中，可以利用识别组件60依次对试管架30上的各个试管进行扫描，识别组件60自动录入各个样本试管的信息，不需要对样本试管进行一个个的单独扫描，从而提高液体工作站的工作效率。具体地，可以借助夹持组件51带动试管架30，夹持组件51向下运动，运动到试管架30上方合适的位置，夹持组件51合爪，抓住试管带动试管架30沿着滑轨31往复运动使识别组件60对着试管条码标签逐个扫描，完成试管条码扫描。

在一具体的实施例中，参照图5、图6所示，所述夹持组件51包括夹持件511和第一驱动件512；所述夹持件511包括用于夹持固定管盖的夹爪部5111和用于驱动所述夹爪部5111处于夹紧或松开状态的驱动部5112；所述夹持件511被配置为在第一驱动件512的驱动下可上下往复移动。第一驱动件512可为滚珠丝杠，夹持件511通过螺母座与滚珠丝杠的螺母结合固定。在一个具体示例中，驱动部5112可为驱动夹爪部5111夹紧管盖的电爪；通过电爪驱动夹爪部5111向外移动或向内移动以夹紧试管管盖。滚珠丝杠结合固定在装配板上，移动螺母可带动夹持件511上下往复移动。

进一步地，当夹持件511夹持固定试管的管盖，通过滚珠丝杠使得夹持件511向上移动，从而带动管盖向上移动与管身分离。当夹持件511夹持固定试管的管盖，通过滚珠丝杠使夹持件511向下移动，从而带动管盖向下移动与管身扣合。

更进一步地，夹持组件51通移动机构40运动，运动到试管架30上方合适的位置，夹爪部5111的左右爪手合爪抓住管盖并向上或夹爪部5111向下运动并打开，完成开合盖。其一次可实现多个样本试管开盖(例如一次可实现12个样本的自动开合盖)，待取完样本液体后，同时可对多个样本试管进行合盖，防止试管长期开盖造成环境污染。

在本实施例中，所述夹持组件51还包括有与夹持件511的驱动部5112结合固定的舵机513，所述舵机513包括驱动轴和结合固定在驱动轴端部的接漏部5131，所述舵机513被配置为用于驱动接漏部5131绕驱动轴轴线转动。通过上述设置，接漏部5131能够辅助配合夹爪部5111夹持固定管盖，通过夹爪部5111完成夹取管盖之后，接漏部5131可以在舵机513的带动下旋转到夹爪部5111的下方，防止管盖在移动过程中掉落。

在本实施例中，所述夹爪部5111的端部上设有多个弧形槽5113。弧形槽5113与管盖相适配，弧形槽5113由夹爪部5111的底壁表面向内凹陷形成，并贯穿夹爪部5111的内侧壁。通过夹爪部5111上设置的多个弧形槽5113，能够与接漏部5131配合固定样本试管管盖，并可以同时夹取多个管盖，快捷方便，提高工作效率，节省人工成本。

为了实现移液组件52吸头的快速更换提高工作效率，底板10上还包括用于移液组件52更换吸头的吸头存放盒11以及用于收集使用后的吸头的废吸头回收盒12。

在一具体的实施例中，参照图5所示，所述移液组件52包括第一移液件521、第二移液件522、第二驱动件523以及第三驱动件524；所述第一移液件521被配置为在第二驱动件523的驱动下可上下往复移动，所述第二移液件522被配置为在第三驱动件524的驱动下可上下往复移动。

第二驱动件523可为滚珠丝杠，第一移液件521通过螺母座与滚珠丝杠的螺母结合固定。第三驱动件524也可为滚珠丝杠，第二移液件522通过螺母座与滚珠丝杠的螺母结合固定。

在本实施例中，第一移液件521和第二移液件522均为移液器，移液器上需要安装吸头再进行工作，移液器可为小量程移液器或者大量程移液器。以待检测样品为血液为例，当吸取采血管内的血液并转移至孔板74内时，可采用大量程移液器，大量程移液器运动到移液吸头盒上方合适的位置，向下运动，扎取吸头，在采血管开盖状态下，大量程移液器运动到采血管合适位置，带着吸头向下运动，直至采血管底部，吸取5μL血液，大量程移液器向上运动，再通过移动机构40带动，移液组件52可运动到不同位置；通过计算机指令，可使移液组件52运动至震荡装置70处，孔板74内已预置好离子水稀释液，大量程移液器把5μL血液排入孔板74内，完成移液，已使用过的吸头丢弃于废吸头回收盒12处；

当需要将孔板74内的液体转移至靶板84进行点样，可采用小量程移液器，小量程移液器运动到移液吸头盒上方合适的位置，向下运动，扎取吸头后，通过指令运动到震荡装置70处，吸取1-3μL混合液，通过移动机构40运动到靶板84上方，把混合液点到靶板84上。

在一具体的实施例中，参照图7所示，所述底板10上还包括震荡装置70；所述震荡装置70包括结合固定于底板10上的底座71，位于底座71上的震荡电机72、与震荡电机72对应配合的震荡托板73以及固定在所述震荡托板73上的孔板74；所述震荡托板73被配置为在震荡电机72的驱动下带动孔板74震动；所述移液组件52还用于将试管内的液体抽出，并排出至孔板74内。震荡装置70用于对孔板74内的液体进行震荡混合，震荡电机72配合震荡托板73，在震荡托板73的四个面部包括有用于固定孔板74的弹片，当震荡电机72启动后，可通过原位定位光电开关传感器来定位，确保孔板74在同一个位置停止，使取样位置准确。具体地，震荡电机72接收到震荡混合指令后，震荡电机72进行转动，在凸轮的作用下，震荡托板73、孔板74以及孔内的血液稀释液进行2-3mm振幅的震荡运动，当震荡30-45s后，震荡电机72接收到停止指令停止转动，为了确保孔板74停止在同一个位置，通过原位定位光电开关传感器来定位。

在一具体的实施例中，参照图8所示，所述底板10上还包括加热装置80，所述加热装置80包括结合固定于底板10上的加热底座81，结合固定于加热底座81上承载板82，以及位于加热底座81与承载板82之间的加热片83；所述承载板82承载固定有靶板84；所述加热片83用于加热位于承载板82上的靶板84；所述移液组件52还用于将孔板74内的液体抽出，并排出至靶板84上。加热底座81的顶壁表面上设有隔热板85，隔热板85上包括有由其顶面向内凹陷形成的凹槽，所述凹槽内装配有加热片83，靶板84位于承载板82上，承载板82内配置有可对加热温度进行调节的温度传感器。加热底座81固定于底板10上，隔热板85能够防止加热片83对加热底座81进行加热，影响加热效率，当加热片83通电发热，由于加热片83和承载板82紧密贴合接触，热量很好传导到承载板82上，承载板82继续把热量传导到靶板84上，实现靶板84的加热干燥，进一步地，承载板82内设置温度传感器，通过传感器调整传导到靶板84上的热量，可对靶板84加热温度进行调节，实现不同温度的加热干燥。当加热片83接收到加热指令后，通电发热，同时通过承载板82把热量传导到靶板84上，温度可设置在30-45℃，待混合液完全结晶干燥后，断电冷却，完成加热干燥。

需要说明的是，试管架30可通过夹紧结构将试管架30上的试管夹紧，结合图2、图3所示，夹紧结构包括通过转轴铰接固定于试管架30上的凸轮杆33，用以压紧试管的压紧板34，以及穿设于压紧板34上的压紧杆35；压紧板34通过压紧杆35与凸轮杆33对应配合，压紧杆35与凸轮杆33通过转轴连接，压紧杆35上套设有弹簧36，弹簧36的一端与压紧板34相抵，另一端与试管架30相抵；凸轮杆33可绕转轴转动以将上述试管夹紧在试管架30和压紧板34的内侧表面之间。利用上述设置可以实现对试管的稳定固定同时操作简单快捷大大节省操作时间，将试管放置于试管架30内，可一次性放置多个试管，例如一次可放置12个试管。压紧杆35穿过压紧板34和试管架30后与凸轮杆33连接，用转轴把凸轮杆33与压紧杆35连接，凸轮杆33以转轴为中心轴进行旋转，凸轮杆33轴孔处有凸轮结构，当凸轮杆33旋转时，由于凸轮结构的作用，压紧杆35拉着压紧板34朝向样本试管运动，再通过压紧板34上的硅胶垫压紧试管，实现试管夹紧；当凸轮杆33旋转到凸轮半径最小处，在压缩弹簧36弹力的作用下，会把压紧板34推向远离试管的位置，实现试管松开，可轻便地从试管架30上拿取试管。通过硅胶垫能够夹持的更稳固同时能够起到保护试管的作用防止压紧板34损坏试管。

可以理解的是，质谱仪是利用电磁学原理把离子依据质荷比不同进行分离，进而测量物质的质量与含量的科学仪器。基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF)是质谱仪的一个分支，能够快速、准确的同时对多种样品进行分析与鉴定，通常样品是先被固定在靶板上的靶点再送入基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF)中进行分析与鉴定。而目前将样品固定在靶板上的操作一般是由人工来完成的，这种工作方式不仅效率较低，而且点样的精度不高甚至于会影响最后质谱仪分析的结果。

另外，现有的自动点样仪无法配合基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪进行样品的分析与鉴定。现有技术中，国内市场上的设备主要以进口品牌为主，价格昂贵且与国内市场具体应用切合度不高，兼容性不高、产品针对性差，且主要为通用设备，主要用于一些分子诊断平台的前处理，比如移液，移板和震荡等，系统的功能相对简单。

本发明通过各个机构之间的配合能够顺序实现条码扫描、试管开合盖与取样、样本稀释震荡混合以及靶板点样操作，并将上述各种功能融合于一体，大大提高了兼容性，而且能够满足不同体积样本的移液要求，而且高效率、无交叉污染地完成整个操作流程，而且本移液装置结构紧凑占用空间小，解决了现有的设备工作效率低，占用空间大的问题。

另外，本发明提出的移液装置无需繁琐的操作步骤，傻瓜式放置血液样本试管，全自动完成糖化血红蛋白检测前处理，操作过程简单，等待结果的时间较短，而且无人为操作等因素影响，保证了结果的准确性，提高了精确度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于试管的移液装置，其特征在于，包括：

底板；以及

与底板结合固定的支撑框架；

所述底板上包括有用于承载试管的试管架；

所述移液装置还包括固定在所述支撑框架上的移动机构以及与所述移动机构连接的移液机构；

所述移动机构被配置为用于驱动移液机构沿第一方向或沿与所述第一方向相垂直的第二方向移动；

所述移液机构包括夹持组件以及移液组件；

所述夹持组件用于夹持并带动试管的管盖移动，

所述移液组件用于吸取或排出试管内的液体。

2.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，

所述试管包括有用于标识所述试管的信息的标签；

所述移液装置还包括有识别组件，所述识别组件包括扫描器和驱动件；

所述扫描器用于扫描所述试管架中的试管的标签；

所述驱动件用于驱动所述扫描器向靠近或者远离所述试管架的方向移动。

3.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述底板上包括有滑轨，所述滑轨沿第一方向设置，所述试管架的底壁上包括有与滑轨对应配合的滑块，所述试管架被配置为可沿滑轨的延伸方向移动。

4.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述夹持组件包括夹持件和第一驱动件；

所述夹持件包括用于夹持固定管盖的夹爪部和用于驱动所述夹爪部处于夹紧或松开状态的驱动部；

所述夹持件被配置为在第一驱动件的驱动下可上下往复移动。

5.根据权利要求4所述的移液装置，其特征在于，所述夹持组件还包括有与夹持件的驱动部结合固定的舵机；

所述舵机包括驱动轴和结合固定在驱动轴端部的接漏部，所述舵机被配置为用于驱动接漏部绕驱动轴轴线转动。

6.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述移液组件包括第一移液件、第二移液件、第二驱动件以及第三驱动件；

所述第一移液件被配置为在第二驱动件的驱动下可上下往复移动，所述第二移液件被配置为在第三驱动件的驱动下可上下往复移动。

7.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述底板上还包括用于移液组件更换吸头的吸头存放盒以及用于收集使用后的吸头的废吸头回收盒。

8.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述底板上还包括震荡装置；

所述震荡装置包括结合固定于底板上的底座，位于底座上的震荡电机、与震荡电机对应配合的震荡托板以及固定在所述震荡托板上的孔板；

所述震荡托板被配置为在震荡电机的驱动下带动孔板震动；

所述移液组件还用于将试管内的液体抽出，并排出至孔板内。

9.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述底板上还包括加热装置，所述加热装置包括结合固定于底板上的加热底座，结合固定于加热底座上承载板，以及位于加热底座与承载板之间的加热片；

所述承载板承载固定有靶板；

所述加热片用于加热位于承载板上的靶板；

所述移液组件还用于将孔板内的液体抽出，并排出至靶板上。

10.根据权利要求5所述的移液装置，其特征在于，所述夹爪部的端部上设有多个弧形槽。

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