CN116125085B - 一种自动化细胞检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动化细胞检测装置，整个装置分层设置，从上至下分别对应是净化单元、样本处理单元与存储控制单元；样本处理单元采用A级环境区域或是A+C级环境区域；当为A级环境区域时，样本处理单元整体保持联通状态；当为A+C级环境区域时，C级环境区域设置封闭单元与环境控制单元共同配合使得环境控制单元外界保持A级环境区域。本方案的有益效果在于，实现不同环境级别共存，并样本检测与数据核实同步进行，提高正确率及工作效率。

Description

一种自动化细胞检测装置

技术领域

本方案涉及生物样本检测设备，具体涉及到一种自动化细胞检测装置。

背景技术

细胞药物不同于传统药物，细胞药物在生产、药品制备以及临床给药前均需要进行繁琐的药物检测，防止存在安全隐患，影响药效。细胞检测装置一般都是放置在同一级别的环境区域内，若是不同环境级别会通过传递窗传送，由于人工操作逐渐转化为全自动操作，那么机械臂必然会存在交叉污染的风险。并且在自动化设备中，减少指令动作可以进一步提高效率，为了减少机械臂扫码动作，避免扫错与误扫，实行有顺序的扫描。本方案实行信息扫描前进行审核，减少出错率。

通常在生产制造或是细胞样本耗材中，需要将表面的保护膜撕掉，现有技术一般是人工撕膜，这样不仅浪费人力而且容易使得细胞样本污染。装置中的自动撕膜机构能够解决上述问题。人工撕膜时通常是一个点或是一个角的面积进行撕膜容易扯破的缺陷，自动撕膜过程中，精准定位并增强与被撕膜的接触面积，增加摩擦力，实现高效快速清洁撕膜。

检测装置中的废料需要收集，现有技术采用直接接收废液或用导轨移出，本方案采用不同技术方案使用弹性机构卡合或是移出。并且废液收集装置内负压的设置，可将弹性机构壁上的液体吸下来，防止废液清除不干净在内部有残留或是出现回流问题。并且现有技术中的样本检测设备通常是所有样本检测完成后最后进行信息传输，若是最后才发现信息错误可能会使得后面的信息存在错误或偏差，整个过程会浪费大量时间。本方案为了解决上述缺陷实现样本检测与样本信息审核同步进行，及时核实，提高效率。本专机在细胞样本检测装置中提供上述方案，从而避免现有技术方案中的使用弊端。

发明内容

本方案为了解决上述问题，研制出了一种自动化细胞检测装置，具体方法如下：整个装置分层设置，从上至下分别对应净化单元、样本处理单元与存储控制单元；样本处理单元采用A级环境区域或是A+C级环境区域；当A级环境区域时，样本处理单元整体保持联通状态；当为A+C级环境区域时，C级环境区域设置封闭单元与环境控制单元共同配合使得环境控制单元外界保持A级环境区域。

进一步改进在于，当样本处理单元为A+C级环境区域时，具体的，封闭单元为能够罩住所述C级环境区域设备，封闭单元设有方向朝上的电控门I，所述环境控制单元设置在封闭单元正上方，环境控制单元保证封闭单元电控门I在打开后不会影响外界的A级环境区域。

进一步改进在于，封闭单元为透明材质，环境控制单元上方仅设有便于机械臂通过的电控圆窗，电控圆窗的口径大小设置为便于机械臂进入即可；机械臂能够通过电控圆窗、封闭单元的电控门I进入C级环境区域。

进一步改进在于，机械臂从计数仪内进入到封闭单元与环境控制单元时候，需要将封闭单元电控门I关闭并在环境控制单元进行洁净灭菌，停留数秒，保证机械臂在脱离环境控制单元时其环境控制单元能够保处于A级环境区域；所述环境控制单元对其自身内部的C级环境区域内的悬浮粒子进行洁净灭菌及监控，该技术为现有技术。

进一步改进在于，机械臂倒挂在样本处理单元的顶端可以滑动，并且样本处理单元内样品操作均在机械臂的臂展范围内。

进一步改进在于，样本处理单元内设样本检测设备与进行样本检测的区域，存储控制单元用来暂存样本处理单元使用过的耗材，机械臂从样本检测设备内移出的废弃物通过打开电控门按钮扔弃至存储控制单元，所述样本处理单元的天花板与底板分别设若干送风口与出风口从而采用侧回风。

进一步改进在于，机械臂配有图像检测单元与扫码单元，所述图像检测单元与扫码单元均与样本信息库通信连接，扫码前需要进行样本信息匹配，先确认样本大类，待样本大类确定后再进行样本扫码；即先确定是A1、B1或C1…大类，待确定后若是A1大类别后的对其类别下的a1、a2或a3…的样本准确扫码。

进一步改进在于，所述图像检测单元可以确定大类，可以对多个样本进行统一图像采集。

进一步改进在于，通过图像检测单元校验确认大类样本并进行样本信息库登记，样本信息库登记后与机械臂信息交互可自动识别该样本的大类别，避免二次图像检测过程；随后通过样本扫码自动识别样本信息，识别检测瓶的信息，后期进行自动加液操作。

进一步改进在于，样本处理单元设置多个样本检测设备、导轨装置及传递窗；每个样本检测设备配有对应板位；所述板位定义为包括样本位、孔板位、及其上样板位等细胞正式上机检测前的准备工位。

进一步改进在于，进入对应区域的板位后进行自动拧盖、撕膜与加吸液；最后通过机械臂传送至样本检测设备进行样本检测。

进一步改进在于，撕膜动作通过撕膜机构进行，所述撕膜机构包括三轴模组、撕膜夹爪与支撑机构；所述三轴模组一端与撕膜夹爪活动连接，另一端与支撑机构连接进而固定在工作台面上；三轴模组包括多个可以进行驱动的联轴器，与两两布设在联轴器之间的臂杆，所述联轴器同时运动，并带动臂杆与其相同方向的运动。

进一步改进在于，所述存储控制单元内的废弃物通过隔断区域将废弃物从存储控制单元内部取出；所述隔断区域是布设在存储控制单元与手套操作区之间的空间区域，隔断区域设有隔断门，通过打开或闭合隔断门使隔断区域与存储控制单元处于连通或封闭状态；定义，所述手套操作区是固定在隔断区域的外侧并连接有多个中空手套形式的操作区域，即手套操作区包括多个中空设置的手套形式的箱体可穿过隔断区域打开隔断门进入存储控制单元。

进一步改进在于，所述存储控制单元内部设有自动清洁系统，所述清洗按钮设置在存储控制单元外侧，并在手套操作区臂展的范围内，将废弃物取出时，对存储控制单元进行换气清洁；所述手套操作区、隔断门以及存储控制单元的废弃物处理位置均设置在人的臂展范围内，即通过手套操作区能够到达废液收集装置上的把手处。

进一步改进在于，还包括废液收集装置，所述废液收集装置布设在存储控制单元内，通过所述废液收集装置能够实现将废液无残留的吸入至废液收集装置内。

进一步改进在于，所述液体收集装置包括弹性机构，废液收集装置，所述废液收集装置上设有两个开口，开口一内部设有软管连接抽气泵，保持废液收集装置保持负压状态；所述弹性机构为中空设置，所述弹性机构的下端可卡合在开口二内。

进一步改进在于，所述弹性机构的下端固定设有一层封膜，所述封膜为圆形设置，其设有交叉的剪切线，当废液收集装置内为负压状态时，封膜为张开状态，即封膜是往下吸的状态，可将液体吸至废液收集装置；当废液收集装置不是负压状态时，所述封膜为水平面状态。

进一步改进在于，所述弹性机构的上端固定布设在样本处理单元的底部，弹性机构是一个上宽下窄的圆台形状的弹性材质，当设置在所述开口二内是处于自然未压缩状态。

进一步改进在于，所述存储控制单元内部的布设废弃物收集装置与控制系统，所述废弃物收集装置包括废液收集装置与废弃耗材收集装置；二者分别布设在第一电控门与第二电控门的正下方，按钮打开电控门分别将废弃物扔弃至废液收集装置或废弃耗材收集装置内。

本方案的有益效果在于：

其一，本发明提供在样本处理区域实现A级或者C级与A级环境区域共存，开阔细胞检测的应用场景。

其二，本方案先确认样本大类，待样本大类确定后再进行样本扫码；待图像检测确定具体大类后，再进行扫码样本信息匹配；图像检测单元确定大类，可以对多个样本进行统一图像采集，避免二次图像检测过程。

其三，将样本检测后的数据传输至控制系统进行数据核实，并同时进行下一道检测设备的样本检测，二者同时进行；实现样本检测与样本信息审核同步进行，及时核实，提高工作效率。

其四，整个装置在自动进行物料准备、检测，显示屏进行物料信息，实验进展提示，无需过多的实验技能储备，减少场地和人员成本。

其五，本发明打破常规侧面开门，正下方开门提高机械臂将废弃物扔弃至存储控制单元内，节省臂展伸缩距离。

其六，通过样本处理单元的合理布设，提供样本检测设备及每个样本检测设备对应区域的板位设置，合理实现自动化样本检测，并且控制系统实现样本检测与数据核实同步进行，提高了正确率以及节省了工作时间。

其七，通过三轴模组与撕膜夹爪实现了简单操作的自动化撕膜动作，结构简单，便于操作，节省人力；在撕膜过程当中解决了如下问题，首先是点的问题，从以前的点到面，增大了与保护膜的接触面积，便于整片撕开；其次是撕膜夹爪的设置，增强撕膜夹爪与保护膜之间的摩擦力；整体结构简单易于操作，实现自动化撕膜。

其八，隔断区域的设备，可避免交叉污染风险，并且废液收集装置内部的负压环境，使得弹性机构比如吸附在内侧的废液能够被吸下来，从而保证倒入弹性机构内的废液都能流入废液收集装置内；并且封膜的特殊结构设置能够使得液体向下流淌，封膜结构的设置避免其废液体向上回流；进一步的，若该装置放置在细胞工厂中，当穿过手套操作区需要将废液收集装置来回拉动比如将废液收集装置取出或是放进时候都需要有个拉动的动作，配合废液收集装置上的行程轨道可实现将开口二对准弹性机构的下端，将废液传入至废液收集装置内部。

附图说明

附图不意在按比例绘制。为了清晰起见，在每个附图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为样本处理单元的结构示意图；

图2为途径二方式下计数仪、封闭单元与环境控制单元的结构示意图；

图3为整个装置侧回风机制示意图；

图4是存储控制单元中对应废液收集装置、废弃耗材收集装置的结构放置示意图；

图5为撕膜机构的结构示意图；

图6为撕膜夹爪的剖视图；

图7为撕膜夹爪中的两个夹板在闭合状态下的吻合在同一水平面的示意图；

图8为液体收集装置的结构示意图；

图9为行程轨道的放大示意图；

图10为封膜的结构示意图；

图11为弹性机构的结构示意图；

其中，O：净化单元，T：样本处理单元，Q：存储控制单元；

2：撕膜机构，3：计数仪，4：酶标仪，5：qPCR仪，7：第一导轨装置，8：第二导轨装置，9：孔板位一，10：第一传递窗，11：第二传递窗，13：废弃耗材收集装置，14：配液板，15：计数板，17：孔板位二，18：核酸提取仪；21：联轴器，22：臂杆，23：撕膜夹爪，24：固定板，25：支撑杆，26：底面的三棱柱的夹爪横截面，27：传感器，28：封闭单元，29：环境控制单元，31：计数样本位，41：内毒素检测样本位，51：支原体检测样本位，71：滑轨杆一，72：滑轨杆二，73：旋盖加吸液体装置，101：弹性机构，201：废液收集装置，301：开口一，401：开口二，501：行程轨道，510：轨道一，520：轨道二，530：轨道三，601：封膜，210：把手， T1：按钮I，T2：按钮II，T1-1：第一电控门，T2-1：第二电控门。

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的图,对本发明实施例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的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件, 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、 操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

术语定义

（1）A+C级： A级区域环境与C级区域环境并存的环境区域；即说明样本处理单元的环境是A级与C级环境区域并存。

（2）环境控制单元外界中的“外界”：是以样本处理单元T为背景环境，即在样本处理单元大的区域内部，环境控制单元以外的环境区域，称为环境控制单元外界中的“外界”。

（3）侧回风机制：从侧端可进行循环的风向，图3更加直观，采用侧回风机制来满足A级洁净需求，该回风方式属于现有技术。

（4）样本处理单元T整体保持联通状态中“联通状态”：指的是当样本处理单元T内都是A级环境区域时，无需用封闭单元等对C级环境区域的进行隔离划分，样本处理单元T的整个环境都处于开放式状态。

（5）交叉的剪切线，定义，剪切线，并且剪切的两条线是交叉的；具体可见图10。

说明的是，样本信息库、控制系统或者终端控制系统的通信连接内部原理均为现有技术。

实施例1

图1为本发明的专机设备涉及的样本处理单元T的结构示意图。如图1所示， 样本处理单元T采用A级环境区域或是A+C级环境区域；当A级环境区域时，样本处理单元T整体保持联通状态，即样本处理单元T均处于A级环境区域内。

当样本处理单元T为A+C级环境区域时，其中，计数仪3的环境区域为C级环境区域，其他部份是A级环境区域。C级环境区域设置封闭单元28与环境控制单元29共同配合使得环境控制单元29的外界保持A级环境区域；为途径一。

或者当样本处理单元T为A+C级环境区域时，即，计数仪3的环境区域为C级环境区域，其他部份是A级环境区域。在所述计数仪3的一侧设有第二传递窗11，在进出A级与C级环境区域时先进入到第二传递窗11；为途径二。 这种方式下，所述计数仪3的开口朝向第二传递窗11，为了确保机械臂便于通过第二传递窗后进行存取样。

下面主要针对样本处理单元T为A+C级环境区域时的途径一进行阐述，可见图2，此时计数仪3的检测窗口即电控门II开口朝上，封闭单元28为布设在计数仪3正上方能够罩住计数仪3，下端开口能够进入到计数仪3内，上端设有电控门I，所述环境控制单元29设置在封闭单元28正上方，环境控制单元29保证封闭单元28的电控门I打开后不会影响外界的A级环境区域。环境控制单元29内设有自动清洁装置，环境控制单元29内的自动清洁装置可实时显示温度、湿度、悬浮粒子等检测数据，显示内部是否完成自清洁、灭菌操作并传输至控制系统，此为现有技术。

计数仪3的电控门II开口朝上，由于本装置专机中的机械臂为悬挂设置，这种方式下更便于机械臂的操作。封闭单元28起缓冲的作用同时也起到避免交叉污染作用。封闭单元28的高度设置便于机械臂进入到计数仪3取样即可。当环境控制单元29进行自清洁灭菌时，封闭单元28上端的电控门I是处于封闭装置，防止清洁过程中下端C级环境区域的气体进入避免交叉污染。

封闭单元28为透明材质，环境控制单元29上方仅设有便于机械臂通过的电控圆窗，电控圆窗的口径大小设置便于机械臂进入到计数仪3中取样操作即可。电控圆窗的形状可以是圆形或者椭圆形，根据操作便利性实际选取，环境控制单元29装置从侧面看其横截面为梯形，环境控制单元29最上方的面即电控圆窗的所在面为斜面，这样设置的原因是斜面设置能够给予机械臂更大空间与角度进行样本操作。

为了防止机械臂的污染，机械臂脱离C级环境区域进入到环境控制单元29在其环境控制单元29区域内停留时间为数秒，保证其内部环境达到A级环境即可将机械臂从环境控制单元29内取出。所述样本处理单元T的天花板与底板分别设若干送风口与出风口，并且样本处理单元T内的侧回风机制保证其环境控制单元29外界维持A级的洁净需求。

实施例2

整个装置分层设置，从上至下分别对应净化单元O、样本处理单元T与存储控制单元Q；机械臂倒挂在样本处理单元T，机械臂的臂展范围覆盖样本处理单元的工作区域。本发明的样本处理单元T包括多个样本检测设备、两个导轨装置、传递窗、电控门及撕膜机构。可见图1与图3。

所述样本处理单元T的底部设有两个电控门，所述电控门设置在样本处理单元T的底部，通过电控门可实现样本处理单元T的废弃耗材向存储控制单元Q丢弃，机械臂将从样本检测设备内移出的样本位通过电控门扔弃至存储控制单元Q。两个所述电控门设有对应按钮。

所述样本处理单元T产出的废弃物耗材等扔弃至存储控制单元Q内，机械臂通过按钮I T1与按钮II T2可对应打开第一电控门T1-1与第二电控门T2-1。第一电控门T1-1与第二电控门T2-1布设在样本处理单元T的底部（即是存储控制单元Q的顶部），电控门的位置无需放置样本检测设备。便于机械臂的直接放置，避免常规方法从侧方向开门的缺陷，存储控制单元Q是用来放置废弃物料与控制系统设备。

所述净化单元0设送风口来保证样本处理单元T的洁净度，整个三层装置采用侧回风机制来满足样本处理区T内的A级环境区域需求，侧回风机制见图3，图3中的虚线描绘的是风口设置，上层应净化单元O的天花板为轻钢架设置。

所述废弃物收集装置设置的废液收集装置201与废弃耗材收集装置13分别布设在第一电控门T1-1与第二电控门T2-1的正下方，按钮打开电控门分别将废弃物扔弃至废液收集装置201或废弃耗材收集装置13内。避免常规的侧端开门的方式，方便机械臂更好进入存储控制单元Q内，可直接打开连接样本处理单元T与存储控制单元Q的电控门将废弃耗材丢弃至存储控制单元Q内。

实施例3

所述样本处理单元T布设多个样本检测设备、样本位、孔板位、传递窗与导轨装置以及撕膜机构，其中样本检测设备分别包括计数仪3、酶标仪4与qPCR仪5，以及与每个样本检测设备对应区域的板位。所述板位定义为包括样本位、孔板位、及其上样板位等细胞正式上机检测前的准备工位。本方案并不仅限于上述的几个样本检测设备。

在所述计数样本位31的检测区域设有计数板15，内毒素检测样本位41的检测区域设有配液板14，支原体检测样本位51的检测区域设有孔板位一9和孔板位二17。其中，孔板位一9布设在支原体检测样本位51的左右两侧，其中左侧（即更靠近孔板位二17）布设的孔板位一9位于样本处理单元T的正中央位置处。计数仪3放置在酶标仪4的正上方，其对面放置的是qPCR仪5，本装置中还可以布设其他细胞检测装置，例如在qPCR仪5的旁边也可布设核酸提取仪18。样本检测具体包括细胞计数、内毒素检测、支原体检测，在样本检测之前通过自动的拧盖、撕膜、加吸液、样本提取等动作后最后通过机械臂分别传送至对应的样本检测设备进行样本检测。

样本处理单元T中的导轨装置布设两个，为相同结构设置，分别是第一导轨装置7与第二导轨装置8，第一导轨装置7的覆盖范围涉及内毒素检测样本位区域，所述第二导轨装置8的运动范围覆盖细胞计数及支原体检测的样本位工作区域。

每个所述导轨装置均是包括滑轨杆一71、滑轨杆二72与旋盖加吸液体装置73，所述旋盖加吸液体装置73是固定在滑轨杆二72上，旋盖加吸液体装置73可实现在滑轨杆二72上沿着滑轨杆二72进行向左或者向右的移动；所述滑轨杆二72是布设在滑轨杆一71上，所述滑轨杆二72上设有凸起对应于滑轨杆一71，从而使得滑轨杆二72沿着滑轨杆一71进行左右移动。所述旋盖加吸液体装置73为现有装置，与控制系统通信连接能够实现对试管内的液体进行加吸液转移至样本位中。

图像检测单元与扫码单元均与样本信息库通信连接的控制原理、控制系统或者终端控制系统的通信连接内部原理均为现有技术。

每个所述导轨装置均是布设在孔板位的上方区域，旋盖加吸液体装置73可以实现在滑轨杆二72方向的左右移动，滑轨杆二72可以实现在滑轨杆一71方向的左右移动，所述滑轨杆一71与滑轨杆二72为垂直布设，从而可以实现旋盖加吸液体装置73实现矩形整个面的距离的位置的移动，即能够实现样本位区域的全方位覆盖，实现液体加吸液。

工作时，内毒素检测样本位41进行拧开盖、加吸液时候通过第一导轨装置7即可实现拧开盖或加吸液，并且能够实现在沿着滑轨杆二72与滑轨杆一71的区域范围内范围覆盖。当需要在细胞计数及支原体检测的样本位工作区域，即孔板位一9、孔板位二17、计数板15、计数样本位31、支原体检测样本位51进行拧开盖、加吸液时候通过第二导轨装置8即可实现拧开盖或加吸液，并且能够实现在沿着滑轨杆二与滑轨杆一的区域范围内范围覆盖。

其中样本处理单元T的传递窗为两个布设，包括第一传递窗10和第二传递窗11，所述第一传递窗10布设在样本处理单元T的开口处，能够通过第一传递窗10实现将外面的物料进行传递。

样本处理单元T倒挂有机械臂，其机械臂的臂展范围覆盖样本处理单元的工作区域，详细见图1中，其中大圆形绘制的是机械臂的臂展工作范围。样本通过传递窗传入样本处理单元T的对应区域，后通过旋盖加吸液体装置进行拧盖、撕膜机构2进行撕膜动作、使用旋盖加吸液体装置进行加吸液，随后通过机械臂放入至对应的样本位。

实施例4

机械臂、样本检测设备均与控制系统通信连接。加吸液体分别进行信息存录并传输至控制系统，样本检测设备检测到机械臂的到来自动将门打开，机械臂将样本送至样本检测设备内，检测、反馈后机械臂取出样本位，仓门关闭。

本装置控制原理如下，首先是细胞计数，传递窗具备三层结构设计，可以根据实验试剂耗材进行不同区域摆放，样本与耗材经净化后，第一传递窗10将样本传入样本处理单元T并由机械臂传递至计数仪对应区域的板位，随后进入计数阶段。第二导轨装置8上的旋盖加吸液体装置73移到计数板15上方进行拧盖操作，将盖子丢弃至废弃物处并取计数板15液体放至计数样本位31，旋盖加吸液体装置73吸取计数染色试剂，与样本进行混合，混合吹打混匀后，吸取样本，在计数样本位31进行样本滴加。样本点样完成后由机械臂传递至计数仪3，进行细胞计数操作。计数仪3、机械臂均与控制系统通信连接，识别到机械臂完成计数样本位31插入后，自动进行细胞计数，数据记录与识别。计数完成后，机械臂从计数仪3取出计数样本位31，并将废弃物丢弃至存储控制单元Q的废液收集装置201或废弃耗材收集装置13内。

当进行内毒素检测：样本与试剂耗材通过第一传递窗10，先传入样本处理单元T的C级环境区域，随后经过第二传递净化再传入内毒素检测的对应区域板位的A级区。在样本处理单元T设置的撕膜机构2，可将试剂盒铝膜撕去，样本放至样本管架，旋盖加吸液体装置73进行样本开盖，盖子丢弃至废弃物口，随后在配液板14进行试剂的吸取，在内毒素检测样本位41进行检测试剂的配制，完成配制后，由机械臂进行内毒素检测样本位41拿取并转移至酶标仪4进行检测。酶标仪4与控制系统通信连接，识别到机械臂到来时，酶标仪4侧端的样本仓门打开，接收样本完成后，酶标仪样本仓关闭，机械臂复位，检测结果由酶标仪4进行数据反馈与记录。检测完成后，机械臂从酶标仪样本仓内取出内毒素检测样本位41，并将废弃物丢至废弃物收集口。

支原体检测：进行支原体检测时，检测样本与试剂耗材经第一传递窗10传入，放至到支原体检测的对应区域板位上，支原体检测样本位51与孔板位一9，首先是通过旋盖加吸液体装置73进行样本管盖开盖，盖子丢弃至废弃物收集口， 随后在孔板位一9进行试剂的吸取，在支原体检测样本位51进行检测试剂的配制，完成配制后，由机械臂进行支原体检测样本位51拿取并转移至qPCR仪5进行检测。qPCR仪5与控制系统通信连接，识别到机械臂到来时，qPCR仪5进行样本仓打开，接收样本完成后，qPCR仪5样本仓关闭，机械臂复位，检测结果由qPCR仪5进行数据反馈与记录。检测完成后，机械臂从qPCR仪样本仓内取出支原体检测样本位51，并将废弃物丢至废弃物收集口。

整个装置的控制系统原理分别是进行细胞计数仪首先是计数仪检测记为P1，随后进入酶标仪、qPCR仪检测分别记为P2、P3。数据检测完毕后会传输至控制系统核实，当核实数据有误时会将信息传输至机械臂，机械臂收到指令后会对检测有误的样本进行重新传入并进行样本检测，直至检测正确。

现有技术中在所有的样本检测完毕最后进行数据分析统计的时候才会发现有检测出错的样本数据，这样会严重影响样本检测的正确度，重新进入装置返工检测，在这个过程中会浪费大量的校验、核对、等待时间。本方案是将计数仪、酶标仪、qPCR仪进行检测，三者检测之间形成无间隙的操作。具体是将样本检测后的数据及时传输至控制系统进行数据核实，并同时进行下一道检测设备进行样本检测，二者同时进行，显示屏进行物料信息，若存在样本检测错误时，信号传输至机械臂，当一套样本经过计数仪、酶标仪、qPCR仪检测会将该原检测有误样本重新送至该检测装置进行重新检测，直至显示屏显示样本信息检测正确。实现样本检测与样本信息审核同步进行，及时核实，提高工作效率。若是检测过程中并未出现样本检测的错误提示，三者检测之间形成无间隙的操作，即计数仪检测、酶标仪检测、qPCR仪检测，并且在每个样本检测设备进行样本检测时仍然是对每个检测数据进行及时的校验并传输至控制系统，通过样本检测的正确度及其自动化效率。

实施例5

结合图5-7，上述撕膜机构2包括三轴模组、撕膜夹爪与支撑机构；所述三轴模组一端与撕膜夹爪23活动连接，另一端与支撑机构连接进而固定在工作台面上；三轴模组包括多个可以进行驱动器件的联轴器21，与两两布设在联轴器之间的臂杆22，所述联轴器同时运动，并带动臂杆与其相同方向的运动。

每个所述联轴器均与终端控制系统通信连接，所述联轴器均同时接收到信号同时工作。所述臂杆为机械臂设置。所述撕膜夹爪23包括一对夹板设置，在闭合状态下两个夹板的接触面可吻合在一个水平面。在其中一个臂杆上连接电缸，所述电缸驱动撕膜夹爪进行撕膜动作。所述两个夹板的内侧接触的面均设置为摩擦性质的工作面。在其中一块夹板具体为靠近底面设置的夹板的侧前端部设有传感器27。所述支撑机构包括柱形的支撑杆25与固定板24，其支撑杆25与固定板24为T形设置，并通过固定板24固定在操作桌面。

具体原理为：撕膜机构上的三轴模组一端与撕膜夹爪23连接，另一端与支撑机构连接固定进而固定在工作台面上。所述三轴模组包括多个可以进行驱动器件的联轴器21，与两两布设在联轴器21之间的臂杆22，每个所述联轴器21同时运动，并驱动臂杆22与其相同方向的运动。每个所述联轴器均与终端控制系统通信连接，所述联轴器均同时接收到信号并联动工作。

所述撕膜夹爪23的一侧是固定连接，另外一侧为开口设置，具体的撕膜夹爪23为两个部件设置，在运动时候，共同一侧固定其另外一侧进行开或闭的动作。当撕膜动作时，所述撕膜夹爪处于先开启后闭合再松开的状态，并且在撕膜动作闭合的时候其夹爪二者的接触面可吻合在一个水平面。当撕膜成功后，所述撕膜夹爪处于开启状态，电缸设置在臂杆22上进而控制及驱动撕膜夹爪23撕膜动作。

所述撕膜夹爪与产品上保护膜接触的时候是一个线或是一个面，相对于人工来说是一个点增大与保护膜的接触面积，并在撕膜夹爪23的二者接触面设摩擦性质的工作面，由于保护膜均是透明薄纸设置较为光滑，进而增强与保护膜之间的摩擦力，便于整片撕膜成功。

所述支撑机构包括柱形的支撑杆25与固定板24，其支撑杆25与固定板24为T形设置，并通过固定板24固定在操作桌面。所述联轴器21是同时进行驱动，进行向上及其横向方向的运动，同时带动横轴与撕膜夹爪进行相同方向的运动完成撕膜动作。

布设时，三轴模组具体为（从右向左）第一联轴器通过支撑杆25与固定板24连接，所述固定板24是固定在操作桌面上，从而实现第一联轴器的一侧是固定连接在操作面上，同时第一联轴器带动臂杆一是一个向上的力。

撕膜夹爪23是由两个夹板组成，所述夹板可以是相同结构设置也可以是不同的结构设置，只要两个夹板在其下端的夹板与上端的夹板在闭合时，二者接触的时候形成一条水平面，且能够与保护膜进行撕扯充分接触即可。

具体操作为：三轴模组分别包括三个相同的联轴器21，图5从右向左分别将其命名为第一联轴器、第二联轴器与第三联轴器，在每个所述联轴器之间设有的臂杆将其命名为臂杆一与臂杆二，第一联轴器与支撑杆连接固定在工作台上，第三联轴器是与撕膜夹爪23连接，所述撕膜夹爪23由两个夹板组成。

所述三轴模组分别包括三个相同的联轴器21，每两个联轴器21之间设有臂杆22，末端的联轴器21与撕膜夹爪23固定；首端的联轴器21与支撑杆25连接固定。撕膜夹爪23一端是固定在第三联轴器上，另一端是可以开启或闭合的结构，具体是撕膜夹爪23为两个夹板设置，下端的夹板与上端的夹板在闭合时，二者接触的时候形成一条水平面，两个夹板同时是一侧固定在第三联轴器上，另外一侧可以开启或闭合。所述撕膜夹爪中下端的夹板，在其夹板的侧前端部设有传感器27。

本方案使用的是三轴模组，相对于二轴运动的有益点在本处进行说明：若使用二轴进行驱动，即两个联轴器21一个臂杆22的设置，所述臂杆22是机械臂设置。由于是机械臂的联轴，所述机械臂的轨迹动作只能是以固定点为圆形的一个半径圆弧的运动，只能是圆环的动作，因此并不能解决撕膜动作， 若想实现撕膜动作的向右向上的力，这里设置的是产品保护膜放置在左边，撕膜机构放置在其右边。在外加一个联轴器21与一个臂杆22之后就能很好的解决这个问题。所述第一联轴是处于一个向上的力，所述第二联轴是处于一个向右且向上的力，所述第三联轴是处于一个水平向右的力。在操作时，所述第一联轴工作，带动所述第三联轴进行一个向上且一个方向上水平的力，

在工作时，撕膜机构中的联轴器通信连接将第一联轴器、第二联轴器与第三联轴器同时驱动并带动臂杆22同时运动，在撕膜状态下，三个联轴器分别带动臂杆22进行向上与向右的力，限定产品保护膜是放置在撕膜机构的左端，撕膜夹爪是夹住保护膜的左侧的接触面（从图5中的平面图上直观区分左右方向），从而使得三联轴器向右上进行撕膜动作，从而将产品上的保护膜进行撕掉。具体工作时，撕膜夹爪23上的两个夹板同时是一端固定在第三联轴器上，一端进行开启与闭合，由固定在臂杆上的电缸控制，从而使得撕膜夹爪23进行开启或者闭合。并且两个夹板内侧的摩擦工作面设置是为了增强与保护膜之间的摩擦力，两个夹板在撕膜工作时候，其两个夹板的接触面为吻合的同一接触水平面，给产品保护膜施加一个向右上的力至撕膜动作结束，撕膜夹爪23张开。并且在撕膜动作时，三轴模组上的第三联轴器一端与撕膜夹爪是活动连接，因此撕膜状态时，撕膜夹爪23可以根据撕膜的动作需要将夹爪的角度进行变换，从而实现撕膜成功。例如在刚开始的撕膜状态，夹爪可以是竖直状态，即可抓住及固定保护膜的面即可，在撕膜过程当中，夹爪可以是竖直装置也可以是倾斜状态，只要能够与保护膜固定住即可，相对于最初状态，少了一个抓住的动作，最终将保护膜撕开。下端夹板侧前端设有的传感器27可获取到保护膜是否打开并将其信号传输至终端控制系统直至撕膜成功。

实施例6

机械臂配有图像检测单元与扫码单元，所述图像检测单元与扫码单元均与样本信息库通信连接，扫码前需要进行样本信息匹配，先确认样本大类，待样本大类确定后再进行样本扫码。即先确定是A1、B1或C1…大类，待确定后若是A1大类别后的对其A1大类别下的a1、a2或a3…的样本准确扫码。例如在样本检测时候会有会有亲氧样本瓶、厌氧样本瓶、亲氧阴性瓶、厌氧阴性瓶等其中一大类，待图像检测确定具体大类确定后，再进行扫码样本信息匹配。

所述图像检测单元可确定大类，可以对多个样本进行统一图像采集。通过图像检测单元校验确认大类样本并进行样本信息库登记，样本信息库登记后与机械臂信息交互可自动识别该样本的大类别，避免二次图像检测过程；随后通过样本扫码自动识别样本信息，识别检测瓶的信息，后期进行自动加液操作。

实施例7

废液收集装置的结构原理如下：需要说明的是，本装置可应用在多种场合，只要涉及到液体流入并防止倒流的情况都可以适用，本实施例主要是将其应用在细胞工厂的废液收集装置中。细胞工厂是上下多层空间结构设置，其中废液收集区域设置在样本处理单元的下层，可通过电控门的打开将样本处理单元的废弃液扔至废液收集区域，本装置是放置在废液收集区域内部。结合图8-11，具体结构在于废液收集装置201是放置在废液收集区域，其上端的弹性机构101上端是固定在样本处理单元的底端板子上，所述废液收集装置201的一端设置有把手210，可推动把手210将废液收集装置201向左或向右推动，从而将弹性机构101固定卡合在开口二401内。弹性机构101为上下两端开口设置的中空结构，可实现将废液从上端弃至开口二401从而到废液收集装置201内部。在所述开口一301内部设有软管，软管连接抽气泵，抽气泵放置在废液收集区域内部，保持废液收集装置201保持负压状态。

所述弹性机构101的下端布设有一层圆型的封膜601，其封膜601设有交叉的剪切线。抽气泵工作，当废液收集装置201内为负压状态时，封膜601为张开状态，即封膜是往下吸的状态，可将液体吸至废液收集装置201；这样可实现将弹性机构101侧壁上的废液吸至废液收集装置201内部，实现全方位清废液。若不是工作状态下，即废液收集装置201不是负压状态时，所述封膜601为水平面状态。

弹性机构101是一个上宽下窄的圆台形状的弹性材质。废液收集装置201上的行程轨道501其宽度与弹性机构101下端口直径大小相应，可将弹性机构101放置在行程轨道501内进行移动，当推动把手210时，可实现弹性机构101在行程轨道501上前后移动。

所述行程轨道501包括轨道一510、轨道二520、轨道三530与开口二401，所述轨道一510连接废液收集装置201上表面的端部，为向上斜面设置的轨道，轨道二520布设在轨道一510与轨道三530之间，所述轨道一510为水平布设，轨道三530为倾斜向下的轨道布设最终连接至开口二401，所述轨道一510与轨道三530的斜面角度设置，是为了给弹性机构101下端移动时候一个缓冲避免直上直下的冲击力。

水平布设的轨道二520其高度比废液收集装置201的上表面稍低，这样便于弹性机构101下端的移动，上述所述的轨道均指的是即便于弹性机构101下端移动的凹陷式的结构，例如凹槽。

实施例8

所述存储控制单元Q内的废弃物通过隔断区域将废弃物从存储控制单元Q内部取出；所述隔断区域是布设在存储控制单元Q与手套操作区之间的空间区域，其隔断区域设有隔断门当其隔断门打开时使隔断区域与存储控制单元Q处于连通状态；定义，所述手套操作区是固定在隔断区域的外侧并连接有多个中空手套形式的操作区域，即手套操作区包括多个中空设置的手套形式的箱体可穿过隔断区域打开隔断门进入存储控制单元Q。

所述隔断区域的内侧布设的是存储控制单元Q，其隔断区域的外侧布设手套操作区。

所述存储控制单元Q内部设有自动清洁系统，所述清洗按钮设置在存储控制单元Q外侧，并在手套操作区臂展的范围内，将废弃物取出时，对存储控制单元Q进行换气清洁；所述手套操作区、隔断门以及存储控制单元Q的废弃物处理位置均在手套操作区的臂展范围之内，通过手套操作区进入内部可到达存储控制单元Q进行废料的操作。

废液收集装置201布设在存储控制单元Q内，所述液体收集装置，包括弹性机构101，废液收集装置201，所述废液收集装置201上设有两个开口，开口一301内部设有软管连接抽气泵，保持废液收集装置201保持负压状态；所述弹性机构为中空设置，所述弹性机构101的下端可卡合在开口二401内。

所述弹性机构101是一个上宽下窄的圆台形状的弹性材质。废液收集装置201上表面设有与弹性机构101下端口直径大小相应的行程轨道501，所述行程轨道501最终连接到开口二401。行程轨道501包括轨道一510、轨道二520、轨道三530与开口二401，所述轨道一510与轨道三530分别是向上与向下的轨道，所述轨道二520为水平布设，其高度比废液收集装置201的上表面低，所述开口二401联通到废液收集装置201的内部。

弹性机构101的下端固定设有一层封膜601，所述封膜601为圆形设置，其设有交叉的剪切线，当废液收集装置201内为负压状态时，封膜601为张开状态，即膜是往下吸的状态，可将液体吸至废液收集装置201；当废液收集装置201不是负压状态时，所述封膜601为水平面状态，所述封膜601的材质为塑料材质。

所述废液收集装置201的侧端设有把手210，所述把手210推动废液收集装置水平移动的范围长于行程轨道501，所述弹性机构101为弹性可伸缩的结构，当设置在所述开口二401内是处于自然放松状态。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种自动化细胞检测装置，其特征在于，整个装置分层设置，从上至下分别对应是净化单元、样本处理单元与存储控制单元；样本处理单元采用A级环境区域或是A+C级环境区域；当A级环境区域时，样本处理单元整体保持联通状态；当为A+C级环境区域时，C级环境区域设置封闭单元与环境控制单元共同配合使环境控制单元外界保持A级环境区域，

环境控制单元设置在封闭单元正上方；

封闭单元为透明材质，环境控制单元上方仅设有便于机械臂通过的电控圆窗，电控圆窗的口径大小便于机械臂进入即可；

样本处理单元设置多个样本检测设备、导轨装置及传递窗；每个样本检测设备配有对应板位，进入对应区域的板位后进行自动的拧盖、撕膜与加吸液；所述撕膜机构包括三轴模组、撕膜夹爪与支撑机构，所述三轴模组包括多个可以进行驱动的联轴器，与两两布设在联轴器之间的臂杆，所述联轴器同时运动，并带动臂杆与其相同方向的运动。

2.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，当样本处理单元为A+C级环境区域时，所述封闭单元能够罩住C级环境区域的设备，并封闭单元设有电控门I，电控门I方向朝上。

3.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，还包括机械臂，机械臂倒挂在样本处理单元的顶端可以滑动，样本处理单元内部的所有样本操作均在机械臂的臂展范围内。

4.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，计数仪内部环境为C级环境区域，计数仪的检测窗口为向上开设，机械臂能够通过电控圆窗、封闭单元的电控门I进入C级环境区域；

当机械臂脱离计数仪通过封闭单元进入到环境控制单元后，封闭单元的电控门I为关闭状态，并且环境控制单元对自身内部进行清洁灭菌，使其达到A级环境级别。

5.如权利要求4所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，样本处理单元内设样本检测设备与进行样本检测的区域，存储控制单元用来暂存样本处理单元使用过的耗材，机械臂从样本检测设备内移出的废弃物通过打开电控门按钮扔弃至存储控制单元，所述样本处理单元的天花板与底板分别设若干送风口与出风口，并且采用侧回风机制满足A级洁净需求。

6.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，机械臂配有图像检测单元与扫码单元，所述图像检测单元与扫码单元均与样本信息库通信连接，扫码前需要进行样本信息匹配，先确认样本大类，待样本大类确定后再进行样本准确扫码。

7.如权利要求6所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述图像检测单元可以确定大类，可以对多个样本进行统一图像采集。

8.如权利要求7所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，通过图像检测单元校验确认大类样本并进行样本信息库登记，样本信息库登记后与机械臂信息交互从而自动识别该样本的大类别，避免二次图像检测过程。

9.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述板位定义为包括样本位、孔板位、及上样板位在细胞正式上机检测前的准备工位。

10.如权利要求9所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，在自动拧盖、撕膜与加吸液后，最后通过机械臂传送至样本检测设备进行样本检测。

11.如权利要求10所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，三轴模组一端与撕膜夹爪活动连接，另一端与支撑机构连接进而固定在工作台面上。

12.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述存储控制单元内的废弃物通过隔断区域将废弃物从存储控制单元内部取出；所述隔断区域是布设在存储控制单元与手套操作区之间的空间区域，隔断区域设有隔断门，通过打开或闭合隔断门使隔断区域与存储控制单元处于连通或封闭状态；定义，所述手套操作区是固定在隔断区域的外侧并连接有多个中空手套形式的操作区域，即手套操作区包括多个中空设置的手套形式的箱体可穿过隔断区域进而打开隔断门到达存储控制单元内部。

13.如权利要求12所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述存储控制单元内部设有自动清洁系统，清洗按钮设置在存储控制单元外侧，并在手套操作区臂展的范围内，将废弃物取出时，对存储控制单元进行换气清洁；所述手套操作区、隔断门以及存储控制单元的废弃物处理位置均设置在人的臂展范围内，通过手套操作区进入存储控制单元内部可到达液体收集装置中的废液收集装置的把手处。

14.如权利要求1所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，废液收集装置布设在存储控制单元内，所述废液收集装置能够实现将废液无残留的吸入至废液收集装置内。

15.如权利要求14所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述废液收集装置包括弹性机构，所述废液收集装置上设有两个开口，开口一内部设有软管连接抽气泵，保持废液收集装置保持负压状态；所述弹性机构为中空设置，弹性机构的下端可卡合在开口二内。

16.如权利要求15所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述弹性机构的下端固定设有一层封膜，所述封膜为圆形设置，其设有交叉的剪切线，当废液收集装置内为负压状态时，封膜为张开状态，即封膜是往下吸的状态，可将液体吸至废液收集装置；当废液收集装置不是负压状态时，所述封膜为水平面状态。

17.如权利要求15所述的一种自动化细胞检测装置，其特征在于，所述弹性机构的上端固定布设在样本处理单元的底部，弹性机构是一个上宽下窄的圆台形状的弹性材质，当设置在所述开口二内时处于自然状态即未压缩状态。

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