CN115977433A - 一种全自动核酸工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动核酸工作站，包括工作站，所述工作站包括工作台和密封门以及操作屏，所述密封门位于工作站的一侧，所述工作台位于工作站的内侧，所述操作屏设置在工作站上，所述工作站上还设置有消毒喷洒模块、通风换气系统、监控调节模块。该全自动核酸工作站，全自动工作站采用核酸样本和核酸试剂结合的反映方式，能实现对样本中核酸检测的目的，并完成检测前反应体系的配制及分装工作，可实现样本的高效检测、数据自动收集及分析一体化处理，可自动快速完成高灵敏度、高准确率及高证据等级的分布式实验室及在线场景下的监测和检测，有效克服目前检测手段自动化程度不高、系统化诊疗能力不足的弱点。

Description

一种全自动核酸工作站

技术领域

本发明涉及核酸工作站技术领域，具体为一种全自动核酸工作站。

背景技术

2019-nCoV”病毒是以RNA的形式存在。在目前的病毒检测技术中，核酸检测是临床上最重要、最直接的检测手段，同时，本项目建立的工作站将综合运用并整合自动化样本提取技术、高通量反应体系构建技术、实时荧光定量核酸检测技术、基因测序技术、数字微滴PCR技术、恒温扩增技术、固相层析技术及荧光原位杂交技术等。平台每个工作流程均配合相应数据中心，实现自动化软件控制及监控、检验数据的物联收集、处理与分析等，可为临床精准诊疗病毒感染提供科学依据，具有较强的临床应用优势及产业化意义。

然而，目前在病毒核酸检测过程中，仍采用人工手工操作检验流程，存在着病毒核酸降解、污染以及泄露的风险，可能导致检测结果呈假阴性，并对医护人员有感染和传染的威胁。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种全自动核酸工作站，具备全自动后台检测等优点，解决了采用人工手工操作检验流程，存在着病毒核酸降解、污染以及泄露的风险，可能导致检测结果呈假阴性，并对医护人员有感染和传染的威胁的问题。

为实现上述全自动后台检测目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动核酸工作站，包括工作站，所述工作站包括工作台和密封门以及操作屏，所述密封门位于工作站的一侧，所述工作台位于工作站的内侧，所述操作屏设置在工作站上，所述工作站上还设置有消毒喷洒模块、通风换气系统、监控调节模块。

进一步，所述消毒喷洒模块包括与工作站固定连接的混合箱，混合箱用于盛放消毒液体；所述混合箱上设置有电动搅拌轴，所述混合箱上固定安装有水泵，所述水泵的出水端固定连接有出水管，水泵的输入端与混合箱相连，用于抽取混合箱内盛放的液体；所述出水管的外侧固定连接有电控阀门，所述出水管的顶部固定连接有L形管，所述L形管的端部延伸至工作站内，所述L形管相对的一侧安装有至少一个喷洒头，所述工作站上还设置有紫外线灯。

进一步，所述通风换气系统包括进风口、出风口、送风管道风机、过滤器、控制器、温度传感器、湿度传感器、内外空气质量开关及空气质量传感器，所述送风管道风机与控制器电连接，且过滤器与送风管道风机固定连接，出风口位于过滤器的出风端，进风口与送风管道风机相连通，所述内外空气质量开关与空气质量传感器信号连接，所述内外空气质量开关、空气质量传感器、送风管道风机、温度传感器、湿度传感器均与操作屏信号连接。

进一步，所述监控调节模块为智能监控设备，所述智能监控设备由摄像模块、传输信号模块、控制记录模块,显示监视模块组成，所述摄像模块通过信号传输模块与显示监视模块信号连接，且控制记录模块与显示监视模块电连接，且智能监控设备与操作屏信号连接。

进一步，该装置还包括位于工作站内侧的智能机械手臂和轴移动机构，以及位于工作台上的实时荧光定量PCR仪，所述智能机械手臂与轴移动机构滑动连接，所述反应体系构建区与工作台活动连接，所述实时荧光定量PCR仪用于检测核酸数据。

进一步，工作台上设置有核酸试剂提取区、核酸样本放置区、核酸样本待检区、反应体系构建区，所述智能机械手臂和轴移动机构能够将核酸试剂提取区的核酸样本夹取转移到核酸样本放置区或核酸样本待检区。

进一步，工作台上还设置有移液枪头停放区和核酸试剂检测剂以及废液处理区，所述移液枪头停放区与操作屏信号连接，且移液枪头停放区用于放置移液枪头，所述废液处理区位于工作站内用于收集检测废液。

进一步，所述智能机械手臂和轴移动机构相连接，轴移动机构为横向和纵向移动件，轴移动机构用于带动智能机械手臂移动，且智能机械手臂和轴移动机构均与操作屏信号连接。

进一步，所述核酸检测反应体系构建区内设置有试剂架、控温模块及PCR板支架，所述试剂架用于放置核酸试剂，温控模块用于操作控制核酸检测反应体系构建区的温度，PCR板支架用于放置PCR板。

与现有技术相比，本发明提供了一种全自动核酸工作站，具备以下有益效果：

1、该全自动核酸工作站，全自动工作站采用核酸样本和核酸试剂结合的反映的方式，能实现对样本中核酸检测的目的，并完成检测前反应体系的配制及分装工作，可实现样本的高效检测、数据自动收集及分析一体化处理，可自动快速完成高灵敏度、高准确率及高证据等级的分布式实验室及在线场景下的监测和检测，有效克服目前检测手段自动化程度不高、系统化诊疗能力不足的弱点。

2、该全自动核酸工作站，通过设置了相应的消毒喷洒模块、通风换气系统、监控调节模块，来增强该工作站在进行工作的消毒、通风以及监控的效果，增强工作站的工作的效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种全自动核酸工作站的结构剖视图；

图2为本发明提出的一种全自动核酸工作站的结构系统图；

图3为本发明提出的一种全自动核酸工作站的结构俯视剖视图；

图4为本发明提出的一种全自动核酸工作站的结构正视图。

图中：1、工作站；2、密封门；3、工作台；4、操作屏；5、通风换气系统；6、智能监控设备；7、混合箱；8、电动搅拌轴；9、水泵；10、出水管；11、电控阀门；12、L形管；13、喷洒头；14、紫外线灯。

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。

请参阅图1-4，一种全自动核酸工作站，包括工作站1，工作站1包括工作台3和密封门2以及操作屏4，密封门2位于工作站1的一侧，工作台3位于工作站1的内侧，操作屏4设置在工作站1上，工作站1上还设置有消毒喷洒模块、通风换气系统5、监控调节模块。

本实施例中，消毒喷洒模块包括与工作站1固定连接的混合箱7，混合箱7用于盛放消毒液体，消毒液体一般为现有技术中常见的84消毒液，一般是浓缩的需要进行调配比例，从而在工作站1内部进行消毒时需要在混合箱7的内部进行预先的搅拌混合，将混合更加均匀比例均匀的消毒液对工作站1的内部进行消毒。

其中，混合箱7上设置有电动搅拌轴8，混合箱7上固定安装有水泵9，水泵9的出水端固定连接有出水管10，水泵9的输入端与混合箱7相连，用于抽取混合箱7内盛放的液体；出水管10的外侧固定连接有电控阀门11，出水管15的顶部固定连接有L形管12，L形管12的端部延伸至工作站1内，L形管12相对的一侧安装有至少一个喷洒头13，工作站1上还设置有紫外线灯14，紫外线灯14为现有技术中常见的智能紫外线灯，且紫外线灯14的控制器与操作屏4信号连接，方便在使用时利用操作屏4进行控制紫外线灯14的开关，对工作站1的内侧进行消毒处理，利用消毒液的喷洒以及紫外线灯14结合达到双重消毒，提高对工作站1的内部的消毒效果。

具体的，在使用时将消毒液加入到混合箱7的内部，启动电动搅拌轴8在混合箱7的内部，将加入的水和消毒液搅拌均匀，对工作站1的内部进行喷洒消毒，消毒后在利用操作屏4打开紫外线灯14进行照射消毒。

本实施例中，通风换气系统5包括进风口、出风口、送风管道风机、过滤器、控制器、温度传感器、湿度传感器、内外空气质量开关及空气质量传感器，送风管道风机与控制器电连接，且过滤器与送风管道风机固定连接，方便在使用时利用温度传感器和湿度传感器进行检查温度和湿度，出风口位于过滤器的出风端，进风口与送风管道风机相连通，内外空气质量开关与空气质量传感器信号连接，内外空气质量开关、空气质量传感器、送风管道风机、温度传感器、湿度传感器均与操作屏4信号连接，内外空气质量开关方便在使用时操控该开关进行进风，过滤后进行出风的操作，其中空气质量传感器进行检测空气质量，可保持工作站1内部的通风换气效果。

具体的，当需要进行通风换气时，使用者通过调控操作屏4，利用操作屏4打开该通风换气系统，该系统将使得工作站1的内部始终保持空气的流通，且在流通时进行过滤空气，减少在空气流通时灰尘在工作站1内侧流通的情况，使得工作站1内部始终保持有干净新鲜的空气，有助于减少该核酸工作站1内部的产生异味的情况，也可及时减少废液收集区的异味污染。

本实施例中，监控调节模块为智能监控设备6，智能监控设备6由摄像模块、传输信号模块、控制记录模块,显示监视模块组成，摄像模块通过信号传输模块与显示监视模块信号连接，且控制记录模块与显示监视模块电连接，且智能监控设备6与操作屏4信号连接。

具体的，在使用时通过摄像模块拍摄画面后通过传输信号模块传输拍摄的工作信息，然后在后台生成显示监视前端的拍摄画面，且控制记录模块和调控前端的摄像部位角度等情况，完成对工作站1内部的工作流程监视，可及时发现问题。

本实施例中，该装置还包括位于工作站1内侧的智能机械手臂和轴移动机构，以及位于工作台3上的实时荧光定量PCR仪，智能机械手臂与轴移动机构滑动连接，反应体系构建区与工作台3活动连接，实时荧光定量PCR仪用于检测核酸数据，智能机械手臂和轴移动机构相连接，轴移动机构为横向和纵向移动件，轴移动机构用于带动智能机械手臂移动，且智能机械手臂和轴移动机构均与操作屏4信号连接。

具体的，在使用时通过操作屏4驱动轴移动机构带动智能机械手臂进行移动，从而对工作站1内部的核酸样本、核酸试剂进行夹持，夹持到对应的位置包括夹持到核酸试剂提取区、核酸样本放置区、核酸样本待检区、反应体系构建区，来促进核酸检测工作的完成，保持工作站1内部的智能有序的工作进行。

其中，核酸检测反应体系构建区内设置有试剂架、控温模块及PCR板支架，试剂架用于放置核酸试剂，温控模块用于操作控制核酸检测反应体系构建区的温度，PCR板支架用于放置PCR板，孔板类型：96孔板，处理体积：1μL—1000μL，处理体积：1μL—1000μL，该试剂架、控温模块及PCR板支架用于实现核酸提取及检测反应体系构建的功能，从核酸提取到体系构建完成≤1小时，可同时处理96个样品，试剂存放区最大样品体积lmL。

具体的，在使用时样品置于工作站1的内部，利用PCR板支架放置该样品，进行利用操作屏4进行调配操控设置对应的数据进行检测工作。

本实施例中，工作台3上设置有核酸试剂提取区、核酸样本放置区、核酸样本待检区、反应体系构建区，智能机械手臂和轴移动机构能够将核酸试剂提取区的核酸样本夹取转移到核酸样本放置区或核酸样本待检区。工作台3上还设置有移液枪头停放区和核酸试剂检测剂以及废液处理区，移液枪头停放区与操作屏4信号连接，且移液枪头停放区用于放置移液枪头，移液精度：10～250μL(±1％)1～10μL(±2％)，吸液数量：用户可自由编辑；单孔加样时间：10-30s；1μL-1000μL单道加样；废液处理区位于工作站(1)内用于收集检测废液。

具体的，在使用时通过操作屏4操作使得移液枪头工作进行反复的工作吸取核酸反应试剂，将该试剂分别送到对应的样品试管内部，使得样本与试剂发生反应，然后利用实时荧光定量PCR仪检测数据，得到完整的核酸检测数据，促进核酸试剂的检测工作，减少可在利用移液枪头将该废液吸取到废液处理区，在由工作人员将废液取出进行集中的清理。

本实施例还提供全自动核酸工作站的操作步骤，包括以下步骤:

1)首先，通过操作操作屏4或者利用微电脑控制通过信号发送指令使得轴移动机构带动智能机械手臂进行移动工作，将核酸试剂提取区的样本送到核酸样本放置区，然后在进入到核酸样本待检区等待检测；

2)然后，在利用微电脑控制移液枪头停放区的移液枪头移动工作，进行吸取核酸检测试剂；

3)同时，智能机械手臂将核酸样本待检区的样本送入到核酸检测反应体系上的PCR板支架后，将液枪头吸取的试剂加入到核酸样本管中进行反应，然后在经过实时荧光定量PCR仪检测反应后的样本结果，达到检测核酸结果的目的；

4)检测后，移液枪头可将废液送入到废液处理区，处理后工作人员可打开智能监控设备6对废液进行处理；

5)废液处理后，可在混合箱7的内部加入消毒液，然后在灌水稀释消毒液，启动电动搅拌轴8对水和消毒液进行混合均匀，从而达到对工作站1内部进行消毒的目的；

6)同时在进行核酸检测工作时，可将通过操作屏4操控监控调节模块进行监控工作，可在后台进行集中监察室中观察多个工作站1的运行情况，保障核酸检测工作的运行，可及时发现问题；

7)在进行核酸检测工作和进行消毒工作时，都可操作通风换气系统5，进行通风换气，保持空气流通，减少工作站1内侧的异味残留。

上述实施例的有益效果为：

1、该全自动核酸工作站，全自动工作站采用核酸样本和核酸试剂结合的反映的方式，能实现对样本中核酸检测的目的，并完成检测前反应体系的配制及分装工作，可实现样本的高效检测、数据自动收集及分析一体化处理，可自动快速完成高灵敏度、高准确率及高证据等级的分布式实验室及在线场景下的监测和检测，有效克服目前检测手段自动化程度不高、系统化诊疗能力不足的弱点。

2、该全自动核酸工作站，通过设置了相应的消毒喷洒模块、通风换气系统5、监控调节模块，来增强该工作站1在进行工作的消毒、通风以及监控的效果，增强工作站1的工作的效率。

文中出现的电器元件均与主控器及电源电连接，主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，且现有公开的电力连接技术，不在文中赘述。

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 (9)

1.一种全自动核酸工作站，包括工作站(1)，其特征在于：所述工作站(1)包括工作台(3)和密封门(2)以及操作屏(4)，所述密封门(2)位于工作站(1)的一侧，所述工作台(3)位于工作站(1)的内侧，所述操作屏(4)设置在工作站(1)上，所述工作站(1)上还设置有消毒喷洒模块、通风换气系统(5)、监控调节模块。

2.根据权利要求1所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：所述消毒喷洒模块包括与工作站(1)固定连接的混合箱(7)，混合箱(7)用于盛放消毒液体；所述混合箱(7)上设置有电动搅拌轴(8)，所述混合箱(7)上固定安装有水泵(9)，所述水泵(9)的出水端固定连接有出水管(10)，水泵(9)的输入端与混合箱(7)相连，用于抽取混合箱(7)内盛放的液体；所述出水管(10)的外侧固定连接有电控阀门(11)，所述出水管(15)的顶部固定连接有L形管(12)，所述L形管(12)的端部延伸至工作站(1)内，所述L形管(12)相对的一侧安装有至少一个喷洒头(13)，所述工作站(1)上还设置有紫外线灯(14)。

3.根据权利要求1所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：所述通风换气系统(5)包括进风口、出风口、送风管道风机、过滤器、控制器、温度传感器、湿度传感器、内外空气质量开关及空气质量传感器，所述送风管道风机与控制器电连接，且过滤器与送风管道风机固定连接，出风口位于过滤器的出风端，进风口与送风管道风机相连通，所述内外空气质量开关与空气质量传感器信号连接，所述内外空气质量开关、空气质量传感器、送风管道风机、温度传感器、湿度传感器均与操作屏信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：所述监控调节模块为智能监控设备(6)，所述智能监控设备(6)由摄像模块、传输信号模块、控制记录模块,显示监视模块组成，所述摄像模块通过信号传输模块与显示监视模块信号连接，且控制记录模块与显示监视模块电连接，且智能监控设备(6)与操作屏(4)信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：该装置还包括位于工作站(1)内侧的智能机械手臂和轴移动机构，以及位于工作台(3)上的实时荧光定量PCR仪，所述智能机械手臂与轴移动机构滑动连接，所述反应体系构建区与工作台(3)活动连接，所述实时荧光定量PCR仪用于检测核酸数据。

6.根据权利要求5所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：工作台(3)上设置有核酸试剂提取区、核酸样本放置区、核酸样本待检区、反应体系构建区，所述智能机械手臂和轴移动机构能够将核酸试剂提取区的核酸样本夹取转移到核酸样本放置区或核酸样本待检区。

7.根据权利要求6所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：工作台(3)上还设置有移液枪头停放区和核酸试剂检测剂以及废液处理区，所述移液枪头停放区与操作屏(4)信号连接，且移液枪头停放区用于放置移液枪头，所述废液处理区位于工作站(1)内用于收集检测废液。

8.根据权利要求5所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：所述智能机械手臂和轴移动机构相连接，轴移动机构为横向和纵向移动件，轴移动机构用于带动智能机械手臂移动，且智能机械手臂和轴移动机构均与操作屏(4)信号连接。

9.根据权利要求5所述的一种全自动核酸工作站，其特征在于：所述核酸检测反应体系构建区内设置有试剂架、控温模块及PCR板支架，所述试剂架用于放置核酸试剂，温控模块用于操作控制核酸检测反应体系构建区的温度，PCR板支架用于放置PCR板。

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