CN114276924A - 基因检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基因检测设备，涉及基因检测领域，包括安全柜，安全柜包括上层柜体和下层柜体；上层柜体中设置三个相互独立的安装室，分别用于扩增试剂的放置及加样、基因样本的放置及提纯处理、基因的扩增及检测；下层柜体中设置三个可连通的安装室，每个安装室中均设有物流运输模块，用于PCR板的运输；在用于基因样本的放置及提纯处理的安装室中设有第二处理模块，其包括多套用于放置提纯试剂及基因样本的放置架、固定装置、引风组件、振动件A、加热模块和冷却模块B，其中放置架可抽屉式放置于此安装室中。通本发明可以达到自动化、无污染、高效率的基因样本的提纯处理流程，同时在工作过程中，仅少部分涉及到人工操作，且操作强度低。

Description

基因检测设备
本分案申请的母案申请日为2020年10月19日，申请号为202011116049.5，发明名称为“基因检测设备”。
技术领域
本发明涉及基因检测领域，尤其涉及一种基因检测设备。
背景技术
基因检测指分析特定DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶与鸟嘌呤的排列方式；基因是遗传的基本单元，携带有遗传信息的DNA或RNA序列，通过复制，把遗传信息传递给下一代，指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表达。基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术，是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测，分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法，从而使人们能了解自己的基因信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险，基因检测可以诊断疾病，也可以用于疾病风险的预测。
在实验步骤方面，一般的核酸分析过程基本都包括样本前处理、核酸提取和PCR扩增检测几个环节。在近些年中，实现前述环节分立的自动化设备如样本制备仪、核酸提取仪及定量PCR仪，不断的推陈出新，但把制备的样本加载到核酸提取仪、以及把核酸提取后的样本加载到定量PCR仪进行扩增，这中间的转移操作环节还几乎全部需要实验人员手工完成。怎样打通这些个环节成为了研究的重中之重。近年来，也有厂商通过机械手、自动臂等方式替代了人手，完成了样本转移传递的工作，但几个分立设备加上机械臂的方式，使得系统及其的庞大复杂，造价极高，且一般需要批量实验运转，整个实验流程下来速度较慢。
目前在进行标准PCR检测时，需要配置一套完整的PCR实验室，为了避免扩增试剂受到污染或扩增样本污染环境，现有PCR实验室都是以分区隔离来布局实验室的，其主要包括试剂配制区、样品处理区、核酸扩增区和产物分析区，四个实验室之间空气不能互通，以防止交叉污染，因此所有的物品、耗材、样本等在传递时均需要通过中间隔离通道作为缓冲区域。这样就需要在各分区房间中间都安排试验人员，没有实现自动化，效率不高，且分区室隔离的占地空间大、成本非常高。
特别地，在进行核酸提纯处理的设备中，如何在方便设备操作者更换试剂及样本的同时最大程度的降低人工干预程度、实现全自动化的全流程提取并避免仪器内部的相互污染，成为了目前急需解决的技术问题。
因此急需研发出一种基因检测设备来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基因检测设备。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
基因检测设备，包括安全柜，安全柜包括上层柜体和下层柜体；上层柜体中设置三个相互独立的安装室，分别为第一安装室A、第一安装室B、第一安装室C，分别用于扩增试剂的放置及加样、基因样本的放置及提纯处理、基因的扩增及检测；下层柜体中设置三个可连通的安装室，每个安装室中均设有物流运输模块，用于PCR板的运输；
在第一安装室B中设有第二处理模块，第二处理模块包括多套用于放置提纯试剂及基因样本的放置架、用于固定放置架的固定装置、用于吸取基因样本产生的气溶胶的引风组件、用于振动磁珠溶液的振动件A、用于加热裂解液的加热模块和用于冷却提纯后基因样本的冷却模块B；放置架可抽屉式放置在第一安装室B内。
作为优选的技术方案，第二处理模块包括至少两套放置架C、至少两套放置架D、放置架E、至少两套暂存架、放置架F，提纯试剂、用于提纯反应的八连管、替换枪头A均放置在放置架C上，装有基因样本的样本管放置在放置架D上，用于洗脱基因样本的清洗液放置在放置架E内，替换枪头B和封膜板均放置在放置架F内，未装满提纯后基因样本的PCR板放置在暂存架上，冷却模块B安装在暂存架正下方。
作为优选的技术方案，第一安装室B的侧面设置有开口，放置架C、放置架D、放置架E和放置架F均可抽屉式放置在第一安装室B内。
作为优选的技术方案，一套放置架C上的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量分别不少于一组基因样本实验所需的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量，一套放置架D上的基因样本数量不少于一组基因样本实验所需的基因样本数量。
作为优选的技术方案，放置架D上设置有多个用于放置样本管的放置槽，放置槽的一侧设置有弹簧片，弹簧片恢复变形的方向朝向放置槽的中心轴线，样本管放置于放置槽内时，弹簧片与样本管的侧壁挤压接触。
作为优选的技术方案，基因检测设备包括多套固定装置，多套固定装置分别用于固定放置架C、放置架D和放置架E，每个固定装置包括到位传感器和电磁铁，当到位传感器检测对应的放置架插入到位时，电磁铁吸附固定对应的放置架。
作为优选的技术方案，第二处理模块包括至少两套平移组件F和至少两套用于吸取基因样本产生的气溶胶的引风组件，一套平移组件F用于改变引风组件的进气口与暂存架之间的距离，引风时，一套引风组件的进气口位于一套暂存架的正上方。
作为优选的技术方案，在上层的每个安装室与下层的每个安装室之间、下层各安装室之间设有开关门组件。
作为优选的技术方案，物流运输模块包括用于承接PCR板的托架、升降组件及平移组件。
作为优选的技术方案，在上层柜体的三个安装室中均设有气流控制系统，用于控制安全柜上层柜体的三个安装室的气压条件。
本发明的有益效果在于：通过本发明的基因检测设备，实现自动化、高效率的基因样本的提纯处理及扩增检测，同时保证了样本在整个基因检测流程中的无污染转移，避免了交叉污染。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的加样模块的立体结构示意图；
图3是本发明的第二处理模块的结构示意图1；
图4是本发明的第二处理模块的结构示意图2；
图5是本发明的第二处理模块中加热模块的结构示意图；
图6是本发明的第二处理模块中放置架D的结构示意图；
图7是本发明的第二处理模块中开合组件的结构示意图；
图8是本发明的提纯处理模块中开合组件的开盖示意图；
图9是本发明的提纯处理模块的结构示意图3；
图10是本发明的第二处理模块的结构示意图4；
图11是本发明的提纯处理模块中提纯模块的结构示意图；
图12是本发明的热封壳的结构示意图；
图13是本发明的第二处理模块中引风组件的结构示意图；
图14是本发明的提纯处理模块中移液件B的结构示意图；
图15是本发明的提纯处理模块中移液件B的使用示意图；
图16是本发明的扩增检测模块的结构示意图；
图17是本发明的扩增检测模块中平移组件C的结构示意图；
图18是本发明的物流运输模块A和物流运输模块B的结构示意图；
图19是本发明的物流运输模块A和物流运输模块B转运时的示意图；
图20是本发明的物流运输模块B和物流运输模块C转运前的示意图；
图21是本发明的物流运输模块B和物流运输模块C转运后的示意图；
图22是本发明的气流控制系统的气流方向示意图；
其中相应的附图标记为：
1-第一安装室A，2-第一安装室B，3-第一安装室C，4-第二安装室A，5-第二安装室B，6-第二安装室C，7-第一开门组件A，8-第一开门组件B，9-第一开门组件C，10-第二开门组件A，11-第二开门组件B，18-高效过滤器A，19-引风机A，22-托架，23-升降组件B，24-平移组件E，26-扫码器，29-移液件B，30-平移组件I；
12-1、12-2、12-3、12-4、12-5-转移组件，12-1-01、12-2-01、12-3-01-X向移动组件，12-1-02、12-2-02、12-3-02-Y向移动组件，12-1-03、12-2-03、12-3-03-Z向移动组件，12-1-04、12-2-04、12-3-04-移液件A，12-3-05-夹爪C；
13-第一处理模块，1301-放置架A，1302-放置架B，1303-冷却模块A；
14-第二处理模块，1401-放置架C，1402-放置架D，1403-放置架E，1404-放置架F，1406-加热模块，1408-引风组件，1409-弹簧片，1410-放置槽，1411-中转位，1412-振动件A；
15-扩增检测模块，1501-光学检测仪，1502-加热底座，1503-热盖组件，1504-平移组件C；
16-1、16-2-夹爪A，16-1-01、16-2-01-夹爪控制件A；
17-提纯模块，170-1热振荡室，1702-磁吸件，1703-平移组件A，1704-反应安装架，1705-振动件B；
20-开合组件，2001-升降组件A，2002-夹爪B，2003-固定块A2004-固定块B，2005-平移组件B，2006-卡环，2007-高摩擦软垫；
21-平移组件D，2101-电机D，2102-主动轮D，2103-从动轮D，2104-传动带D，2105-安装板D，2106-滑轨；
25-固液排废件，2501-平移组件G，2502-盖板；
28-热封壳，2801第三开关门组件，2802热封机，2803安装板F，2804平移组件H；
31-接液组件；3101接液板，3102接液槽，3103安装轴，3104接液架，3105凹槽，3106凸台，和3107扭转弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
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定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，基因检测设备，包括：
安全柜；安全柜分为上下两层，安全柜的上层包括三个相互独立的安装室，且上层的每个安装室与下层柜体之间设置有开关门组件；在下层柜体中亦设有三个安装室，其中分别设置物流运输模块A、物流运输模块B以及物流运输模块C。
上层的三个安装室分别为第一安装室A1、第一安装室B2、第一安装室C3；在第一安装室A1中设有用于处理扩增试剂和PCR板的第一处理模块13、用于将扩增试剂加样至PCR板微孔内的加样模块；在第一安装室B2中设有用于处理试剂、枪头和基因样本的第二处理模块14、用于处理基因样本的提纯处理模块以及用于PCR板封膜的热封机2802；在第一安装室C3中设有用于基因扩增和检测的扩增检测模块15。
进一步地，在上层的三个安装室中还设有气流控制系统，用于控制第一安装室A1、第一安装室B2和第一安装室C3的气压。
下层的安装室分别为第二安装室A4、第二安装室B5、第二安装室C6；物流运输模块A设置于第二安装室A4中，且位于加样模块下方；物流运输模块B设置于第二安装室B5中，且位于提纯处理模块下方；物流运输模块C设置于第二安装室C6中，且位于扩增检测模块15下方。
进一步地，在第一安装室A1与第二安装室A4之间设置有第一开关门组件A7，第一安装室B2与第二安装室B5之间设置有第一开关门组件B8，第一安装室C3与第二安装室C6之间设置有第一开关门组件C9，第二安装室A4与第二安装室B5之间设置有第二开关门组件A10，第二安装室B5与第二安装室C6之间设置有第二开关门组件B11。
本实施例的基因检测设备工作时，PCR板的转运过程具体为：加样模块将装有扩增试剂的PCR板穿过第一开关门组件A7置于物流运输模块A的转运作用端，物流运输模块A转运PCR板至第二开关门组件A10处时，将PCR板置于物流运输模块B的转运作用端，物流运输模块B转运PCR板至第一开关门组件B8时，提纯处理模块将PCR板转运进入第一安装室B2，并将提纯后的基因样本加入PCR板，通过热封机2802对PCR板进行封膜后，提纯处理模块将装有提纯后的基因样本的PCR板通过第一开关门组件B8置于物流运输模块B的转运作用端，物流运输模块B转运PCR板至第二开关门组件B11处时，将PCR板置于物流运输模块C的转运作用端，物流运输模块C转运PCR板至第一开关门组件C9时，PCR板通过扩增检测模块15进入第一安装室C3，扩增检测模块15对PCR板内的基因样本进行基因检测。
如图1、图2所示，在第一安装室A1中，加样模块包括转移组件12-1、用于转移PCR板的夹爪A16-1、用于控制夹爪A16-1开合的夹爪控制件A16-1-01和移液件A12-1-04，其中，转移组件12-1包括：
用于X向移动的X向移动组件12-1-01；X向移动组件包括电机A、主动轮A、从动轮A、传动带A和安装板A，安装板A与传动带A固定连接，电机A的转轴与主动轮A的转动中心固定连接，主动轮A与从动轮A通过传动带A传动；
用于Y向移动的Y向移动组件12-1-02；Y向移动组件包括电机B、主动轮B、从动轮B、传动带B和安装板B，安装板B与传动带B固定连接，电机B的转轴与主动轮B的转动中心固定连接，主动轮B与从动轮B通过传动带B传动；
用于Z向移动的Z向移动组件12-1-03；Z向移动组件包括电机C、丝杠螺母机构A和安装板C，电机C的转轴与丝杠螺母机构A的丝杠A固定连接，安装板C与杠螺母机构A的螺母A固定连接，夹爪控制件A16-1-01和移液件A12-1-04均固定安装在安装板C上；
其中，X向移动组件12-1-01安装在安装板B上，Z向移动组件12-1-03固定安装在安装板A上。
在本实施例中，在第一安装室A1内：加样模块通过转移组件12-1改变移液件A12-1-04在XYZ三个方向的位置，从而转移扩增试剂至PCR板的微孔内，再通过夹爪控制件A16-1-01控制夹爪A16-1的开合抓取PCR板，并转移PCR板穿过第一开关门组件A7置于物流运输模块A的转运作用端。
如图2所示，在第一安装室A1中，第一处理模块13包括至少两套放置架A1301、放置架B1302和用于冷却扩增试剂的冷却模块A1303，扩增试剂放置在放置架A1301上，一套放置架A1301上的扩增试剂数量不少于一组基因样本实验所需的扩增试剂数量，PCR板放置在放置架B1302上，第一安装室A1的侧面设置有开口，优选地，第一安装室A1的开口设置于X方向，放置架A1301和放置架B1302均可抽屉式放置在第一安装室A1内，冷却模块A1303安装在放置架A1301的正下方。
在本实施例中，第一处理模块还包括用于清洗移液件A12-1-04的清洗池，移液件A12-1-04转移一次扩增试剂后，转移组件12-1将移液件A12-1-04的移液端转移至清洗池内，清洗池清洗移液件A12-1-04的移液端，然后再进行下一次的扩增试剂移液操作。放置架B1302上至少放置有两个PCR板，至少两套放置架A1301的设置保证了加样处理可以一直不间断地进行，不受人工进行补充扩增试剂的影响，提高基因检测的效率。
如图1、图3、图4、图5、图6、图9、图10所示，在第一安装室B2中，第二处理模块14包括至少两套放置架C1401、至少两套放置架D1402、放置架E1403、至少两套暂存架、放置架F1404、用于振动磁珠溶液的振动件A1412、用于加热裂解液的加热模块1406和用于冷却提纯后基因样本的冷却模块B，提纯试剂、用于提纯反应的八连管、替换枪头A均放置在放置架C1401上，一套放置架C1401上的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量分别不少于一组基因样本实验所需的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量，装有基因样本的样本管放置在放置架D1402上，一套放置架D1402上的基因样本数量不少于一组基因样本实验所需的基因样本数量，用于洗脱磁珠结合的基因样本的清洗液放置在放置架E1403内，替换枪头B和封膜板均放置在放置架F1404内，暂存架用于放置PCR板，冷却模块B安装在暂存架正下方，第一安装室B2的侧面设置有开口，该侧面与上述第一安装室A1的开口位于同一侧面，放置架C1401、放置架D1402、放置架E1403和放置架F1404均通过开口可抽屉式放置在第一安装室B2内，第二处理模块还包括中转位1411，中转位1411用于放置待加入基因样本的八连管。
在本实施例中，加热模块1406用于加热裂解液避免裂解液发生结晶，加热模块1406第一端的高度低于加热模块1406第二端的高度，放置架C1401插入第一安装室B2时，依次经过加热模块1406的第一端和第二端，振动件A1412振动磁珠溶液，保持磁珠溶液处于混匀的状态，避免其沉积影响提纯反应，至少两套放置架C1401、至少两套放置架D1402、放置架E1403、至少两套暂存架、放置架F1404的设置，在进行人工补充核酸提取试剂或耗材时，可以保证在补充更换时间内第一安装室B2内还有相应的备用品以够提纯反应过程的使用需求或基本对提纯反应不造成影响，保证第一安装室B2内提纯反应的所有流程可以不间断地进行，从而达到提高基因检测效率的目的。
如图6所示，放置架D1402上设置有多个用于放置样本管的放置槽1410，放置槽1410的一侧设置有弹簧片1409，弹簧片1409的复位方向朝向放置槽1410的中心轴线，样本管放置于放置槽1410内时，弹簧片1409与样本管的侧壁挤压接触。
在本实施例中，样本管插入式放置在放置架D1402的放置槽1410内，通过弹簧片1409与样本管的侧壁挤压接触，达到固定样本管的目的，避免样本管在移动过程中晃动。放置架D1402上设置有多个条形码，一个放置槽1410位于两个相邻的条形码之间，放置架C1401也设置有多个条形码，一个装有提纯试剂的试管位于两个相邻的条形码之间。基因检测设备还包括两个用于扫描识别条形码的扫码器26，通过扫码器识别每个样本管和提纯试剂的具体位置和信息。放置架D1402上还放置有用于对比试验结果是否有误的内参样本。
如图9、图10、图13所示，第二处理模块还包括至少两套平移组件F和至少两套用于吸取基因样本产生的气溶胶的引风组件1408，一套平移组件F用于改变引风组件1408的进气口与暂存架之间的距离，引风时，一套引风组件1408的进气口位于一套暂存架的正上方。
在本实施例中，引风组件包括高效过滤器C和引风机D，高效过滤器C的出气口与引风机D的进气口连通，当装有基因样本的PCR板暂存放置在暂存架上，平移组件F移动高效过滤器D的进气口使其位于PCR板的正上方，启动引风机D，吸取基因样本产生的气溶胶，避免气溶胶造成第一安装室B2的污染。
如图1、图3、图4、图9、图10所示，在第一安装室B2中，提纯处理模块包括转移组件12-2、12-3及12-4，转移组件12-2、12-3及12-4分别包括：
用于X向移动的X向移动组件12-2-01/12-3-01/12-4-01；X向移动组件包括电机A、主动轮A、从动轮A、传动带A和安装板A，安装板A与传动带A固定连接，电机A的转轴与主动轮A的转动中心固定连接，主动轮A与从动轮A通过传动带A传动；
用于Y向移动的Y向移动组件12-2-02/12-3-02/12-4-02；Y向移动组件包括电机B、主动轮B、从动轮B、传动带B和安装板B，安装板B与传动带B固定连接，电机B的转轴与主动轮B的转动中心固定连接，主动轮B与从动轮B通过传动带B传动；
用于Z向移动的Z向移动组件12-2-03/12-3-03/12-4-03；Z向移动组件包括电机C、丝杠螺母机构A和安装板C，电机C的转轴与丝杠螺母机构A的丝杠A固定连接，安装板C与杠螺母机构A的螺母A固定连接；
其中，Y向移动组件安装在相应的安装板A上，Z向移动组件固定安装在相应的安装板B上。
如图3，图4，转移组件12-2用于转移提纯试剂，其包括移液件A12-2-04，且移液件A12-2-04安装在转移组件12-2的安装板C上。
如图3，转移组件12-3用于转移基因样本，其包括移液件A12-3-04、用于转移样本管和八连管的夹爪C12-3-05、用于控制夹爪C12-3-05开合的夹爪控制件C，移液件A12-3-04与夹爪控制件C安装于转移组件12-3的安装板C上。
如图9，转移组件12-4用于转移清洗液，其包括移液件A、用于转移PCR板的夹爪A16-2以及用于控制夹爪A16-2开合的夹爪控制件A16-2-01，移液件A与夹爪控制件A16-2-01安装于转移组件12-4的安装板C上。
在本实施例中，在第一安装室B2内，提纯处理模块对基因样本进行提纯处理后，提纯处理模块通过夹爪控制件A16-2-01控制夹爪A16-2的开合抓取物流运输模块B的转运作用端上的PCR板穿过第一开关门组件B8转移至第一安装室B2，并通过移液件A将提纯处理后的基因样本置于PCR板的微孔内，然后经过热封机2802将封膜板封膜在装有基因样本的PCR板上，最后通过夹爪A16-2将装有基因样本的PCR板穿过第一开关门组件B8置于物流运输模块B的转运作用端。在本实施例中，能够保证整个提纯过程中三个转移组件12-2、12-3及12-4互不干扰，同时也可以保证多组实验的同时进行，缩短提纯反应过程中的时间，提高检测效率。
优选的，第二处理模块还包括清洗池，清洗池用于清洗转移提纯试剂的移液件A12-2-04，移液件A12-2-04转移一次提纯试剂后，转移组件12-2将移液件A12-2-04的移液端转移至清洗池内，清洗池清洗移液件A12-2-04的移液端，然后再进行下一次的提纯试剂移液操作；替换枪头A用于替换移液件A12-3-04的移液枪头，以及替换枪头B用于替换移液件A的移液枪头。
如图9、图10、图11所示，在第一安装室B2中，提纯处理模块还包括至少一个提纯模块17、高效过滤器A18和引风机A19，每个提纯模块17包括加热振荡室1701、磁吸件1702、振动件B1705、平移组件A1703和加热件，加热振荡室1701设置有反应安装架1704，进行提纯反应的八连管放置在反应安装架1704上，加热件的加热作用端作用于八连管，加热件安装在振动件B1705的振动作用端，平移组件A1703用于移动磁吸件1702改变磁吸件1702对八连管内磁珠的吸引力，加热振荡室1701的侧边设置有出风口，高效过滤器A18的其中一个进风口与一个加热振荡室1701的出风口连通，引风机A19的进气口与高效过滤器A18的出风口连通。
本实施例中，八连管放置于反应安装架1704上，加热件和振动件B1705启动，加热八连管内的基因样本进行提纯处理，振动件B1705使得八连管内的基因样本和提纯试剂混合均匀。提纯反应过程中，引风机A19启动，使提纯反应过程中产生的气溶胶通过高效过滤器A18的进气口，高效过滤器A18对气溶胶进行过滤。当磁珠与基因样本中的核酸呈结合状态时，平移组件A1703移动磁吸件1702靠近八连管，磁吸件1702吸附八连管中的磁珠，然后通过移液件A将废液吸出排废，以使得磁珠与废液分离；然后洗脱磁珠，使基因样本中的核酸与磁珠分离，磁吸件1702吸附八连管中的磁珠，通过移液件A将提纯后的基因样本转移到装有扩增试剂的PCR板内。
如图3、图7、图8所示，提纯处理模块还包括用于样本管中管盖开合的开合组件20，开合组件包括升降组件A2001、夹爪B2002、用于控制夹爪B2002开合的夹爪控制件B和用于固定样本管中管体的管体固定件，升降组件A2001的升降作用端作用于夹爪B2002，管体固定件设置在夹爪B2002的下方。
在本实施例中，通过管体固定件将样本管固定，通过夹爪控制件B增大夹爪B2002的开度，升降组件A2001下降夹爪控制件B和夹爪B2002至样本管的管盖处，夹爪控制件B减小夹爪B2002的开度使得夹爪B2002夹住管盖，然后在通过升降组件A2001上升夹爪控制件B和夹爪B2002的高度，达到开盖的目的，反向即为关盖操作流程。
如图3、图7、图8所示，管体固定件包括固定块A2003、固定块B2004和用于控制固定块A2003与固定块B2004之间距离的平移组件B2005，固定块B2004安装在夹爪B2002的正下方，平移组件B2005的移动作用端作用于固定块A2003，固定块A2003与固定块B2004相对的侧面均为弧面，固定块A2003的弧面上端设置有用于卡挂样本管的卡环2006。
在本实施例中，通过转移组件12-3将样本管从放置架D1402的放置槽内取出，然后转移到固定块A2003上方的卡环2006内，再通过平移组件B2005移动固定块A2003，使样本管的侧壁分别与固定块A2003和固定块B2004的弧面挤压接触，达到固定样本管的目的，同时，开盖取出基因样本后，盖合管盖，平移组件B2005移动固定块A2003远离固定块B2004，最后通过转移组件12-3将该样本管放置在对应取出时放置架D1402的放置槽内。
如图7所示，固定块A2003和固定块B2004的弧面上均固定设置有高摩擦软垫2007。
在本实施例中，通过在固定块A2003和固定块B2004的弧面上固定设置有高摩擦软垫2007，以增强在固定样本管时，样本管与固定块A2003和固定块B2004之间的挤压作用力，增强样本管的固定作用。
如图14、图15所示，提纯处理模块还包括用于微量移液的移液件B29、平移组件I30和用于移液件B29接液的接液组件，接液组件包括接液板3101、安装轴3103、接液架3104和用于驱动接液架3104转动的转动驱动件，接液板3101上设置有接液槽3102，安装轴3103和平移组件I30与夹爪控制件A1601安装在同一安装板C上，接液架3104的第一端可转动安装在安装轴3103上，接液架3104的第二端与接液板3101固定连接，平移组件I30用于改变接液板3101与移液件B29在移液针滴液方向的相对位置；具体的，移液件B29即为上述实施例中转移组件12-4中的移液件A。
在本实施例中，进行微量移液时，平移组件I30与转动驱动件同时启动，移液件B29相对于接液板3101朝向滴液方向移动，转动驱动件驱动接液架3104转动，并带动接液板3101朝向远离移液件B29的方向转动；接液时，平移组件I30与转动驱动件同时启动，平移组件I30相对于接液板3101朝向滴液方向的反向移动，转动驱动件驱动接液架3104转动，并带动接液板3101朝向靠近移液件B29的方向转动，旋转到位时，接液板3101的接液槽3102位于移液件B29的针头正下方，对移液件B29滴落的液体进行收集。
如图14、图15所示，转动驱动件包括凹槽3105、凸台3106和扭转弹簧3107，凹槽3105设置在接液架3104上，凸台3106固定设置在移液件B29上，凸台3106与接液架3104一直挤压接触，扭转弹簧3107的第一端与接液架3104的第一端固定连接，扭转弹簧3107的第二端与安装轴3103固定连接，扭转弹簧3107一直处于储存能量状态。
在本实施例中，进行微量移液时，平移组件I30启动，移液件B29相对于接液板3101朝向滴液方向移动，此时，凸台3106移动远离接液架3104的凹槽3105，使移液件B29与接液架3104之间的距离增加，由于接液架3104可转动安装在安装轴3103上，因此接液架3104转带动接液板3101朝向远离移液件B29的方向转动，使得接液板3101离开移液件B29的针头下方，移液件B29可以进行正常的移液操作，同时扭转弹簧3107在进一步发生变形继续储蓄能量；接液时，平移组件I30启动，移液件B29相对于接液板3101朝向滴液方向的反向移动，此时，凸台3106移动靠近接液架3104的凹槽3105，使移液件B29与接液架3104之间的距离减小，凸台3106与接液架3104之间的挤压作用力减小，因此扭转弹簧3107恢复变形释放能量，驱动接液架3104转动，并带动接液板3101朝向靠近移液件B29的方向转动，旋转到位时，凸台3106位于接液架3104的凹槽3105内，接液板3101的接液槽3102位于移液件B29的针头正下方，对移液件B29滴落的液体进行接液收集，避免移液件B29内的液体滴落，对操作中的样品、基因检测设备造成污染。
在一些实施例中，转动驱动件为齿轮齿条，齿轮固定安装接液架3104的第一端，齿条与齿轮啮合传动，齿条固定安装在移液件B29上。
进行微量移液时，平移组件I30启动，移液件B29相对于接液板3101朝向滴液方向移动，此时，齿条随着移液件B29一同移动，齿条与齿轮啮合带动接液架3104和接液板3101朝向远离移液件B29的方向转动，使得接液板3101离开移液件B29的针头下方，移液件B29可以进行正常的移液操作；接液时，平移组件I30启动，移液件B29相对于接液板3101朝向滴液方向的反向移动，此时，齿条随着移液件B29一同反向移动，齿条与齿轮啮合带动接液架3104和接液板3101朝向靠近移液件B29的方向转动，移动旋转到位时，接液板3101的接液槽4位于移液件B29的针头正下方，对移液件B29滴落的液体进行接液收集，避免移液件B29内的液体滴落，对操作中的样品、基因检测设备造成污染。
如图1所示，在第一安装室C3中，扩增检测模块包括转移组件12-5、用于转移PCR板的夹爪A和用于控制夹爪A开合的夹爪控制件A，转移组件12-5包括：
用于X向移动的X向移动组件；X向移动组件包括电机A、主动轮A、从动轮A、传动带A和安装板A，安装板A与传动带A固定连接，电机A的转轴与主动轮A的转动中心固定连接，主动轮A与从动轮A通过传动带A传动；用于Y向移动的Y向移动组件；Y向移动组件包括电机B、主动轮B、从动轮B、传动带B和安装板B，安装板B与传动带B固定连接，电机B的转轴与主动轮B的转动中心固定连接，主动轮B与从动轮B通过传动带B传动；用于Z向移动的Z向移动组件；Z向移动组件包括电机C、丝杠螺母机构A和安装板C，电机C的转轴与丝杠螺母机构A的丝杠A固定连接，安装板C与杠螺母机构A的螺母A固定连接，夹爪控制件A固定安装在安装板C上；其中，X向移动组件安装在安装板B上，Z向移动组件固定安装在安装板A上。
在本实施例中，在第一安装室C3内：扩增检测模块15块通过夹爪控制件A控制夹爪A的开合，抓取物流运输模块C的转运作用端上的PCR板穿过第一开关门组件C9转移至第一安装室C3内，通过扩增检测模块15对基因样本进行扩增和光学检测。
如图1、图16、图17所示，扩增检测模块还包括至少两套金属浴模块、至少两套光学检测仪1501和至少两套平移组件C1504，每个金属浴模块包括热盖组件1503和加热底座1502，一套热盖组件1503安装在一套光学检测仪1501的检测口处，一套平移组件C1504的移动作用端作用于一个加热底座1502。
在本实施例中，转移组件12-5将物流运输模块C的转运作用端上的PCR板转移至加热底座1502上，平移组件C1504移动加热底座1502，使PCR板移动至热盖组件1503的正下方，然后便进行金属浴使提纯后的基因样本扩增，同时光学检测仪1501对扩增后的基因样本进行光学检测分析，扩增检测完成后，平移组件C1504移动加热底座1502，使得PCR板移出，再通过转移组件12和夹爪A将其与加热底座1502分离，并进行排废处理。
如图18、图19所示，物流运输模块A包括用于承接PCR板的托架22和平移组件D21，平移组件D21包括电机D2101、滑轨2106、主动轮D2102、从动轮D2103、传动带D2104和安装板D2105，安装板D2105与传动带D2104固定连接，电机D2101的转轴与主动轮D2102的转动中心固定连接，主动轮D2102与从动轮D2103通过传动带D2104传动，安装板D2105可滑动安装在滑轨2106内，滑轨2106固定安装安装室内；进一步地，物流运输模块A还包括用于升降托架22高度的升降组件B23，升降组件B23固定安装在安装板D2105上；物流运输模块A的托架上还设置有卡块，PCR板和封膜板上均设置有凹槽，物流运输模块A的托架通过卡块和凹槽达到承接PCR板的目的。
如图18、图19、图20、图21所示，物流运输模块B包括用于承接PCR板的托架22和平移组件D21，平移组件D21包括电机D2101、滑轨2106、主动轮D2102、从动轮D2103、传动带D2104和安装板D2105，安装板D2105与传动带D2104固定连接，电机D2101的转轴与主动轮D2102的转动中心固定连接，主动轮D2102与从动轮D2103通过传动带D2104传动，安装板D2105可滑动安装在滑轨2106内，滑轨2106固定安装安装室内；进一步地，物流运输模块B还包括用于移动托架22的平移组件E24，平移组件E24固定安装在安装D2105上，物流运输模块B中托架的两端分别用于承接装有扩增试剂的PCR板和装有基因样本的PCR板。
如图20、图21所示，物流运输模块C包括用于承接PCR板的托架22和用于升降托架22高度的升降组件B23；物流运输模块C的托架上还设置有卡块，PCR板和封膜板上均设置有凹槽，物流运输模块C的托架通过卡块和凹槽达到承接PCR板的目的。
运输时，在第二开关门组件A处物流运输模块A将装有扩增试剂的PCR板转运至物流运输模块B，在第二开关门组件B处物流运输模块B将装有基因样本的PCR板转运至物流运输模块C，物流运输模块C的升降组件B的升降作用端位于第一开门组件C9的正下方。
物流运输模块A至物流运输模块B之间的转运流程为：物流运输模块B的托架的第一端通过平移组件D21和平移组件E24移动到第二安装室A4内，物流运输模块A的托架承接PCR板，并通过升降组件B23上升托架的高度使其位于物流运输模块B的托架的上方，然后通过平移组件D21移动PCR板，并使物流运输模块B中托架位于物流运输模块A的托架的正下方，再通过物流运输模块A的升降组件B23下降托架的高度，使PCR板由物流运输模块A转移到物流运输模块B上；
物流运输模B至物流运输模块C之间的转运流程为：物流运输模块C的升降组件B23下降托架的高度使其位于物流运输模块B中托架的下方，物流运输模块C的托架的第二端通过平移组件D21和平移组件E24移动到第二安装室C6内，使物流运输模块B中托架的第二端位于物流运输模块C的托架的正上方，再通过物流运输模块C的升降组件B23上升托架的高度，使PCR板由物流运输模块B转移到物流运输模块C上。
如图22所示，气流控制系统包括三个气流件，三个气流件分别用于控制第一安装室A1、第一安装室B2和第一安装室C3的内部气压，每个气流件包括引风机B和引风机C；引风机B的出气口与安装室的进气口连通，引风机C的进气口与安装室的出气口连通，引风机B的进气口与引风机C的进气口均设置有高效过滤器B；第一安装室A1、第一安装室B2和第一安装室C3的气压依次减小，第一安装室A1的气压大于安全柜外的气压，第一安装室C3的气压小于安全柜外的气压。
在本实施例中，通过引风机B的进气口与引风机C的进气口均设置有高效过滤器B以防止空气污染，同时引风机B和引风机C均可调速，控制第一安装室A1、第一安装室B2和第一安装室C3的压力大小，需要保证从第一安装室A1、第一安装室B2和第一安装室C3的压力差依次递减5-20KPa，第一安装室A1的气压大于安全柜外的气压，第一安装室C3的气压小于安全柜外的气压。
此外，在需要测试高危病毒等的场景时，需要避免设备内第一安装室B2的空气污染外界空气，保护测试人员的安全，通过引风机B和引风机C调速控制第一安装室B2的气压小于安全柜外的气压，当抽拉放置架C1401、放置架D1402、放置架E1403和放置架F1404时，外界空气从第一安装室B2的开口处流入设备，但是在第一安装室B2的开口处设置有抽风的排风扇，排风扇将外界空气抽走，也不会污染第一安装室B2；在需要做高灵敏度等场景测试时，需要避免外界空气污染设备内第一安装室B2，此时通过引风机B和引风机C调速控制第一安装室B2的气压大于安全柜外的气压，避免空气流入。
如图1、图3、图10所示，基因检测设备还包括固液排废件25，固液排废件25安装在第一安装室B2内，固液排废件25包括用于排出固体废料的固体排废室、用于排出液体废料的液体排废室、平移组件G2501和盖板2502，平移组件G2501的移动作用端作用于盖板2502，盖板2502盖合在液体排废室和固体排废室的上端。
在本实施例中，进行替换枪头A和替换枪头B排废时，平移组件G2501移动盖板2502，使得固体排废室处于打开状态，便可以将替换枪头A和替换枪头B排废到固体排废室内，排废完成后平移组件G2501反向移动盖板2502使固体排废室关闭；进行液体废料排出时，平移组件G2501移动盖板2502，使得液体排废室处于打开状态，移液件A将液体废料排到液体排废室内，排废完成后平移组件G2501反向移动盖板2502使固体排废室关闭。
如图1、图10、图12所示，基因检测设备还包括热封壳28和平移组件H2804，热封机2802和平移组件H2804安装在热封壳28内，热封壳28设置有第三开关门组件2801，平移组件H2804用于移动封膜板和PCR板至热封机2802的加热板下端，平移组件H2804的移动作用端固定设置有安装板F2803，PCR板和封膜板放置在安装板F2803上，安装板F2803与第三开关门组件2801挤压接触，第三开关门组件2801的回弹方向朝向热封机2802。
如图1所示，基因检测设备还包括废料室，废料室安装在第二安装室C6内，第一安装室C3与废料室之间设置有第一开关门组件D。
如图1、图2、图9、图10所示，第一开关门组件A7、第一开关门组件B8、第一开关门组件C9、第一开关门组件D、第二开关门组件A10和第二开关门组件B11均包括门板和弹性件，弹性件的两端分别与安装室和门板的第一端固定连接，第一开关门组件A7、第一开关门组件B8、第一开关门组件C9和第一开关门组件D的弹性件恢复变形时驱动门板朝向上方转动，第二开关门组件A10和第二开关门组件B11的弹性件恢复变形时驱动门板朝向第二安装室B5转动。
在本实施例中，通过转移组件12控制夹爪A16向下运动，使得第一开关门组件A7、第一开关门组件B8、第一开关门组件C9和第一开关门组件D打开，使PCR板在上层的安装室和下层的安装室之间转移；转移完成后通过转移组件12控制夹爪A16向上运动，在弹性件的作用下，第一开关门组件A7、第一开关门组件B8、第一开关门组件C9和第一开关门组件D便可以自动关闭，通过物流运输模块B使第二开关门组件A10和第二开关门组件B11打开，使PCR在下层的三个安装室之间转移，转移完成后物流运输模块B朝向远离第二开关门组件A10或第二开关门组件B11的方向移动，在弹性件的作用下，第二开关门组件A10和第二开关门组件B11便可以自动关闭。
其中平移组件A1703、平移组件B2005、平移组件C1504、平移组件E24、平移组件F、平移组件G2501、平移组件H2804和平移组件I30均为气缸、油缸、直线电机、丝杠螺母机构和齿轮齿条中任意一种。
基因检测设备还包括多套固定装置，多套固定装置分别用于固定放置架A1301、放置架B1302、放置架C1401、放置架D1402和放置架E1403，每个固定装置包括到位传感器和电磁铁，当到位传感器检测对应的放置架插入到位时，电磁铁吸附固定对应的放置架。
在本实施例中，当放置架A1301和放置架B1302插入到第一安装室A1内时，到位传感器识别到放置架A1301和放置架B1302插入到位时，电磁铁通电，电磁铁吸附固定放置架A1301和放置架B1302；当放置架C1401、放置架D1402和放置架E1403插入到第一安装室B2内时，到位传感器识别到放置架C1401、放置架D1402和放置架E1403插入到位时，电磁铁通电，电磁铁吸附固定放置架C1401、放置架D1402和放置架E1403。
本发明基因检测设备的工作流程如下：
在第一安装室A1内，插入放置架A1301和放置架B1302，加样模块通过转移组件12-1改变移液件A12-1-04在XYZ三个方向在的位置，从而达到转移扩增试剂至PCR板的微孔内的目的，然后夹爪控制件A16-1-01控制夹爪A16-1抓取装有扩增试剂的PCR板，并通过转移组件12-1移动PCR板位于第一开关门组件A7的正上方，然后再通过转移组件12-1控制夹爪A16-1向下运动，使得第一开关门组件A7打开，将PCR板放置在物流运输模块A的托架22上，然后再由物流运输模块A转运至物流运输模块B上，物流运输模块B将PCR板转运时第一开关门组件B8的正下方；
在第一安装室B2内，由转移组件12-4移动夹爪A16-2位于第一开关门组件B8的正上方，然后再通过转移组件12-4控制夹爪A16-2向下运动，使得第一开关门组件B8打开，并抓取PCR板至第一安装室B2内，插入放置架C1401、放置架D1402、放置架E1403和放置架F1404，转移组件12-3移动夹爪C12-3-05夹取八连管放置于中转位1411，转移组件12-2移动用于转移提纯试剂的移液件A12-2-04，通过移液件A12-2-04将相应的提纯试剂转移至八连管中，然后转移组件12-3移动夹爪C12-3-05夹取样本管至开合组件20进行开盖，然后通过用于转移提纯前基因样本的移液件A12-3-04将样本管内待检测的基因样本转移至八连管中，然后再将八连管转移至提纯模块17进行提纯处理，提纯处理完成后，通过移液件B29将提纯后的基因样本转移至PCR板中，然后夹爪A16-2转移PCR板和封膜板至安装板F2803上，平移组件H2804移动封膜板和PCR板至热封机2802的加热板下端，热封机2802将封膜板和PCR板热封在一起，最后通过夹爪A16-2转移热封后的PCR位于第一开关门组件B8的正上方，然后再通过转移组件12-4控制夹爪A16-2向下运动，使得第一开关门组件B8打开，并将PCR板放置于物流运输模块B中托架22的第二端，再由物流运输模块B转运至物流运输模块C上，物流运输模块C的转运作用端位于第一开关门组件C9的正下方；
在第一安装室C3内，由转移组件12-5移动夹爪A位于第一开关门组件C9的正上方，然后再通过转移组件12-5控制夹爪A向下运动，使得第一开关门组件C9打开，并抓取PCR板至第一安装室C3内，并将热封后的PCR板转移至加热底座1502上平移组件C1504移动加热底座1502，使PCR板移动至热盖组件1503的正下方，然后便通过金属浴对提纯后的基因样本扩增，同时光学检测仪1501对扩增后的基因样本进行光学检测分析，扩增检测完成后，平移组件C1504移动加热底座1502，使得PCR板移出，再通过转移组件12-5和夹爪A将其与加热底座1502分离，并进行排废处理。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基因检测设备，其特征在于，包括安全柜，安全柜包括上层柜体和下层柜体；上层柜体中设置三个相互独立的安装室，分别为第一安装室A（1）、第一安装室B（2）、第一安装室C（3），分别用于扩增试剂的放置及加样、基因样本的放置及提纯处理、基因的扩增及检测；下层柜体中设置三个可连通的安装室，每个安装室中均设有物流运输模块，用于PCR板的运输；
在第一安装室B（2）中设有第二处理模块（14），第二处理模块包括多套用于放置提纯试剂及基因样本的放置架、用于固定放置架的固定装置、用于吸取基因样本产生的气溶胶的引风组件(1408)、用于振动磁珠溶液的振动件A(1412)、用于加热裂解液的加热模块(1406)和用于冷却提纯后基因样本的冷却模块B；放置架可抽屉式放置在第一安装室B(2)内。
2.根据权利要求1所述的基因检测设备，其特征在于，第二处理模块(14)包括至少两套放置架C(1401)、至少两套放置架D(1402)、放置架E(1403)、至少两套暂存架(1405)、放置架F(1404)，提纯试剂、用于提纯反应的八连管、替换枪头A均放置在放置架C(1401)上，装有基因样本的样本管放置在放置架D(1402)上，用于洗脱基因样本的清洗液放置在放置架E(1403)内，替换枪头B和封膜板均放置在放置架F(1404)内，未装满提纯后基因样本的PCR板放置在暂存架(1405)上，冷却模块B安装在暂存架(1405)正下方。
3.根据权利要求2所述的基因检测设备，其特征在于，第一安装室B(2)的侧面设置有开口，放置架C(1401)、放置架D(1402)、放置架E(1403)和放置架F(1404)均可抽屉式放置在第一安装室B(2)内。
4.根据权利要求2所述的基因检测设备，其特征在于，一套放置架C(1401)上的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量分别不少于一组基因样本实验所需的提纯试剂数量、八连管数量和替换枪头A数量，一套放置架D(1402)上的基因样本数量不少于一组基因样本实验所需的基因样本数量。
5.根据权利要求2所述的基因检测设备，其特征在于，放置架D(1402)上设置有多个用于放置样本管的放置槽(1410)，放置槽(1410)的一侧设置有弹簧片(1409)，弹簧片(1409)恢复变形的方向朝向放置槽(1410)的中心轴线，样本管放置于放置槽(1410)内时，弹簧片(1409)与样本管的侧壁挤压接触。
6.根据权利要求2所述的基因检测设备，其特征在于，基因检测设备包括多套固定装置，多套固定装置分别用于固定放置架C(1401)、放置架D(1402)和放置架E(1403)，每个固定装置包括到位传感器和电磁铁，当到位传感器检测对应的放置架插入到位时，电磁铁吸附固定对应的放置架。
7.根据权利要求2所述的基因检测设备，其特征在于，第二处理模块包括至少两套平移组件F和至少两套用于吸取基因样本产生的气溶胶的引风组件(1408)，一套平移组件F用于改变引风组件(1408)的进气口与暂存架(1405)之间的距离，引风时，一套引风组件(1408)的进气口位于一套暂存架(1405)的正上方。
8.根据权利要求1-7任一项所述的基因检测设备，其特征在于，在上层柜体的每个安装室与对应的下层柜体的安装室之间、下层柜体相邻安装室之间设有开关门组件。
9.根据权利要求8所述的基因检测设备，其特征在于，物流运输模块包括用于承接PCR板的托架（22）、升降组件及平移组件。
10.根据权利要求9所述的基因检测设备，其特征在于，在上层柜体的三个安装室中均设有气流控制系统，用于控制上层柜体的三个安装室的气压条件。
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