CN116875439A - 一种细胞取样清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种细胞取样清洗装置，包括基板；至少一组取样组件，设置于基板上，包括第一运动机构和取样针，取样针固定于第一运动机构的运动端，第一运动机构能够带动取样针移动进行细胞取样；以及至少一组清洗组件，设置于基板上，包括第二运动机构和清洗块，清洗块与取样针位于基板的同一侧，且清洗块固定于第二运动机构的运动端，第二运动机构能够带动清洗块移动并供取样针清洗。本发明装置可以自动完成细胞的取样和取样针的清洗，效率高、准确性高且能保证装置内部环境的无菌性。

Description

一种细胞取样清洗装置

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种细胞取样清洗装置。

背景技术

细胞培养是研究细胞生物学的一种重要的方法，细胞采样在细胞培养过程中占有一定的比重，细胞在培养过程中会需要经常性的取出一些活体细胞进行研究和实验，由于细胞在离体后需要在一个恒温无菌环境中进行培养，传统的细胞培养多是在一个无菌箱内放置培养箱，在培养箱中进行培养，当需要采集实验样本时，务必通过一系列消毒操作后通过吸管吸取部分细胞培养液进行研究。但是，这种取样方式操作起来十分繁琐，频繁的无菌消毒是对科研时间的浪费，同时在采样时会有很大的风险会造成培养箱中混入细菌，继而造成培养箱中细胞将失去作用。

目前，细胞取样过程一般采用人工方式，对于一般型实验室，细胞采样和清洗过程是由人工手动配合相应单独设备完成的。而传统人工细胞取样效率低，出错的概率也大，因此有必要提高这方面的自动化程度。

因此，亟需提供一种细胞取样清洗装置，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细胞取样清洗装置，可自动对细胞进行取样，还可以自动清洗取样后的取样针，保证装置内部环境的无菌性。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本发明提供了一种细胞取样清洗装置，包括：

基板；

至少一组取样组件，设置于所述基板上，包括第一运动机构和取样针，所述取样针固定于所述第一运动机构的运动端，所述第一运动机构能够带动所述取样针移动进行细胞取样；以及

至少一组清洗组件，设置于所述基板上，包括第二运动机构和清洗块，所述清洗块与所述取样针位于所述基板的同一侧，且所述清洗块固定于所述第二运动机构的运动端，所述第二运动机构能够带动所述清洗块移动并供所述取样针清洗。

可选地，所述取样组件设置于所述基板的第一侧，所述第一运动机构包括第一电机座、第一电机、丝杆座和丝杆，所述第一电机和所述取样针均固定于所述第一电机座上，所述丝杆沿所述基板的上下方向延伸设置，且所述丝杆贯穿所述第一电机和所述第一电机座通过内外螺纹连接于所述丝杆座上。

可选地，所述第一运动机构还包括第一滑块和直线导轨，第一滑块固定于所述第一电机座上，所述直线导轨固定于所述基板上，所述第一滑块能够所述直线导轨上滑动。

可选地，所述直线导轨的下端设置有限位块，以便对所述第一滑块起到强制限位的作用。

可选地，所述第一电机座的侧面上端设置有第一限位开关，所述直线导轨的上端设置有与所述第一限位开关相关感应的第一限位传感器。

可选地，所述第二运动机构包括第二电机座、第二电机和传动组件，所述第二电机座固定于所述基板的第二侧，所述第二电机固定于所述第二电机座上，所述传动组件连接于所述第二电机的运动端，且所述传动组件贯穿所述基板设置，且能够在所述第二电机的驱动下沿垂直于所述基板的前后方向运动。

可选地，所述传动组件包括曲柄、第二滑块和连杆，所述曲柄固定于所述第二电机的驱动轴端部，且所述曲柄的下端设置一凸台，所述第二滑块上开设有长槽，所述凸台能够在所述长槽内直线滑动，所述连杆沿所述前后方向贯穿所述基板设置，且一端连接所述第二滑块、另一端连接所述清洗块。

可选地，所述清洗块的上端开设有第一盲孔，所述第一盲孔能够盛放清洗液。

可选地，所述第二滑块面向清洗块的一侧开设有两个第二盲孔，所述清洗块面向第二滑块的一侧开设有两个第三盲孔，第一盲孔与两个第三盲孔均连通，且所述基板同一高度处开设贯穿孔，清洗进液管能够穿过所述贯穿孔放置于一组对应的第二盲孔和第三盲孔之间，清洗出液管能够穿过所述贯穿孔放置于另一组对应的第二盲孔和第三盲孔之间。

可选地，所述第二电机座的侧面设置有第二限位传感器，所述第二滑块上设置有第二限位开关。

与现有技术相比，本发明提供的细胞取样清洗装置，可设置一组或多组取样组件，每组取样组件可通过第一运动机构驱动取样针根据使用者需求来设定相应的距离和运行速度，可自动对目标细胞进行采集取样。此外还设置一组或多组清洗装置，其每一组清洗装置都对应与其相应的细胞取样装置，待取样装置采集完目标细胞后，清洗装置可自动对对应的取样针进行清洗。本发明装置可以自动完成细胞的取样和取样针的清洗，效率高、准确性高且能保证装置内部环境的无菌性。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明实施例的细胞取样清洗装置的结构示意图一；

图2示出了本发明实施例的取样组件的结构示意图；

图3示出了本发明实施例的细胞取样清洗装置的结构示意图二；

图4示出了本发明实施例的清洗组件的结构示意图；

图5示出了本发明实施例的基板的结构示意图；

图6示出了本发明实施例的第一电机座的结构示意图；

图7示出了本发明实施例的清洗块的结构示意图；

图8示出了本发明实施例的第一滑块的结构示意图；

图9示出了本发明实施例的限位块的结构示意图；

图10示出了本发明实施例的第一限位传感器的结构示意图；

图11示出了本发明实施例的第一限位开关的结构示意图；

图12示出了本发明实施例的第二电机座的结构示意图；

图13示出了本发明实施例的曲柄的结构示意图；

图14示出了本发明实施例的第二滑块的结构示意图；

图15示出了本发明实施例的轴套的结构示意图；

图16示出了本发明实施例的第二限位开关的结构示意图。

附图标记：

1-基板 101-贯穿孔

2-第一电机 3-第一电机座

4-丝杆 5-取样针

6-清洗块 601-第一盲孔

602-第三盲孔 7-丝杆座

8-第一滑块 9-直线导轨

10-限位块 11-第一限位传感器

12-第一限位开关 13-第二电机

14-第二电机座 15-曲柄

16-第二滑块 1601-长槽

1602-第二盲孔 17-连杆

18-轴套 19-第二限位传感器

20-第二限位开关 21-螺母

22-弹垫 23-垫片。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如图1至图4所示，本实施方式提供了一种细胞取样清洗装置，包括：基板1（参考图5）；至少一组取样组件，设置于基板1上，包括第一运动机构和取样针5，取样针5固定于第一运动机构的运动端，第一运动机构能够带动取样针5移动进行细胞取样；以及至少一组清洗组件，设置于基板1上，包括第二运动机构和清洗块6，清洗块6与取样针5位于基板1的同一侧，且清洗块6固定于第二运动机构的运动端，第二运动机构能够带动清洗块6移动并供取样针5清洗。其中，基板沿竖直方向设置。

进一步地，参考图1和图2，取样组件设置于基板1的第一侧，第一运动机构包括第一电机座3、第一电机2、丝杆座7和丝杆4，第一电机2和取样针5均固定于第一电机座3上，丝杆4沿基板1的上下方向延伸设置，且丝杆4贯穿第一电机2和第一电机座3通过内外螺纹连接于丝杆座7上。

可选地，如图2和图8所示，第一运动机构还包括第一滑块8和直线导轨9，第一滑块8固定于第一电机座3上，直线导轨9固定于基板1上，第一滑块8能够在直线导轨9上滑动，能够确保丝杆4竖直直线运动的稳定性。

具体地，如图1所示，第一电机2为标准贯通轴式电机，第一电机2与取样针5都设置于在第一电机座3上，由螺钉进行连接固定。丝杆4为梯形螺杆，丝杆4贯穿于第一电机2并与丝杆座7通过相互之间的内外螺纹结构连接在一起，丝杆4具有一定的自锁能力，当第一电机2处于图2位置或运动一定时间后，由于丝杆4自锁力使得第一电机2能够停留在丝杆4中间任意位置处。第一电机座3背面与第一滑块8正面通过螺钉连接，第一滑块8放置在直线导轨9上。

优选地，如图1所示，直线导轨的下端设置有限位块10（参考图9），以便对第一滑块8起到强制限位的作用；第一电机座3的侧面上端设置有第一限位开关12（参考图11），直线导轨9的上端设置有与第一限位开关12相关感应的第一限位传感器11（参考图10）。具体地，本实施方式的第一限位传感器11为限位光电传感器；第一滑块8、限位块10、第一限位传感器11与第一电机座3都与基板1（如图3所示）通过螺钉相连。限位块10安装在直线导轨9的一端，且处于直线导轨9正下方，对工作中的第一滑块8起硬限位作用，第一限位开关通过螺钉连接在第一电机座3的侧面。

进一步地，参考图3和图4，本实施方式的第二运动机构包括第二电机座14、第二电机13和传动组件，第二电机座14固定于基板1的第二侧，第二电机13固定于第二电机座3上，传动组件连接于第二电机13的运动端，且传动组件贯穿基板1设置，且能够在第二电机13的驱动下沿垂直于基板1的前后方向运动。

优选地，如图4所示，传动组件包括曲柄15、第二滑块16和连杆17，曲柄15固定于第二电机13的驱动轴端部，且曲柄15的下端设置一凸台（参考图13），第二滑块16上开设有长槽1601（参考图14），凸台能够在长槽1601内直线滑动，连杆17沿前后方向贯穿基板1设置，且一端连接第二滑块16、另一端连接清洗块6。

可选地，参考图4和图7，清洗块6的上端开设有第一盲孔601，第一盲孔601能够盛放清洗液。第二滑块16面向清洗块6的一侧开设有两个第二盲孔1602，清洗块6面向第二滑块16的一侧开设有两个第三盲孔602，且基板1同一高度处上开设贯穿孔101，清洗进液管能够穿过贯穿孔101放置于相应的一组第二盲孔1602和第三盲孔602之间，清洗出液管能够穿过贯穿孔101放置于相应的另一组第二盲孔1602和第三盲孔602之间。

具体地，清洗块6的上端面向下竖直开设圆形的第一盲孔601，清洗块6面向第二滑块16的侧面竖直对齐开设两个沿水平延伸的圆形第三盲孔602，第二滑块16面向清洗块6的侧面竖直对齐开设两个沿水平延伸的圆形第二盲孔1602，基板1上贯穿开设贯穿孔101，贯穿孔101呈竖直方向长形圆孔，其竖直方向的高度大于两个第二盲孔1602竖直方向的外边缘最大距离、且大于两个第三盲孔602竖直方向的外边缘最大距离，第一盲孔601和两个第三盲孔602均相连通，一组第二盲孔1602、第三盲孔602及贯穿孔101的中心线位于同一水平线上且与基板1垂直，用于放置清洗进液管，通过泵送将清洗液泵入第一盲孔601，供取样针5清洗。另一组第二盲孔1602、第三盲孔602及贯穿孔101的中心线位于同一水平线上且与基板1垂直，用于放置清洗出液管，清洗完取样针后能够通过泵自动从第一盲孔601抽走用完的清洗液。

进一步地，参考图3，本实施方式的第二电机座14的侧面也设置有第二限位传感器19，第二滑块16上设置有第二限位开关20（参考图16），能够准确对连杆17驱动清洗块6向后移动进行限位。

具体地，如图4所示，本实施方式的第二电机13为步进电机，第二限位传感器19也为光电传感器。第二电机13通过螺钉与第二电机座14相连；第二限位传感器19连接在第二电机座14的侧面；曲柄15与第二电机13的伸出轴相连，具体连接方式是先将曲柄15中间孔通过第二电机13的伸出轴，再用螺钉将曲柄15预留的缝隙减小，螺钉经过拧紧后，曲柄15内孔将抱紧在第二电机13伸出轴表面进而实现两者之间的连接，通过摩擦实现扭矩传递；曲柄15下方伸出一个小凸台，小凸台嵌入到第二滑块16的长条槽中，曲柄15通过小凸台实现第二滑块16之间力的传递，第二滑块16采用的是PA1010（聚癸二酰癸二胺）尼龙材质，这种材质具有一定的自润滑作用，减小了曲柄15与第二滑块16之间的摩擦作用；第二滑块16与清洗块6都连接在连杆17上，具体连接方式是第二滑块16通过螺母21、弹垫22、垫片23与连杆17的一端进行连接，第二滑块16的另一面与连杆17的轴肩相接触，进而实现第二滑块16的定位，连杆17的另一端带有外螺纹，清洗块6开有内螺纹，通过内外螺纹的连接方式实现两者的连接。

另外，连杆17靠近第二滑块16的一端开有一字槽，此槽方便了清洗块6的安装；第二限位开关20连接在第二滑块16的侧面；连杆17穿过基板1，连杆17在穿过基板1的重叠位置处放置有相应的轴套18（参考图3和图15）；轴套18一侧带有直径相较孔径大的凸缘，通过凸缘与基板1的一面相接触，凸缘两侧开了半圆孔，之后用螺钉通过半圆孔将轴套18固定在基板1上；第二滑块16与清洗块6都开了两个孔，这两个零件开的相应孔都处于同一水平位置，基板1也在同一水平位置处开了孔，这些孔用于安放清洗管，清洗进液管和清洗出液管分别通过这些孔与清洗块6进行连接。

优选地，如图6和图12所示，第一电机座3的侧面及第二电机座14的侧面均成“L”型，该种结构结构稳固、占用空间小且能够满足各部件的安装。

本实施方式的细胞取样清洗装置的工作过程如下：

整个装置上电后，第一电机2、第二电机13在控制器指令信号的作用下开始运转，第一电机2在丝杆4与直线导轨9共同约束下实现直线运动，在曲柄15和第二滑块16的长条槽作用下，第二电机13的旋转运动将变为前后直线往复移动。当需要进行采集细胞时，第一电机座3在第一电机2的作用下将带动取样针5往下进行移动，在这个过程中同时需要保证控制第二电机13的运转使得清洗块6处于往回收的状态，这个状态需要保持到细胞采样完成并且取样针5上移高于清洗块6的高度为止。当取样针5接近目标时，通过PC端控制第一电机2停止运动，此时开始控制取样针5开始取样，如果没有及时控制第一电机2停止，那么当第一电机2继续向下移动，则直线导轨9上的第一滑块8将在限位块10的作用下不能继续往下移动。

同理，当采集完细胞后，由PC端给出信号，取样针5将在第一电机2的带动下往上移动，如果没有及时停止第一电机2的运转，则第一电机座3侧面的第一限位开关12将触发第一限位传感器11进而阻止第一电机2继续往上移动。

采集完成后，取样针5需要进行冲洗，此过程与前面的细胞采样过程相似，不同的是清洗块6需要往前移动，清洗块6结构如图7所示，竖直方向开了一个第一盲孔601，底部没有穿透，此第一盲孔601用于取样针5伸入其中，与第一盲孔601竖直孔正交垂直的水平方向上开了两个带有内螺纹的第三盲孔602，这两个带有内螺纹的第三盲孔602与竖直方向的第一盲孔601相通，同时这两个带螺纹的第三盲孔602与外部清洗进液管路和清洗出液管进行连接，最终形成清洗细胞采样针的清洗回路。另外，此清洗块6采用的材质是透明的亚克力材质，可以方便从外部观察内部也液体的流动情况，清洗块6还有两个水平方向前后分布的带有内螺纹的盲孔，这两个前后分布尺寸较小的盲孔用于连接连杆17的一端。

取样针5清洗的具体过程为：当取样针5采集过目标细胞后，取样针5在第一电机2的带动下往上移动，当取样针5的高度高于清洗块6的高度后，此时由PC端发出命令控制第二电机13旋转，通过曲柄15与带有长条槽的第二滑块16的共同约束下，使第二电机13的旋转运动变为直线移动，进而通过与第二滑块16连接的连杆17最终带动清洗块6前后移动，当清洗块6移动到最靠前方位置时停止第二电机13的旋转，此时清洗块6上方圆孔的中心轴与取样针5对正，接下来控制第一电机2旋转带动取样针5往下移动，待取样针5端部进入到清洗块6上方圆孔中合适的位置深度后，停止第一电机2的旋转，此时取样针5已进入待清洗状态，随后再将清洗管路中的液体通入到清洗块6中，待取样针5冲洗干净后，关闭清洗回路，使第一电机2开始运转，取样针5在第一电机2的作用下开始往上移动，等到取样针5完全离开清洗块6后，此时控制第二电机13开始运转，随后清洗块6在第二电机13的作用下往回退，直到第二滑块16上的第二限位开关20触碰到第二限位传感器19停止移动，至此整个过程标志着取样针5清洗过程的结束。

如图1所示，本实施方式中表示的是两组一样的装置，即两组取样组件和两组清洗组件，也就是两个通道，如果需要更多的通道，则只需在此基础上扩展。

与现有技术相比，本发明提供的细胞取样清洗装置，可设置一组或多组取样组件，每组取样组件可通过第一运动机构驱动取样针5根据使用者需求来设定相应的距离和运行速度，可自动对目标细胞进行采集取样。此外还设置一组或多组清洗装置，其每一组清洗装置都对应与其相应的细胞取样装置，待取样装置采集完目标细胞后，清洗装置可自动对对应的取样针5进行清洗。本发明装置可以自动完成细胞的取样和取样针5的清洗，效率高、准确性高且能保证装置内部环境的无菌性。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种细胞取样清洗装置，其特征在于，包括：

基板（1）；

至少一组取样组件，设置于所述基板（1）上，包括第一运动机构和取样针（5），所述取样针（5）固定于所述第一运动机构的运动端，所述第一运动机构能够带动所述取样针（5）移动进行细胞取样；以及

至少一组清洗组件，设置于所述基板（1）上，包括第二运动机构和清洗块（6），所述清洗块（6）与所述取样针（5）位于所述基板（1）的同一侧，且所述清洗块（6）固定于所述第二运动机构的运动端，所述第二运动机构能够带动所述清洗块（6）移动并供所述取样针（5）清洗。

2.根据权利要求1所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述取样组件设置于所述基板（1）的第一侧，所述第一运动机构包括第一电机座（3）、第一电机（2）、丝杆座（7）和丝杆（4），所述第一电机（2）和所述取样针（5）均固定于所述第一电机座（3）上，所述丝杆（4）沿所述基板（1）的上下方向延伸设置，且所述丝杆（4）贯穿所述第一电机（2）和所述第一电机座（3）通过内外螺纹连接于所述丝杆座（7）上。

3.根据权利要求2所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述第一运动机构还包括第一滑块（8）和直线导轨（9），第一滑块（8）固定于所述第一电机座（3）上，所述直线导轨（9）固定于所述基板（1）上，所述第一滑块（8）能够在所述直线导轨（9）上滑动。

4.根据权利要求3所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述直线导轨（9）的下端设置有限位块（10），以便对所述第一滑块（8）起到强制限位的作用。

5.根据权利要求4所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述第一电机座（3）的侧面上端设置有第一限位开关（12），所述直线导轨（9）的上端设置有与所述第一限位开关（12）相关感应的第一限位传感器（11）。

6.根据权利要求2-5任一项所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述第二运动机构包括第二电机座（14）、第二电机（13）和传动组件，所述第二电机座（14）固定于所述基板（1）的第二侧，所述第二电机（13）固定于所述第二电机座（14）上，所述传动组件连接于所述第二电机（13）的运动端，且所述传动组件贯穿所述基板（1）设置，且能够在所述第二电机（13）的驱动下沿垂直于所述基板（1）的前后方向运动。

7.根据权利要求6所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述传动组件包括曲柄（15）、第二滑块（16）和连杆（17），所述曲柄（15）固定于所述第二电机（13）的驱动轴端部，且所述曲柄（15）的下端设置一凸台，所述第二滑块（16）上开设有长槽，所述凸台能够在所述长槽内直线滑动，所述连杆（17）沿所述前后方向贯穿所述基板（1）设置，且一端连接所述第二滑块（16）、另一端连接所述清洗块（6）。

8.根据权利要求7所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述清洗块（6）的上端开设有第一盲孔（601），所述第一盲孔（601）能够盛放清洗液。

9.根据权利要求8所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述第二滑块（16）面向清洗块（6）的一侧开设有两个第二盲孔（1602），所述清洗块（6）面向第二滑块（16）的一侧开设有两个第三盲孔（602），第一盲孔（601）与两个第三盲孔（602）均连通，且所述基板（1）同一高度处开设贯穿孔（101），清洗进液管能够穿过所述贯穿孔（101）放置于一组对应的第二盲孔（1602）和第三盲孔（602）之间，清洗出液管能够穿过所述贯穿孔（101）放置于另一组对应的第二盲孔（1602）和第三盲孔（602）之间。

10.根据权利要求7所述的细胞取样清洗装置，其特征在于，所述第二电机座（14）的侧面设置有第二限位传感器（19），所述第二滑块（16）上设置有第二限位开关（20）。