CN114342915A - 一种自动化生物样本库的冻存系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动化生物样本库的冻存系统，包括若干生物样本冻存库；所述生物样本冻存库包括低温冻存区、低温冻存区智能门锁、中低温中转区、中低温中转区智能门锁；还包括云端数据库，设置在冻存管上的磁卡，设置在中低温中转区内的机械手，控制端。本发明涉及一种自动化生物样本库的冻存系统，该系统的控制端中配置有可定期自动获取信息的获取模块，可及时获取操作者在控制端输入的信息，进行生物样本的中转存取，一方面节约操作者的取样时间，另一方面生物样本在中转区可进行一段时间的预解冻，减小直接解冻过程中温度变化对生物样本组织形态造成不可逆的损害，间接提高后期相关实验的稳定性和准确度。
Description
技术领域
本发明是一种自动化生物样本库的冻存系统，属于冻存系统技术领域。
背景技术
现如今，随着生物化学领域的大力发展，人们对各类生物组织的结构和特性进行越来越深入的研究，而生物样本库能够长期保存这些生物样本，在低温环境下尽量久的维持生物样本的活性，而现有的生物样本库基本为手动的结构设备，且一个生物样本库内盛装有大量的生物样本，操作人员挑选特定的生物样本即目标冻存管时，需要打开生物样本库的库门，挑选出目标冻存管再取出，该过程通常会花费一定时间，生物样本库内的其余冻存管会暴露在空气中，生物样本库的温度与室温相互交换，造成冻存管内生物样本反复冻存，破坏生物样本活性，此外人工挑选目标冻存管的效率较低、出错率较高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种自动化生物样本库的冻存系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种自动化生物样本库的冻存系统，包括若干生物样本冻存库；所述生物样本冻存库包括低温冻存区、低温冻存区智能门锁、中低温中转区、中低温中转区智能门锁；还包括云端数据库，设置在冻存管上的磁卡，设置在中低温中转区内的机械手，控制端；所述云端数据库用于存储各类生物样本的信息数据以及存取数据；所述磁卡用于记录特定的生物样本的基本信息；所述机械手用于抓取储存有特定的生物样本的冻存管；所述控制端配置有获取模块、处理模块、发送模块；所述获取模块包括预先设定获取信息的时间周期，每个时间周期内捕捉并获取特定的生物样本的预约存取的信息，生成相应的获取信息；所述处理模块用于预先设定计算公式对获取信息进行处理，生成相应的处理信息；所述发送模块用于将处理信息发送到生物样本冻存库以达到特定的生物样本预解冻的目的。
优选的，所述生物样本冻存库包括组织样本冻存库、器官样本冻存库以及细胞样本冻存库。
优选的，所述云端数据库存储的各类生物样本的信息数据，包括生物样本的名称、生物样本的性质、生物样本的存储位置、生物样本的存储编号、生物样本的初始存储时间、生物样本的存放温度、生物样本的最终存储期限、生物样本的使用存取记录。
优选的，所述发送模块将处理信息发送至云端数据库、低温冻存区智能门锁和机械手，云端数据库用于记录特定的生物样本的取用信息，低温冻存区智能门锁接收到处理信息后打开低温冻存区的库门，中低温中转区内的机械手用于抓取冻存管并将其移动至中低温中转区的指定位置。
优选的，所述中低温中转区内配置有识别端；所述识别端配置有感应模块、验证模块；所述感应模块用于通过重量/透光率的方式感应到冻存管是否移动到中低温中转区的指定位置，并生成感应信息；获取模块捕捉到感应信息，处理模块对其进行判断，若冻存管已移动至指定位置，则发送模块向所述验证模块发送指令，验证模块用于通过读取冻存管上的磁卡验证是否取出正确的冻存管进行预解冻，并生成验证信息，获取模块捕捉验证信息，处理模块对验证信息进行处理并通过发送模块发送至中低温中转区智能门锁，中低温中转区智能门锁关闭。
优选的，所述识别端配置有复位模块；所述复位模块用于接收机械手的位置并生成位置信息发送至控制端。
优选的，所述控制端配置有第一温控模块、第一温度调节模块；所述第一温控模块用于实时检测低温冻存区的温湿度，生成第一检测信息；获取模块捕捉到第一检测信息，处理模块对其进行处理判断出低温冻存区的温湿度是否符合预先设定，若低温冻存区的温湿度不符合预先设定，发送模块向第一温度调节模块发送指令调节低温冻存区的温湿度。
优选的，所述控制端配置有第二温控模块、第二温度调节模块；所述第二温控模块用于实时检测中低温中转区的温湿度，生成第二检测信息；获取模块捕捉到第二检测信息，处理模块对其进行处理判断出中低温中转区的温湿度是否符合预先设定，若中低温中转区的温湿度不符合预先设定，发送模块向第二温度调节模块发送指令调节中低温中转区的温湿度。
优选的，还包括备用供电机组，备用供电机组与生物样本冻存库相连，用于在外部电源断开的状况下向生物样本冻存库供电，维持生物样本冻存库的工作状态。
本发明的有益效果：
(1)本发明涉及一种自动化生物样本库的冻存系统，该系统的控制端中配置有可定期自动获取信息的获取模块，可及时获取操作者在控制端输入的信息，进行生物样本的中转存取，一方面节约操作者的取样时间，另一方面生物样本在中转区可进行一段时间的预解冻，减小直接解冻过程中温度变化对生物样本组织形态造成不可逆的损害，间接提高后期相关实验的稳定性和准确度。
(2)本发明涉及一种自动化生物样本库的冻存系统，该系统的中低温中转区内设置有机械手，机械手得到控制端的指令后将生物样本从低温冻存区内取出，放置在中低温中转区内进行预解冻，一方面自动化的方式存取冻存管节约操作人员的时间成本，同时提高特定生物样本的查找的精确度，另一方面中低温中转区的温度低于室温高于低温冻存区，短时间内对生物样本进行预解冻，防止温差过大解冻过程中损坏生物样本的组织。
(3)本发明涉及一种自动化生物样本库的冻存系统，该系统的控制端分别包括第一温控模块、第一温度调节模块以及第二温控模块、第二温度调节模块，分别对低温冻存区和中低温中转区的温湿度进行实时的监控反馈以及调节，保证生物样本的活性，及时根据生物样本的活性进行温度及相对温差的调节。
(4)本发明涉及一种自动化生物样本库的冻存系统，该系统设置有备用供电机组，保证外部电源发生突发状况时生物样本冻存库的供电，维持生物样本冻存库的温度以及工作状态，保证生物样本的活性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明冻存系统的结构框图。
图中：1生物样本冻存库，2低温冻存区，3低温冻存区智能门锁，4中低温中转区，5中低温中转区智能门锁，6云端数据库，7磁卡，8机械手，9控制端，10获取模块，11处理模块，12发送模块，13识别端，14感应模块，15验证模块，16复位模块，17第一温控模块，18第一温度调节模块，19第二温控模块，20第二温度调节模块，21除霜模块，22除霜器，23备用供电机组。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，一种自动化生物样本库的冻存系统，包括若干生物样本冻存库1和备用供电机组23；备用供电机组23与生物样本冻存库1相连，用于在外部电源断开的状况下向生物样本冻存库1供电，维持生物样本冻存库1的工作状态；生物样本冻存库1包括低温冻存区2、低温冻存区智能门锁3、中低温中转区4、中低温中转区智能门锁5，还包括云端数据库6，设置在冻存管上的磁卡7，设置在中低温中转区4内的机械手8，控制端9。
生物样本冻存库1又根据生物样本的种类包括组织样本冻存库、器官样本冻存库以及细胞样本冻存库，甚至可根据需要划分更多。
生物样本冻存库1内的中低温中转区4内还设有纵向的轨道和水平方向的移动梁，用于机械手8沿轨道和移动梁做往复运动，且机械手8自身具有伸缩功能，能够夹取到低温冻存区2的冻存管。
中低温中转区4内配置有识别端13和除霜器22，识别端13配置有感应模块14、验证模块15和复位模块16。除霜器22用于对中低温中转区4进行除霜，感应模块14用于通过重量/透光率的方式感应到冻存管是否移动到中低温中转区4的指定位置，并生成感应信息；获取模块10捕捉到感应信息，处理模块11对其进行判断，若冻存管已移动至指定位置，则发送模块12向所述验证模块15发送指令，验证模块15用于通过读取冻存管上的磁卡7验证是否取出正确的冻存管进行预解冻，并生成验证信息，获取模块10捕捉验证信息，处理模块11对验证信息进行处理并通过发送模块12发送至中低温中转区智能门锁5，随后中低温中转区智能门锁5关闭；复位模块16用于接收机械手8的位置并生成位置信息发送至控制端9。
云端数据库6用于存储各类生物样本的信息数据以及存取数据。云端数据库6存储的各类生物样本的信息数据，包括生物样本的名称、生物样本的性质、生物样本的存储位置、生物样本的存储编号、生物样本的初始存储时间、生物样本的存放温度、生物样本的最终存储期限、生物样本的使用存取记录。
磁卡7用于记录特定的生物样本的基本信息，包括生物样本的名称、生物样本的存储位置、生物样本的存储编号。
机械手8用于抓取储存有特定的生物样本的冻存管，并将冻存管放置在中低温中转区4中的特定位置。
控制端9配置有获取模块10、处理模块11、发送模块12、第一温控模块17、第一温度调节模块18、第二温控模块19、第二温度调节模块20以及除霜模块21。
获取模块10包括预先设定获取信息的时间周期，每个时间周期内捕捉并获取特定的生物样本的预约存取的信息，生成相应的获取信息；处理模块11用于预先设定计算公式对获取信息进行处理，生成相应的处理信息；发送模块12用于将处理信息发送到生物样本冻存库以达到特定的生物样本预解冻的目的，具体的，发送模块12将处理信息发送至云端数据库6、低温冻存区智能门锁3和机械手8，云端数据库6用于记录特定的生物样本的取用信息，低温冻存区智能门锁3接收到处理信息后打开低温冻存区2的库门，中低温中转区4内的机械手8用于抓取冻存管并将其移动至中低温中转区4。
第一温控模块17用于实时检测低温冻存区2的温湿度，生成第一检测信息；获取模块10捕捉到第一检测信息，处理模块11对其进行处理判断出低温冻存区2的温湿度是否符合预先设定，若低温冻存区2的温湿度不符合预先设定，发送模块12向第一温度调节模块18发送指令调节低温冻存区2的温湿度。
第二温控模块19用于实时检测中低温中转区4的温湿度，生成第二检测信息；获取模块10捕捉到第二检测信息，处理模块11对其进行处理判断出中低温中转区4的温湿度是否符合预先设定，若中低温中转区4的温湿度不符合预先设定，发送模块12向第二温度调节模块20发送指令调节中低温中转区4的温湿度。
除霜模块21用于检测中低温中转区4内部表面是否有水露凝结成霜，以及成霜的程度，生成成霜信息，获取模块10捕捉到成霜信息，处理模块11对其进行处理判断所需的除霜程度以及除霜时间，由发送模块12向中低温中转区4内配置的除霜器22发送指令，除霜器22对中低温中转区4进行除霜融霜工作，使得中低温中转区4恢复原有的制冷效果以及保证机械手8的正常运行。
综上，本发明的工作原理和操作过程如下。
操作人员首先在云端数据库6中查找到需要取出使用的生物样本所在的冻存管的名称以及所在位置，在控制端9上进行该冻存管的预约取样，控制端9的获取模块10捕捉到相应的预约存取的信息，处理模块11对其进行处理，再由发送模块12发送至相应的模块上。除霜模块21首先检测中低温中转区4内是否需要除霜：当中低温中转区4内霜量较多制冷不足时，由除霜器22对中低温中转区4进行除霜操作，操作完成后除霜模块21再次对中低温中转区4进行检测，检测中低温中转区4内温度是否达到要求；当中低温中转区4内霜量不足以影响制冷、中低温中转区4内温度、机械手8的移动时，无需启动除霜器22，直接进入后续操作。随后机械手8启动，将相应冻存管抓取至中低温中转区4，验证模块15对冻存管的磁卡7上的信息进行验证，当磁卡7上信息与操作者在控制端9上预约的取样信息不符时，机械手8自动将错误的冻存管放回低温冻存区2，重新拿取冻存管，直到验证模块15在冻存管上验证到准确的磁卡7的信息，机械手8复位，同时中低温中转区智能门锁5关闭，第一温控模块17和第二温控模块19及时检测低温冻存区2和中低温中转区4的温度并进行调节，等待操作人员打开中低温中转区4的库门取出冻存管，进行后续实验。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：
包括若干生物样本冻存库(1)；
所述生物样本冻存库(1)包括低温冻存区(2)、低温冻存区智能门锁(3)、中低温中转区(4)、中低温中转区智能门锁(5)；
还包括云端数据库(6)，设置在冻存管上的磁卡(7)，设置在中低温中转区(4)内的机械手(8)，控制端(9)；
所述云端数据库(6)用于存储各类生物样本的信息数据以及存取数据；
所述磁卡(7)用于记录特定的生物样本的基本信息；
所述机械手(8)用于抓取储存有特定的生物样本的冻存管；
所述控制端(9)配置有获取模块(10)、处理模块(11)、发送模块(12)；
所述获取模块(10)包括预先设定获取信息的时间周期，每个时间周期内捕捉并获取特定的生物样本的预约存取的信息，生成相应的获取信息；
所述处理模块(11)用于预先设定计算公式对获取信息进行处理，生成相应的处理信息；
所述发送模块(12)用于将处理信息发送到生物样本冻存库以达到特定的生物样本预解冻的目的。
2.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：所述生物样本冻存库(1)包括组织样本冻存库、器官样本冻存库以及细胞样本冻存库。
3.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：所述云端数据库(6)存储的各类生物样本的信息数据，包括生物样本的名称、生物样本的性质、生物样本的存储位置、生物样本的存储编号、生物样本的初始存储时间、生物样本的存放温度、生物样本的最终存储期限、生物样本的使用存取记录。
4.根据权利要求1所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：所述发送模块(12)将处理信息发送至云端数据库(6)、低温冻存区智能门锁(3)和机械手(8)，云端数据库(6)用于记录特定的生物样本的取用信息，低温冻存区智能门锁(3)接收到处理信息后打开低温冻存区(2)的库门，中低温中转区(4)内的机械手(8)用于抓取冻存管并将其移动至中低温中转区(4)的指定位置。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：
所述中低温中转区(4)内配置有识别端(13)；
所述识别端(13)配置有感应模块(14)、验证模块(15)；
所述感应模块(14)用于通过重量/透光率的方式感应到冻存管是否移动到中低温中转区(4)的指定位置，并生成感应信息；
获取模块(10)捕捉到感应信息，处理模块(11)对其进行判断，若冻存管已移动至指定位置，则发送模块(12)向所述验证模块(15)发送指令，验证模块(15)用于通过读取冻存管上的磁卡(7)验证是否取出正确的冻存管进行预解冻，并生成验证信息，获取模块(10)捕捉验证信息，处理模块(11)对验证信息进行处理并通过发送模块(12)发送至中低温中转区智能门锁(5)，中低温中转区智能门锁(5)关闭。
6.根据权利要求5所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：所述识别端(13)配置有复位模块(16)；所述复位模块(16)用于接收机械手(8)的位置并生成位置信息发送至控制端(9)。
7.根据权利要求6所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：
所述控制端(9)配置有第一温控模块(17)、第一温度调节模块(18)；
所述第一温控模块(17)用于实时检测低温冻存区(2)的温湿度，生成第一检测信息；
获取模块(10)捕捉到第一检测信息，处理模块(11)对其进行处理判断出低温冻存区(2)的温湿度是否符合预先设定，若低温冻存区(2)的温湿度不符合预先设定，发送模块(12)向第一温度调节模块(18)发送指令调节低温冻存区(2)的温湿度。
8.根据权利要求7所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：
所述控制端(9)配置有第二温控模块(19)、第二温度调节模块(20)；
所述第二温控模块(19)用于实时检测中低温中转区(4)的温湿度，生成第二检测信息；
获取模块(10)捕捉到第二检测信息，处理模块(11)对其进行处理判断出中低温中转区(4)的温湿度是否符合预先设定，若中低温中转区(4)的温湿度不符合预先设定，发送模块(12)向第二温度调节模块(20)发送指令调节中低温中转区(4)的温湿度。
9.根据权利要求8所述的一种自动化生物样本库的冻存系统，其特征在于：还包括备用供电机组(23)，备用供电机组(23)与生物样本冻存库(1)相连，用于在外部电源断开的状况下向生物样本冻存库(1)供电，维持生物样本冻存库(1)的工作状态。
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