CN114433364A - 一种调整转子半径的基因检测用离心设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于基因检测技术领域，公开了一种调整转子半径的基因检测用离心设备，包括机体，所述机体包括壳体，所述壳体内开设有一端开口的离心腔，所述离心腔开口的一端上活动设有密封盖，所述壳体远离所述密封盖的一侧设有底座，所述底座与所述壳体之间连接设有伸缩组件；通过对不同的生物溶液进行离心分离时，选择不同的离心偏转角度，并且在角度变化的过程中，为了防止试管中的溶液震荡造成离心失败的情况发生，设置当承载块带动试管进行角度偏转时，控制转子组件转动的转动轴与试管倾斜角度的变化做出相应转速增加，从而确保装置在离心过程中溶液的稳定性。

Description

一种调整转子半径的基因检测用离心设备

技术领域

本发明属于基因检测技术领域，具体是一种调整转子半径的基因检测用离心设备。

背景技术

离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开。利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心设备在生物实验中可以用来分离细胞、培养液和溶胶液等物质，进而方便对生物实验中所需要的物质进行提取。

申请号为CN202122593936.8的专利公开了一种用于基因检测的细胞离心分离装置，该专利文件虽然解决了试管内溶液离心质量和容器内清洗的问题，但在实际的使用中，仍需要工作人员手动的对试管内的溶液进行分离，同时在离心过程中，不能根据实际离心的溶液选择合适的旋转角度，影响离心速率。

同时在生物实验的过程中，需要对溶液的不同阶段添加不同的反应试剂，分别进行离心，同时试管在离心的过程中，需要保证转子对称两端受到的重力平衡，从而需要在溶液离心之间取一个等重的试管进行平衡，使得离心工作的前序工作较多，影响离心速率。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种调整转子半径的基因检测用离心设备，具有离心速率快，自动分离离心物质的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种调整转子半径的基因检测用离心设备，包括机体，机体包括壳体，壳体内开设有一端开口的离心腔，离心腔开口的一端上活动设有密封盖，壳体远离密封盖的一侧设有底座，底座与壳体之间连接设有伸缩组件；

离心腔内设有用于对含有基因的溶液进行离心的转子组件，转子组件远离底座的一侧设有用于分离后液体分离的分离组件；

转子组件包括连接盘，连接盘远离底座的一端上滑动设有若干承载块，且承载块在连接盘上滑动时能发生角度的偏转，承载块内开设有开口远离连接盘的放管腔，承载块内滑动设有用于调节承载块离心过程中离心力大小的配重块，其中连接盘不与离心腔的内壁接触；

分离组件包括若干连接板，连接板的一端固定连接在离心腔的周侧内壁上，连接板的另一端上转动设有转动块，转动块靠近转子组件的一端上分别连接设有进气伸缩管和出液伸缩管，进气伸缩管和出液伸缩管能同时伸入至放置在放管腔的试管内；

通过转子组件上的承载块移动偏转，进而实现放管腔内试管的角度偏移，同时通过调配配重块与放管腔内的试管等同受力，同时离心完成后，通过分离组件内的进气伸缩管和出液伸缩管对试管内的离心物质进行自动分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、通过对不同的生物溶液进行离心分离时，选择不同的离心偏转角度，并且在角度变化的过程中，为了防止试管中的溶液震荡造成离心失败的情况发生，设置当承载块带动试管进行角度偏转时，控制转子组件转动的转动轴与试管倾斜角度的变化做出相应转速增加，从而确保装置在离心过程中溶液的稳定性。

2、通过在壳体和底座之间设置伸缩组件，确保壳体内的溶液在高速离心的过程中，不会有工作人员误将密封盖打开，从而造成离心失败的同时，还会对工作人员的身体造成损伤，不利于离心工作的进行。

3、通过试管在离心的过程中，先通过倾斜一定的角度使得离心分离的速率提高，增加离心速率，并且在试管内的溶液即将离心完成后，使得试管与连接盘垂直，方便后续对试管内溶液的分离以及拿取情况，同时通过在承载块上设置配重块，使得溶液在离心设备内进行离心时，减少等重量的试管调配，减少离心的前序准备工作，并且配重块在使用时，能够根据试管受到力的变化实时的进行变化，确保离心的稳定进行。

通过分离组件将已经分离后的溶液进行分离，通过进气伸缩管和出液伸缩管之间配合将是试管内的溶液进行分离，减少工作人员拿取的次数，同时在不拿出试管的情况下，注入新的反应溶液，在进行新的离心反应，提高反应速率。

附图说明

图1为本发明整体组件的结构示意图；

图2为本发明分离组件与转子组件之间的结构示意图；

图3为图2中另一个方向的结构示意图；

图4为图3中整体结构的剖视结构示意图；

图5为本发明中转子组件的结构示意图；

图6为图5中转子组件的整体结构剖视图；

图7为图5中配重块与承载块之间的工作状态示意图；

图8为图7中另一个方向的结构示意图。

附图说明：1、机体；11、密封盖；12、壳体；1201、离心腔；1202、转动轴；13、底座；2、分离组件；21、进气管；22、出液管；23、连接板；24、转动块；2401、进气伸缩管；2402、出液伸缩管；3、转子组件；31、放管腔；32、通孔；33、承载块；3301、配重块；34、连接盘。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1-图8所示，一种调整转子半径的基因检测用离心设备，包括机体1，机体1包括壳体12，壳体12内开设有一端开口的离心腔1201，在本实施例中，壳体12的形状不做特别的要求和限制，离心腔1201的形状优选为圆形，方便在离心腔1201内进行离心转动时，试管不会与壁体发生碰撞接触，离心腔1201开口的一端上活动设有密封盖11，通过密封盖11在离心腔1201的开口处翻转覆盖，实现对离心腔1201的开合，进而对离心腔1201内的试管进行拿放，壳体12远离密封盖11的一侧设有底座13，底座13与壳体12之间连接设有伸缩组件，通过底座13对壳体12的位置进行支撑，使得壳体12在工作中的位置能够得到稳定，同时将伸缩组件与壳体12连接的一端设置为硬质橡胶材质的支撑块，进而在壳体12工作的过程中，对壳体12产生的震荡进行减弱或抵消，确保离心过程中的壳体12的稳定性，同时通过设置的伸缩组件控制壳体12的高度，当离心腔1201在工作的过程中，通过伸缩组件控制壳体12的高度抬升，从而避免在离心装置工作的过程中人为的打开，致使离心失败的情况发生，当离心腔1201离心完成后，通过伸缩组件控制壳体12的高度回落，方便工作人员对离心腔1201内的试管进行拿取。

离心腔1201内设有用于对含有基因的溶液进行离心的转子组件3，其中转子组件3包括连接盘34，连接盘34远离底座13的一端上滑动设有若干承载块33，在此实施例中，承载块33的个数优选为6个，其中6个承载块33成环形分布，通过连接盘34对承载块33进行支撑和连接，进而使得承载块33可以根据离心过程中的实际情况对试管的倾斜角度进行改变，但在离心的过程中，如果单单的改变试管的倾斜角度而不对转子组件3的转动速率进行调整，则可能出现试管的离心力发生变化，造成试管内的溶液震荡，导致离心失败的情况发生，为了使得试管在随承载块33进行角度变化时，试管不会随着角度变化而发生破碎的情况，进而承载块33的倾斜角度变化能对连接盘34的转动速率产生影响，且承载块33在连接盘34上滑动时能发生角度的偏转，根据F=1.119*10^-5n²r可知（其中F代表离心力、n代表转子速度、r代表转子半径），即当承载块33带动试管处于最大的倾斜角度时，此时连接盘34的转动速率处于最小的离心状态，当承载块33带动试管的倾斜角度逐渐减小时，此时连接盘34的转动速率逐渐增大，根据上述的公式可知，当倾斜角度的减小速率与连接盘34的转动增大速率相同时，离心力减小，进而通过上述方式维持离心力缓慢减小，避免试管中的溶液发生震荡影响离心结果，承载块33内开设有开口远离连接盘34的放管腔31，进而将试管放置在放管腔31内进行液体离心，放管腔31内设有用于对试管进行位置约束的限制组件，通过限制组件对放管腔31内的试管进行位置约束，确保在离心的过程中，放管腔31内的试管位置不会发生偏移。

在使用离心设备时，往往需要将需要分离的试管溶剂对称放置，同时还需维持两侧试管重量相同，并且在仅对一支试管液体进行离心时，为了维持转子高速转动下的受力均衡，需要在试管对称的位置放置一支与离心液体等重的试管，使得离心前序部分较为繁琐，进而在承载块33内滑动设有用于调节承载块33离心过程中离心力大小的配重块3301，当对单支试管进行离心时，在通过调节承载块33上试管的倾斜角度时，试管所承受的重力也逐渐改变，进而通过控制中枢调节相对位置上的配重块3301的位置以及延伸的深度使得试管对称两侧所承受的重力相同，同时配重块3301的运动通过伸缩移动件控制，并且在离心的过程中根据试管所承受的离心力上传至控制中枢内，进而通过控制中枢对配重块3301的位置深度进行调节，使得配重块3301的重力始终与试管所施加给承载块33的力相同，确保离心安全进行，同时为了使得转子组件3在工作的过程中，能够正常的工作状态，进而使得连接盘34不与离心腔1201的内壁发生接触，确保转动的过程中不会与离心腔1201的腔壁发生抵触。

在含有基因的细胞溶液离心结束后，往往需要先将试管从离心腔1201内拿出，再对试管内的溶液进行提取，从而在试管内加入新的添加剂进行新的一轮离心运动，从而为了减少拿放过程中所浪费时间，进而在转子组件3远离底座13的一侧设有用于分离后液体的分离组件2，其中分离组件2包括若干连接板23，在此实施例中，连接板23的个数与承载块33的个数相同都为6个，同时每个连接板23的位置与每个承载块33的位置相互对应，连接板23的一端固定连接在离心腔1201的周侧内壁上，连接板23的另一端上转动设有转动块24，转动块24靠近转子组件3的一端上分别连接设有进气伸缩管2401和出液伸缩管2402，通过设置的转动块24的转动，进而对进气伸缩管2401与出液伸缩管2402的位置进行转动调整，其中每个进气伸缩管2401与出液伸缩管2402的开口端与放管腔31的开口位置相对应，进气伸缩管2401和出液伸缩管2402能同时伸入至放管腔31内的试管内，其中进气伸缩管2401的伸入长度位于试管内空腔位置处，出液伸缩管2402的能够伸入至试管底部位置上，通过将移动块24设置成翻转状态，进而避免试管在进行离心运动时与移动块24发生碰撞，损坏试管，同时为了确保移动块24正常的工作以及分离组件2对试管内的溶液进行正常的分离，进而当承载块33内的试管与连接盘34之间相互垂直时，移动块24才可以发生转动，连接板23设有转动电机，通过转动电机带动转动块24转动，同时控制转动块24的转动电机的工作状态被承载块33和壳体12高度同时控制，即当承载块33内的放管腔31与连接盘34之间的角度成垂直状态时，并且壳体12与底座13之间的伸缩组件为收缩状态时，转动块24在转动电机的控制下发生转动。

需要说明的是，进气伸缩管2401和出液伸缩管2402的伸缩由电流控制，且进气伸缩管2401和出液伸缩管2402在收缩状态下不会与转子组件3的运动发生干涉。

离心腔1201内靠近底座13的一侧内壁上转动设有转动轴1202，转动轴1202由电机驱动，连接盘34的圆心处设有通孔32，通孔32能与转动轴1202卡合，通过电机驱动转动轴1202转动，进而带动连接盘34转动，从而实现对转子组件3进行转动，同时电机的转速被承载块33偏转角度大小的控制。

为了方便进气伸缩管2401能够更容易对试管内进行加压，出液伸缩管2402能够对溢出试管的溶液进行收集，进而在底座13内设有气缸和液体收集腔，同时分离组件2还包括进气管21和出液管22，进气管21与出液管22位于壳体12远离离心腔1201的一侧，进气管21和出液管22的一端贯穿壳体12分别与进气伸缩管2401和出液伸缩管2402连接，进气管21远离进气伸缩管2401的一端连接在气缸内，出液管22远离出液伸缩管2402的一端连接在液体收集腔内，在进气伸缩管2401工作时，通过底座13内的气缸对气体进行输送，经过进气管21后通过进气伸缩管2401排入管道内，出液伸缩管2402对试管内的溶液进行吸取，使得分离出来的溶液经过出液管22进入至液体收集腔内，需要说明的是，为了方便出液伸缩管2402的工作，液体收集腔内的气体压强小于试管内的气体压强，同时进气伸缩管2401和出液伸缩管2402作用时，管道端口已经延伸至目标深度。

进气管21与出液管22的材料为弹性伸缩的橡胶管，进而确保壳体12在升降的过程中，不会对进气管21和出液管22造成损坏，影响分离组件2的工作。

为了避免承载块33在连接盘34上移动偏转时相邻的承载块33之间相互抵触，同时使得承载块33在移动的过程中反应较为快速，进而在连接盘34的一端上固定设有电导轨，承载块33的一端连接在电导轨上，并且当承载块33靠近连接盘34的一端在电导轨上移动时，承载块33远离连接盘34的一端倾斜，且相邻的承载块33之间不发生抵触，同时承载块33的偏转角度与承载块33在连接盘34上的移动距离相关，承载块33的最大倾斜角度为40°，且工作人员在分离不同程度的溶液时，能够通过控制中枢选择不同角度进行离心。

初始时，壳体12与底座13之间彼此靠近，放管腔31与连接盘34之间垂直，转动块24为发生转动，进气伸缩管2401和出液伸缩管2402为收缩状态，密封盖11对离心腔1201的开口处进行覆盖。

工作时，将密封盖11打开，将转子组件3卡合在转动轴1202上，将需要离心的含有溶液的密封试管放置在放管腔31内，进而通过放管腔31内的限制组件对试管的位置进行约束，进而将密封盖11封闭，通过固定在底座13上的伸缩组件伸长，控制壳体12升高，使得工作人员无法对密封盖11进行操作，确保离心过程中的安全，进而使承载块33通过电导轨在连接盘34上移动，从而使得试管倾斜至最大角度40°，同时在承载块33的角度进行偏转移动时，承载块33上的配重块3301随着试管在承载块33上的重力变化发生相应的调整，配重块3301通过伸缩移动件调整配重块3301与试管重量相同后，将重力等同的信号传输至控制终端，进而通过控制终端控制电机带动转动轴1202转动，进而带动连接盘34转动，通过转动盘34的转动带动转子组件3转动，实现对试管内溶液的离心，此时转动盘34的转动一段时间后，承载块33带动试管的倾斜角度逐渐减小时，此时连接盘34的转动速率逐渐增大，从而维持离心力缓慢减小，避免试管中的溶液发生震荡影响离心结果，同时在承载块33带动试管的角度发生变化时，由于配重块3301的形状与试管的形状不相同，进而需要根据试管所承受力的变化需上传至控制中枢，进而根据控制中枢对试管力的变化进行建模，设定配重块3301的位置能随试管的变化而变化，使得配重块3301与试管之间的力始终为相等力，从而维持转子组件3在工作时的稳定性，当承载块33内的放管腔31与连接盘34之间垂直时，此时控制电机使得转动轴1202停止转动，进而使得放管腔31所停止的位置与分离组件2的位置相对应，进而控制壳体12与底座13之间的伸缩组件收缩，恢复至初始间距，此时控制中枢传输控制转动电机工作的指令，进而带动转动块24进行翻转，从而使转动块24携带进气伸缩管2401和出液伸缩管2402移动至放管腔31内试管的上侧，进而调控进气伸缩管2401和出液伸缩管2402进行伸长，同时由于试管在离心过程中需要维持一个密封的状态，进而需在试管的开口端密封处设置两个可自动闭合的气阀，进而当进气伸缩管2401与出液伸缩管2402伸长时，需穿透试管上端的气阀进入至试管内，而且不会对气阀的闭合端造成损坏，进而使得进气伸缩管2401延伸至试管的空腔处，使得出液伸缩管2402伸入至试管底部，进而通过气泵将气体通过进气管21和进气伸缩管2401注入试管的空腔处，进而使得试管上端的压力增加，使得试管内的液体承受向下的压力，同时由于液体收集腔内为负压，进而与气泵之间配合，使得试管底层的离心出来的液体通过出液伸缩管2402和出液管22流入至液体收集腔内存放，同时在基因检测的过程中，需要对试管中的细胞进行多次分离，进而通过出液伸缩管2402将没用物质取出后，控制转动块24和出液伸缩管2402和进气伸缩管2401恢复至初始状态，进而打开密封盖11直接通过滴管和气阀向试管内添加反应溶液，重复上述过程，从而减少了频繁拿取放管腔31内试管的时间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种调整转子半径的基因检测用离心设备，包括机体，其特征在于：所述机体包括壳体，所述壳体内开设有一端开口的离心腔，所述离心腔开口的一端上活动设有密封盖，所述壳体远离所述密封盖的一侧设有底座，所述底座与所述壳体之间连接设有伸缩组件；

所述离心腔内设有用于对含有基因的溶液进行离心的转子组件，所述转子组件远离所述底座的一侧设有用于分离后液体分离的分离组件；

所述转子组件包括连接盘，所述连接盘远离所述底座的一端上滑动设有若干承载块，且所述承载块在所述连接盘上滑动时能发生角度的偏转，所述承载块内开设有开口远离所述连接盘的放管腔，所述承载块内滑动设有用于调节所述承载块离心过程中离心力大小的配重块，其中所述连接盘不与所述离心腔的内壁接触；

所述分离组件包括若干连接板，所述连接板的一端固定连接在所述离心腔的周侧内壁上，所述连接板的另一端上转动设有转动块，所述转动块靠近所述转子组件的一端上分别连接设有进气伸缩管和出液伸缩管，所述进气伸缩管和所述出液伸缩管能同时伸入至放置在所述放管腔的试管内；

通过所述转子组件上的所述承载块移动偏转，进而实现所述放管腔内试管的角度偏移，同时通过调配所述配重块与所述放管腔内的试管等同受力，同时离心完成后，通过所述分离组件内的所述进气伸缩管和所述出液伸缩管对试管内的离心物质进行自动分离。

2.根据权利要求1所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述离心腔内靠近所述底座的一侧内壁上转动设有转动轴，所述转动轴由电机驱动，所述连接盘的圆心处设有通孔，所述通孔能与所述转动轴卡合。

3.根据权利要求1所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述分离组件还包括进气管和出液管，所述进气管与所述出液管位于所述壳体远离所述离心腔的一侧，所述进气管和所述出液管的一端贯穿所述壳体分别与所述进气伸缩管和出液伸缩管连接。

4.根据权利要求3所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述底座内设有气缸和液体收集腔，所述进气管远离所述进气伸缩管的一端连接在所述气缸内，所述出液管远离所述出液伸缩管的一端连接在所述液体收集腔内。

5.根据权利要求4所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述进气管与所述出液管的材料为弹性伸缩的橡胶管。

6.根据权利要求1所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述连接板设有转动电机，通过转动电机带动所述转动块转动。

7.根据权利要求1所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述连接盘的一端上固定设有电导轨，所述承载块的一端连接在电导轨上。

8.根据权利要求1所述的一种调整转子半径的基因检测用离心设备，其特征在于：所述放管腔内设有用于对试管进行位置约束的限制组件。

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