CN113820195B - 一种多通道并行前处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道并行前处理装置，其包括磁分离转移装置和第一驱动装置；磁分离转移装置包括固定设置有注射器腔体的第二安装支架，注射器腔体顶部设置有安装板，安装板上设置有多根活塞杆，活塞杆与注射器腔体活动密封连接；第二安装支架上还设置有第二驱动装置；注射器腔体上设置有装载头，装载头呈中空结构；活塞杆的自由端上设置有磁棒，第二驱动装置可带动活塞杆上的磁棒穿过装载头，通过第一驱动装置和第二驱动装置实现装载头的往复运动，可以完成反应液的混匀及清洗液的重悬浮，结构简单、可靠性高，无液体飞溅，实现了样本或试剂的精准移液，集合移液、磁吸附、转移、混匀、卸载等功能于一体，极大提高产品自动化程度。

Description

一种多通道并行前处理装置
技术领域
本发明涉及免疫诊断技术领域，特别是涉及一种多通道并行前处理装置。
背景技术
现有的基于磁微粒反应检测系统由于其易于自动化、反应速度快、信噪比高等优势已成为临床检测的主流方法学，在各级医院有极为广泛的应用。在该类仪器中，对磁微粒试剂相关的前处理系统，直接影响着设备检验结果的稳定性和准确性。
目前应用最广泛的为常规的磁微粒化学发光都为大型仪器，进行磁分离时，通过在反应杯外侧加载永磁铁进行磁珠吸附，吸附完成后，通过吸液针将废液吸走，随后再注入清洗液，并通过混匀机构确保磁珠重新悬浮，重复三次即可完成。
但是现有的清洗机构非常复杂并比较庞大，需要专用的液路系统及混匀机构，涉及到蠕动泵、柱塞泵、电磁阀、混匀电机、偏心机构、升降机构、清洗液管理、废液管理等多种元件，导致仪器非常复杂、成本高昂、故障率高、维护费用高。同时，目前也存在利用磁棒配合磁棒套主动吸附磁微粒，然后通过独立的清洗液完成相关清洗分离功能。但是，该机构存在无法实现液体转移，无法解决样本转移的痛点。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种大幅降低磁分离清洗机构的复杂度，提升磁分离机构的可靠性，可以多通道同时进行高精度移液，低成本的用于磁微粒反应检测的多通道并行前处理装置。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
提供了一种多通道并行前处理装置，其包括用于分离和转移磁微粒试剂的磁分离转移装置和用于带动磁分离转移装置移动的第一驱动装置；
磁分离转移装置包括第二安装支架，第二安装支架上设置有注射器腔体，注射器腔体顶部设置有安装板，安装板上设置有活塞杆，活塞杆与注射器腔体活动密封连接，第二安装支架上还设置有用于驱动安装板沿竖直方向往复直线运动的第二驱动装置；
注射器腔体上设置有用于装载tip头或者磁分离套的装载头，装载头呈中空结构；
活塞杆的自由端上固定连接有用于吸附磁微粒试剂中磁珠的磁棒，第二驱动装置可带动活塞杆上的磁棒穿过装载头。
进一步地，作为第一驱动装置的一种具体实施方式，第一驱动装置包括第一安装支架，第一安装支架上设置有第一电机，第一电机的输出端上设置有第一传动丝杆；第一安装支架上还竖直设置有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动连接有滑块，滑块与第二安装支架固定连接；第一传动丝杆与滑块螺纹连接。
进一步地，作为第二驱动装置的一种具体实施方式，第二驱动装置包括设置于第二安装支架上的第二电机，第二电机的输出端上设置有第二传动丝杆，第二传动丝杆与安装板螺纹连接；注射器腔体上竖直固定设置有用于与安装板滑动连接的第二直线导轨。
进一步地，为了实行多通道并行分离和转移磁微粒试剂，提高磁微粒试剂的分离和转移效率，活塞杆的数量为多根，多根活塞杆沿安装板的长度方向间隔均匀分布，每根活塞杆的自由端部均固定连有一根磁棒；
装载头的数量为多个，多个装载头沿注射器腔体的长度方向间隔均匀分布，磁棒与装载头呈一一匹配关系。
进一步地，为了实现注射器腔体上与活塞杆连接的通道内形成负压，便于通过控制活塞杆的伸缩实现tip头自动吸取试剂，多根活塞杆通过密封圈或密封环与注射器腔体活动密封连接。
进一步地，作为装载头与载磁分离套和tip头的一种具体的配合方式，每个装载头通过过盈配合实现装载磁分离套和tip头。
进一步地， tip头的移液体积为5ul~1000ul。
进一步地，为了提高第一驱动装置和第二驱动装置的驱动效率，加快响应速度，第一传动丝杆和第二传动丝杆的外螺纹均为T型螺纹。
本发明的有益效果为：1、通过引入磁棒和一次性磁分离套，将被动式磁分离变为主动式磁分离，大幅提升了分离速度，大幅简化了磁分离的过程，由于磁场距离磁微粒更近，并可以做往复吸磁，因此分离效率更高，分离时间更短，远优于被动式磁分离方式，同时多通道并行分离进一步提升了磁微粒的分离和转移效率；同时通过第一驱动装置和第二驱动装置实现磁分离套的往复运动，可以完成反应液的混匀及清洗液的重悬浮，结构简单、可靠性高，无液体飞溅；多通道并行移液功能，实现了样本或试剂的精准移液，免去复杂的移液结构，集合移液、磁吸附、转移、混匀、卸载等功能于一体，极大提高产品自动化程度。
2、第二驱动装置带动活塞杆在竖直方向上直线往复运动，活塞杆带动磁棒在装载头和注射器腔体内部做往复直线运动，自动实现将装载头上磁分离套和tip头的分离和安装，不需要额外的机构，有极强的实用性。性价比高、体积小、自动化移液，可以应用于POCT产品，并有很大的扩展空间。
3、装载头上通过过盈配合的方式装载有tip头，实现了多通道并行移液功能，移液体积范围5ul~1000ul，移液精度高，一致性好，并行移液效率高，极大的缩短了样本前处理的时间。
4、多根活塞杆通过密封圈或密封环与注射器腔体活动密封连接，注射器腔体上与活塞杆连接的通道内形成负压，便于通过控制活塞杆的伸缩实现tip头自动吸取试剂，无需其他吸附装置，省略液路设计，结构简单。
5、在需要将混匀反应液以及重悬浮清洗液时，可以通过第一驱动装置和第二驱动装置带动装有tip头和磁分离套的装载头上下运动实现，结构简单、混匀效率高，不会发生偏心混匀可能导致的液体飞溅。
附图说明
图1为一种多通道并行前处理装置的三维结构示意图。
图2为tip头的放大结构示意图。
图3为磁分离套的放大结构示意图。
其中，1、第二安装支架；2、注射器腔体；3、安装板；4、活塞杆；5、装载头；6、tip头；7、磁分离套；8、磁棒；9、第一安装支架；10、第一电机；11、第一传动丝杆；12、第一直线导轨；13、滑块；14、第二电机；15、第二传动丝杆；16、第二直线导轨。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1~图3所示，本发明提供了一种多通道并行前处理装置，其包括用于分离和转移的磁分离转移装置和用于带动磁分离转移装置移动的第一驱动装置。
作为磁分离转移装置的一种具体实施方式，磁分离转移装置包括第二安装支架1，第二安装支架1上设置有注射器腔体2，注射器腔体2顶部设置有安装板3，安装板3上设置有活塞杆4，活塞杆4与注射器腔体2活动密封连接；优选但不局限，多根活塞杆4通过密封圈或密封环与注射器腔体2活动密封连接。
第二安装支架1上还设置有用于驱动安装板3沿竖直方向往复直线运动的第二驱动装置。
作为第一驱动装置的一种具体实施方式，第一驱动装置包括第一安装支架9，第一安装支架9上设置有第一电机10，第一电机10的输出端上设置有第一传动丝杆11；第一安装支架9上还竖直设置有第一直线导轨12，第一直线导轨12上滑动连接有滑块13，滑块13与第二安装支架1固定连接；第一传动丝杆11与滑块13螺纹连接。
作为第二驱动装置的一种具体实施方式，第二驱动装置包括设置于第二安装支架1上的第二电机14，第二电机14的输出端上设置有第二传动丝杆15，第二传动丝杆15与安装板3螺纹连接；注射器腔体2上竖直固定设置有用于与安装板3滑动连接的第二直线导轨16。
注射器腔体2上设置有用于装载tip头6或者磁分离套7的装载头5； tip头6的移液体积为5ul~1000ul，移液精度高，一致性好。
装载头5呈中空结构；活塞杆4的自由端上固定连接有用于吸附磁微粒试剂中磁珠的磁棒8，第二驱动装置可带动活塞杆4上的磁棒8穿过装载头5。
为了提高第一驱动装置和第二驱动装置的驱动效率，加快响应速度，第一传动丝杆11和第二传动丝杆15的外螺纹均为T型螺纹。
多通道并行前处理装置磁分离的过程为：第一电机10通过带动第一传动丝杆11转动，转动的第一传动丝杆11通过带动滑块13，实现第二安装支架1向下运动，注射器腔体2上的装载头5安装有磁分离套7，装载头5与磁分离套7为过盈配合，通过摩擦力进行磁分离套7的装载，第二安装支架1下降到一个固定高度即可完成磁分离套7的在装载头5上的装载；磁分离套7装载完成后，通过控制第一电机10反转，实现第二安装支架1上升至最高位，第二电机14转动，通过第二传动丝杆15实现安装板3向下运动，向下运动的安装板3带动活塞杆4和磁棒8向下运动，当磁棒8恰好到达磁分离套7的底部时，第二电机14停止转动，再控制第一电机10转动，带动第二安装支架1向下运动，当磁分离套7接触到含有磁微粒的液体时，缓慢下降直到磁微粒液体底部，使得磁微粒被逐步捕获到磁分离套7的端部，可以通过多次缓慢上升下降以便充分完成磁微粒的吸附分离，完成吸附后，控制第一电机10将第二安装支架1上升至最顶端，磁微粒全部被吸附在磁分离套7外壁的端部，被分离后的液体被抽走重新注入新的清洗液或者移动配套试剂条使得磁分离套7处于干净清洗液上方，此时需要再次将磁微粒重新悬浮在清洗液当中，进行清洗动作，第一电机10转动使第二安装支架1再次向下运动，直至磁分离套7进入清洗液，接着，第二电机14转动驱动活塞杆4带动磁棒8向上运动，直至磁棒8完全脱离装载头5内部，磁场消失，磁微粒从磁分离套7的端部缓慢的脱离，为了加快这一过程，第一丝杆电机可以使用不同的频率驱动第二安装支架1做上下往复运动，确保磁微粒与清洗液的充分混匀与悬浮，完成后第一电机10驱动第二安装支架1再次上升至最高位，至此完成一次磁分离清洗混匀，如果需要多次磁分离清洗，则重复以上动作即可。
另外多通道并行前处理装置也可用于将磁微粒转移至试剂中进行反应混匀，或者将反应液中的磁微粒分离至清洗液中，或者将磁微粒转移至底物液中进行反应并完成发光检测。所有分离动作完成后，卸载磁分离套7时，第二电机14驱动活塞杆4和磁棒8向下运动，磁棒8到达磁分离套7底部时，磁棒8继续向下运动，直至所有磁分离套7被磁棒8顶出并脱离装载头5。
多通道并行前处理装置转移试剂的过程为：第一电机10转动，通过滑块13带动第二安装支架1向下运动，第二安装支架1上安装有配套tip头6的装载头5，装载头5与配套tip头6为过盈配合，通过摩擦力进行tip头6的装载，第二安装支架1下降到一个固定高度即可完成配套tip头6的装载，装载完成后第二安装支架1上升至最高位，然后第一电机10驱动第二安装支架1下降到一个固定高度，带有tip头6的注射器腔体2的tip头6前端在样本或者试剂的液面下方，第二电机14转动，通过安转板带动活塞杆4向上移动，由于注射器腔体2为封闭腔体，因此在负压作用下，样本或试剂被tip头6吸取至tip头6内，随后第一电机10驱动第二安装支架1上升直至tip头6脱离样本或试剂液面，移动配套试剂条至需要的孔位，tip头6处于目标孔位正上方，第一电机10驱动第二安装支架1向下运动，带动tip头6运行至试剂液面下方，第二电机14驱动安装板3向下运动，安装板3带动活塞杆4向下运动，在压力作用下，将tip头6腔体内的样本或试剂注入目标孔位，随后第一电机10通过驱动第二安装支架1带动注射器腔体2上升，脱离试剂，实现样本或试剂的自动转移。随后活塞杆4向下移动，磁棒8随之下移，下移固定距离后，磁棒8接触到配套tip头6腔体内的滤塞，磁棒8继续下移，tip头6随之脱离装载头5，实现tip头6的卸载。如需多次移液，则重复加载tip头6和吸液、排液动作即可，移液容积可以是5~1000ul。另外也可用于试剂的混匀，tip头6在液面下反复吸排，即可使需要反应的试剂或样本充分混匀反应。
在需要将混匀反应液以及重悬浮清洗液时，可以通过第一驱动装置和第二驱动装置带动装有磁分离套7的装载头5上下运动实现，结构简单、混匀效率高，不会发生偏心混匀可能导致的液体飞溅。
活塞杆4的数量为多根，多根活塞杆4沿安装板3的长度方向间隔均匀分布，每根活塞杆4的自由端部均固定连有一根磁棒8；装载头5的数量为多个，多个装载头5沿注射器腔体2的长度方向间隔均匀分布，磁棒8与装载头5呈一一匹配关系，通过引入磁棒8和一次性磁分离套7，将被动式磁分离变为主动式磁分离，大幅提升了分离速度，大幅简化了磁分离的过程，由于磁场距离磁微粒更近，并可以做往复吸磁，因此分离效率更高，分离时间更短，远优于被动式磁分离方式，同时多通道并行分离进一步提升了磁微粒的分离和转移效率；同时通过第一驱动装置和第二驱动装置实现磁分离套7的往复运动，可以完成反应液的混匀及清洗液的重悬浮，结构简单、可靠性高，无液体飞溅；多通道并行移液功能，实现了样本或试剂的精准移液，免去复杂的移液结构，集合移液、磁吸附、转移、混匀、卸载等功能于一体，极大提高产品自动化程度。
第二驱动装置带动活塞杆4在竖直方向上直线往复运动，活塞杆4带动磁棒8在装载头5和注射器腔体2内部做往复直线运动，自动实现将装载头5上磁分离套7和tip头6的分离和安装，不需要额外的机构，有极强的实用性。性价比高、体积小、自动化移液，可以应用于POCT产品，并有很大的扩展空间。

Claims (8)

1.一种多通道并行前处理装置，其特征在于，包括用于分离和转移试剂的磁分离转移装置和用于带动磁分离转移装置移动的第一驱动装置；
磁分离转移装置包括第二安装支架，所述第二安装支架上设置有注射器腔体，所述注射器腔体顶部设置有安装板，所述安装板上设置有活塞杆，所述活塞杆与注射器腔体活动密封连接，第二安装支架上还设置有用于驱动安装板沿竖直方向往复直线运动的第二驱动装置；
磁分离转移装置的注射器腔体上设置有装载头，在用于磁分离时，装载头装载tip头；在用于转移试剂时，装载头装载磁分离套，所述装载头呈中空结构；
活塞杆的自由端上固定连接有用于吸附磁微粒试剂中磁珠的磁棒，第二驱动装置可带动活塞杆上的所述磁棒穿过所述装载头。
2.根据权利要求1所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一安装支架，所述第一安装支架上设置有第一电机，所述第一电机的输出端上设置有第一传动丝杆；
第一安装支架上还竖直设置有第一直线导轨，所述第一直线导轨上滑动连接有滑块，所述滑块与所述第二安装支架固定连接；
所述第一传动丝杆与滑块螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括设置于所述第二安装支架上的第二电机，所述第二电机的输出端上设置有第二传动丝杆，所述第二传动丝杆与所述安装板螺纹连接；
所述注射器腔体上竖直固定设置有用于与安装板滑动连接的第二直线导轨。
4.根据权利要求1所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，所述活塞杆的数量为多根，多根所述活塞杆沿所述安装板的长度方向间隔均匀分布，每根活塞杆的自由端部均固定连有一根所述磁棒；
所述装载头的数量为多个，多个所述装载头沿所述注射器腔体的长度方向间隔均匀分布，磁棒与装载头呈一一匹配关系。
5.根据权利要求4所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，多根所述活塞杆通过密封圈或密封环与所述注射器腔体活动密封连接。
6.根据权利要求4所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，每个所述装载头通过过盈配合实现装载磁分离套和tip头。
7.根据权利要求6所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，所述tip头的移液体积为5ul~1000ul。
8.根据权利要求3所述的多通道并行前处理装置，其特征在于，所述第一传动丝杆和第二传动丝杆的外螺纹均为T型螺纹。
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