CN117871180B - 一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法，涉及生物信息分析技术领域。本发明提供一种取样分析更为方便，且可以采集不同深度的样本进行比对分析的便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法，包括有支架，支架固定连接有周向等距分布的分析器，分析器顶端固定连接有采集针，还包括有周向等距分布的样品筒，周向等距分布的样品筒固定连接于支架。遮挡筒转动能够调节取样深度，取样活塞杆上下滑动将样品注入采集试管，采集试管下移使样品被采入分析器内进行比对分析，如此能够采集不同深度的样品进行比对分析，且从样品筒内取样后可直接进行采集分析，无需来回移动，降低样品污染的概率，提高检测结果的准确性。

Description

一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法

技术领域

本发明涉及生物信息分析技术领域，尤其涉及一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法。

背景技术

在生物科技领域中，酶分子的定向进化是一个重要的研究方向，它有助于获取具有特定功能的酶分子，从而提高生物反应的效率。在酶分子定向进化的研究中，常用的生物信息分析设备在取样过程中存在操作复杂、取样不准确、易污染等问题，这些问题不仅影响了酶分子定向进化的效率，还可能导致实验结果的不准确。

专利授权公告号为CN115343113A的专利公布了一种基于大数据的酶分子定向进化生物信息分析装置，该生物信息分析装置包括双向移动取样机构，双向移动取样机构包括水平移动装置、夹紧装置。该生物信息分析装置，通过水平移动装置将试管精准移动到生物信息分析箱指定位置，便于后续的取样，省时省力；通过竖直取样装置，利用弹性橡胶块和弧形挡块的挤压作用，以及弹簧的限位作用，使弹性橡胶块和弧形挡块先一起移动，再不断分离，从而先使切管的底端的尖口戳开密封薄膜，再将试管插入样液中进行采样，减少杂菌的污染。但是该生物信息分析装置在取样分析时操作步骤繁琐，且不能采集不同深度的样本进行比对分析，使用不方便的同时，检测结果也会存在误差。

为此，我们提出一种取样分析更为方便，且可以采集不同深度的样本进行比对分析的便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法。

发明内容

为了克服现有的生物信息分析装置在取样分析时操作步骤繁琐，不能采集不同深度的样本进行比对分析的缺点，本发明提供一种取样分析更为方便，且可以采集不同深度的样本进行比对分析的便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备及方法。

一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，包括有支架，支架固定连接有周向等距分布的分析器，分析器顶端固定连接有采集针，还包括有周向等距分布的样品筒，周向等距分布的样品筒固定连接于支架，样品筒内固定连接有出料管，出料管伸出样品筒底端，出料管上开有若干个带有单向阀的通孔，用于采集样品筒内不同深度的样品，出料管伸出样品筒的一端固定连接有第一阀门，出料管内滑动并转动式连接有取样活塞杆，取样活塞杆伸出样品筒和出料管顶端，支架顶端中心位置固定连接有第一电动推杆，第一电动推杆的伸缩端固定连接有连接架，连接架与取样活塞杆转动式连接，取样活塞杆固定连接有遮挡筒，遮挡筒套在相邻的出料管上遮挡通孔，样品筒和取样活塞杆设有用于显示取样深度的显示组件，支架设有用于收集采集样本的收集组件。

进一步说明，显示组件包括有指示盘，指示盘固定连接于样品筒顶端，取样活塞杆靠近指示盘的一侧固定连接有指示针。

进一步说明，指示盘上开有若干个长度不一的凹槽与通孔位置逐一对应。

进一步说明，收集组件包括有第二电动推杆，第二电动推杆固定连接于支架靠近分析器的一侧，第二电动推杆的伸缩端固定连接有放置架，放置架卡接有周向等距分布的采集试管，放置架固定连接有周向等距分布的挤压块，挤压块与相邻的第一阀门挤压配合。

进一步说明，采集试管底端为橡胶材质，采集针顶端为尖锥结构，用于刺穿采集试管采集样本。

进一步说明，还包括有用于将出料管内的样品完全推出的推料机构，推料机构设置于取样活塞杆，推料机构包括有清理活塞杆，清理活塞杆滑动式连接于取样活塞杆内，清理活塞杆的活塞与出料管内壁贴合，清理活塞杆顶端固定连接有拉动杆，拉动杆伸出取样活塞杆，拉动杆与相邻的取样活塞杆之间连接有第一弹簧，支架和取样活塞杆设有用于控制清理活塞杆下滑进行清理的推送组件。

进一步说明，推送组件包括有周向等距分布的缸体，周向等距分布的缸体固定连接于支架，缸体与相邻的取样活塞杆之间连通有带有单向阀的导气管，缸体连通有带有单向阀的进气管，缸体内滑动式连接有充气活塞杆，充气活塞杆伸出缸体，充气活塞杆与相邻的缸体之间连接有第二弹簧，充气活塞杆顶端固定连接有连接杆，连接杆远离充气活塞杆的一端固定连接有按压杆，取样活塞杆靠近按压杆的一侧滑动式连接有圆盘，圆盘与按压杆接触，样活塞杆靠近圆盘的一侧连通有泄气管，泄气管固定连接有第二阀门，圆盘与第二阀门按压接触。

进一步说明，导气管为软管，便于跟随取样活塞杆旋转移动。

进一步说明，连接杆远离充气活塞杆的一端为平板结构，用于与连接架挤压配合。

一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析方法，其步骤如下：

S1:取样分析:第一电动推杆伸长控制取样活塞杆上滑吸取样品筒内的样品，缩短则控制取样活塞杆下滑将样品通过出料管注入采集试管内，而第二电动推杆缩短则控制采集试管向下被采集针穿刺采集样品，通过分析器进行分析比对；

S2:调节取样深度：通过取样活塞杆控制遮挡筒转动，以调节遮挡筒遮挡或暴露的通孔位置，实现采集不同深度样本的目的；

S3:推料，充气活塞杆向下滑动往取样活塞杆内充气，清理活塞杆便可在出料管内向下滑动将样本完全推出，避免药片残留影响下侧取样。

本发明的有益效果为：1、遮挡筒转动能够调节出料管上暴露的通孔位置，进而调节取样深度，取样活塞杆上下滑动将样品筒内的样品注入采集试管，采集试管向下被采集针刺破底端橡胶层，样品随之被采集针采入分析器内进行比对分析，如此，能够简单方便的采集不同深度的样品进行比对分析，同时，从样品筒内取样后便可直接进行采集分析，样品无需来回移动，能够降低样品污染的概率，进一步提高检测结果的准确性。

2、取样活塞杆和清理活塞杆向下移动将样品推出时，清理活塞杆能够进一步在取样活塞杆内向下滑动，进而将残留在出料管内的样品完全推出，避免下次采集不同位置的样品时，样品混合影响检测结果。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明支架、分析器、样品筒和连接架等部件的立体结构示意图。

图3为本发明样品筒、出料管、遮挡筒和指示盘等部件的剖视结构示意图。

图4为本发明出料管和取样活塞杆的剖视结构示意图。

图5为本发明收集组件的立体结构示意图。

图6为本发明推料机构的立体结构示意图。

图7为本发明取样活塞杆、清理活塞杆和拉动杆等部件的剖视结构示意图。

图8为本发明取样活塞杆、清理活塞杆和拉动杆的爆炸结构示意图。

图9为本发明推送组件的立体结构示意图。

图10为本发明取样活塞杆、圆盘、泄气管和第二阀门的立体结构示意图。

附图中的标记：1：支架，2：分析器，3：采集针，4：样品筒，5：出料管，51：第一阀门，6：取样活塞杆，7：第一电动推杆，8：连接架，9：遮挡筒，10：指示盘，11：指示针，12：第二电动推杆，13：放置架，14：采集试管，15：挤压块，16：清理活塞杆，17：拉动杆，18：第一弹簧，19：缸体，20：导气管，21：进气管，22：充气活塞杆，23：第二弹簧，24：连接杆，25：按压杆，26：圆盘，27：泄气管，271：第二阀门。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，如图1-图5所示，包括有支架1、分析器2、采集针3、样品筒4、出料管5、第一阀门51、取样活塞杆6、第一电动推杆7、连接架8、遮挡筒9、显示组件和收集组件，支架1下部固定连接有四个周向等距分布的分析器2，分析器2上侧固定连接有采集针3，支架1上部固定连接有四个周向等距分布的样品筒4，样品筒4内固定连接有出料管5，出料管5下端伸出样品筒4下侧，出料管5上中下三处均开有带有单向阀的通孔，用于采集样品筒4内不同深度的样品，出料管5下部固定连接有第一阀门51，出料管5内滑动并转动式连接有取样活塞杆6，取样活塞杆6上端伸出样品筒4和出料管5上侧，支架1上侧中心位置固定连接有第一电动推杆7，第一电动推杆7的伸缩端固定连接有连接架8，连接架8与取样活塞杆6上部转动式连接，取样活塞杆6下部固定连接有遮挡筒9，遮挡筒9套在相邻的出料管5上遮挡通孔，样品筒4和取样活塞杆6上设有用于显示取样深度的显示组件，支架1上设有用于收集采集样本的收集组件。

如图2和图3所示，显示组件包括有指示盘10和指示针11，样品筒4上侧固定连接有指示盘10，指示盘10上开有三个长度不一的凹槽与通孔位置逐一对应，取样活塞杆6上部固定连接有指示针11。

如图1和图5所示，收集组件包括有第二电动推杆12、放置架13、采集试管14和挤压块15，支架1下部中心位置固定连接有第二电动推杆12，第二电动推杆12的伸缩端固定连接有放置架13，放置架13上卡接有四个周向等距分布的采集试管14，采集试管14底端为橡胶材质，采集针3顶端为尖锥结构，用于刺穿采集试管14采集样本，放置架13上固定连接有四个周向等距分布的挤压块15，挤压块15与相邻的第一阀门51挤压配合。

当需要采集样品进行分析时，工作人员先控制取样活塞杆6转动，取样活塞杆6转动带动遮挡筒9转动，进而根据需要取样的深度调节出料管5上暴露的通孔位置，取样活塞杆6转动的同时也会带动指示针11转动，指示针11转动指向指示盘10上的凹槽，工作人员通过指示针11的指向便可直观的得知暴露通孔的位置，当取样深度调节好后，工作人员控制第一电动推杆7伸长，第一电动推杆7伸长带动连接架8向上移动，连接架8向上移动带动取样活塞杆6向上滑动，取样活塞杆6向上滑动能够将样品筒4内的样品吸取到出料管5内，样品吸取至出料管5内后，工作人员控制第二电动推杆12伸长，第二电动推杆12伸长带动放置架13向上移动，放置架13向上移动带动采集试管14和挤压块15向上移动，采集试管14向上移动后与出料管5下端接触，而挤压块15向上移动后则按压第一阀门51大块，这时，工作人员便可控制第一电动推杆7缩短，第一电动推杆7缩短带动连接架8向下移动，连接架8向下移动带动取样活塞杆6向下滑动，取样活塞杆6向下滑动将出料管5内的样品挤入采集试管14内，然后工作人员控制第二电动推杆12缩短，第二电动推杆12缩短带动放置架13向下移动，放置架13向下移动带动采集试管14和挤压块15向下移动，挤压块15向下移动后不再挤压第一阀门51，第一阀门51随之关闭，采集试管14向下移动后被采集针3刺破底端橡胶层，采集试管14内的样品随之被采集针3采入分析器2内进行比对分析，分析完成后，工作人员将采集试管14取下，在进行下一次取样分析时，再更换新的采集试管14，如此，能够简单方便的采集不同深度的样品进行比对分析，提高检测结果的准确性，同时，从样品筒4内取样后便可直接进行采集分析，样品无需来回移动，能够降低样品污染的概率，进一步提高检测结果的准确性。

实施例2：在实施例1的基础之上，如图1、图6、图7、图8、图9和图10所示，还包括有用于将出料管5内的样品完全推出的推料机构，推料机构包括有清理活塞杆16、拉动杆17、第一弹簧18和推送组件，取样活塞杆6内滑动式连接有清理活塞杆16，清理活塞杆16的活塞与出料管5内壁贴合，清理活塞杆16上侧固定连接有拉动杆17，拉动杆17上端伸出取样活塞杆6，拉动杆17与相邻的取样活塞杆6之间连接有第一弹簧18，支架1和取样活塞杆6上设有用于控制清理活塞杆16下滑进行清理的推送组件。

如图1、图9和图10所示，推送组件包括有缸体19、导气管20、进气管21、充气活塞杆22、第二弹簧23、连接杆24、按压杆25、圆盘26、泄气管27和第二阀门271，支架1上侧固定连接有四个周向等距分布的缸体19，缸体19与相邻的取样活塞杆6上部之间连通有带有单向阀的导气管20，导气管20为软管，便于跟随取样活塞杆6旋转移动，缸体19下部连通有带有单向阀的进气管21，缸体19内滑动式连接有充气活塞杆22，充气活塞杆22上部伸出缸体19，充气活塞杆22与相邻的缸体19之间连接有第二弹簧23，充气活塞杆22上侧固定连接有连接杆24，连接杆24远离充气活塞杆22的一端为平板结构，用于与连接架8挤压配合，连接杆24远离充气活塞杆22的一端固定连接有按压杆25，取样活塞杆6上部滑动式连接有圆盘26，圆盘26与按压杆25接触，样活塞杆上部连通有泄气管27，泄气管27上固定连接有第二阀门271，圆盘26与第二阀门271按压接触。

通过设置推料机构能够将出料管5内取得的样品完全推送出来，避免下次采集不同位置的样品时，样品混合影响检测结果，具体操作如下：初始状态时，按压杆25按压圆盘26，圆盘26按压第二阀门271，泄气管27处于打开流通状态，当连接架8带动取样活塞杆6向上移动时，清理活塞杆16、拉动杆17和第一弹簧18也会向上移动，由清理活塞杆16代替取样活塞杆6抽吸样品筒4内的样品，连接架8和取样活塞杆6向上移动时也会带动连接杆24、按压杆25、圆盘26、泄气管27和第二阀门271向上移动，泄气管27向上移动时保持打开状态，连接杆24向上移动带动充气活塞杆22向上滑动，第二弹簧23发生形变，充气活塞杆22向上滑动通过进气管21将外部空气吸入缸体19内，当连接架8带动取样活塞杆6向下滑动时，清理活塞杆16会向下滑动，由清理活塞杆16代替取样活塞杆6将出料管5内的样品推出，而取样活塞杆6向下滑动的同时也会带动圆盘26、泄气管27和第二阀门271向下移动，圆盘26与按压杆25脱离不再被挤压，第二阀门271随之关闭使泄气管27处于封闭状态，连接架8向下移动时也不再推动连接杆24，在第二弹簧23复位的作用下，充气活塞杆22随之向下滑动将缸体19内的空气挤入导气管20，通过导气管20将空气导入取样活塞杆6内，进而挤压清理活塞杆16在取样活塞杆6内向下滑动，拉动杆17随之向下滑动，第一弹簧18发生形变，由于充气活塞杆22向下滑动复位是依靠第二弹簧23，且需要将缸体19内的空气挤入取样活塞杆6，所以充气活塞杆22的下移速度会慢于连接架8，而连接杆24和按压杆25与充气活塞杆22保持相同速度向下移动，所以按压杆25和圆盘26在向下移动复位时一直保持脱离状态，泄气管27也一直保持封闭状态，以便空气挤压清理活塞杆16在取样活塞杆6内向下滑动，通过清理活塞杆16将残留在出料管5内的样品完全推出，避免影响下次的取样分析，当按压杆25向下滑动复位至再次挤压圆盘26时，圆盘26便会按压第二阀门271使泄气管27打开，这时，在第一弹簧18复位的作用下，拉动杆17随之带动清理活塞杆16向上滑动复位，进而将取样活塞杆6内空气从泄气管27处排出，如此，能够在每次取样时将残留在出料管5内的样品完全推出，避免下次采集不同位置的样品时，样品混合影响检测结果。

实施例2：在实施例1和2的基础之上，一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析方法，其步骤如下：

S1:取样分析:第一电动推杆7伸长控制取样活塞杆6上滑吸取样品筒4内的样品，缩短则控制取样活塞杆6下滑将样品通过出料管5注入采集试管14内，而第二电动推杆12缩短则控制采集试管14向下被采集针3穿刺采集样品，通过分析器2进行分析比对；

S2:调节取样深度：通过取样活塞杆6控制遮挡筒9转动，以调节遮挡筒9遮挡或暴露的通孔位置，实现采集不同深度样本的目的；

S3:推料，充气活塞杆22向下滑动往取样活塞杆6内充气，清理活塞杆16便可在出料管5内向下滑动将样本完全推出，避免药片残留影响下侧取样。

尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理及精神范围的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明，而是由权利要求的内容限定保护的范围。

Claims (10)

1.一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，包括有支架（1），支架（1）固定连接有周向等距分布的分析器（2），分析器（2）顶端固定连接有采集针（3），其特征是：还包括有周向等距分布的样品筒（4），周向等距分布的样品筒（4）固定连接于支架（1），样品筒（4）内固定连接有出料管（5），出料管（5）伸出样品筒（4）底端，出料管（5）上开有若干个带有单向阀的通孔，用于采集样品筒（4）内不同深度的样品，出料管（5）伸出样品筒（4）的一端固定连接有第一阀门（51），出料管（5）内滑动并转动式连接有取样活塞杆（6），取样活塞杆（6）伸出样品筒（4）和出料管（5）顶端，支架（1）顶端中心位置固定连接有第一电动推杆（7），第一电动推杆（7）的伸缩端固定连接有连接架（8），连接架（8）与取样活塞杆（6）转动式连接，取样活塞杆（6）固定连接有遮挡筒（9），遮挡筒（9）套在相邻的出料管（5）上遮挡通孔，样品筒（4）和取样活塞杆（6）设有用于显示取样深度的显示组件，支架（1）设有用于收集采集样本的收集组件。

2.根据权利要求1所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：显示组件包括有指示盘（10），指示盘（10）固定连接于样品筒（4）顶端，取样活塞杆（6）靠近指示盘（10）的一侧固定连接有指示针（11）。

3.根据权利要求2所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：指示盘（10）上开有若干个长度不一的凹槽与通孔位置逐一对应。

4.根据权利要求3所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：收集组件包括有第二电动推杆（12），第二电动推杆（12）固定连接于支架（1）靠近分析器（2）的一侧，第二电动推杆（12）的伸缩端固定连接有放置架（13），放置架（13）卡接有周向等距分布的采集试管（14），放置架（13）固定连接有周向等距分布的挤压块（15），挤压块（15）与相邻的第一阀门（51）挤压配合。

5.根据权利要求4所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：采集试管（14）底端为橡胶材质，采集针（3）顶端为尖锥结构，用于刺穿采集试管（14）采集样本。

6.根据权利要求5所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：还包括有用于将出料管（5）内的样品完全推出的推料机构，推料机构设置于取样活塞杆（6），推料机构包括有清理活塞杆（16），清理活塞杆（16）滑动式连接于取样活塞杆（6）内，清理活塞杆（16）的活塞与出料管（5）内壁贴合，清理活塞杆（16）顶端固定连接有拉动杆（17），拉动杆（17）伸出取样活塞杆（6），拉动杆（17）与相邻的取样活塞杆（6）之间连接有第一弹簧（18），支架（1）和取样活塞杆（6）设有用于控制清理活塞杆（16）下滑进行清理的推送组件。

7.根据权利要求6所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：推送组件包括有周向等距分布的缸体（19），周向等距分布的缸体（19）固定连接于支架（1），缸体（19）与相邻的取样活塞杆（6）之间连通有带有单向阀的导气管（20），缸体（19）连通有带有单向阀的进气管（21），缸体（19）内滑动式连接有充气活塞杆（22），充气活塞杆（22）伸出缸体（19），充气活塞杆（22）与相邻的缸体（19）之间连接有第二弹簧（23），充气活塞杆（22）顶端固定连接有连接杆（24），连接杆（24）远离充气活塞杆（22）的一端固定连接有按压杆（25），取样活塞杆（6）靠近按压杆（25）的一侧滑动式连接有圆盘（26），圆盘（26）与按压杆（25）接触，样活塞杆靠近圆盘（26）的一侧连通有泄气管（27），泄气管（27）固定连接有第二阀门（271），圆盘（26）与第二阀门（271）按压接触。

8.根据权利要求7所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：导气管（20）为软管，便于跟随取样活塞杆（6）旋转移动。

9.根据权利要求8所述的一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析设备，其特征是：连接杆（24）远离充气活塞杆（22）的一端为平板结构，用于与连接架（8）挤压配合。

10.一种便于取样的酶分子定向进化生物信息分析方法，其特征是：所述方法应用于上述权利要求7-9任一项所述的酶分子定向进化生物信息分析设备，其步骤如下：

S1:取样分析:第一电动推杆（7）伸长控制取样活塞杆（6）上滑吸取样品筒（4）内的样品，缩短则控制取样活塞杆（6）下滑将样品通过出料管（5）注入采集试管（14）内，而第二电动推杆（12）缩短则控制采集试管（14）向下被采集针（3）穿刺采集样品，通过分析器（2）进行分析比对；

S2:调节取样深度：通过取样活塞杆（6）控制遮挡筒（9）转动，以调节遮挡筒（9）遮挡或暴露的通孔位置，实现采集不同深度样本的目的；

S3:推料，充气活塞杆（22）向下滑动往取样活塞杆（6）内充气，清理活塞杆（16）便可在出料管（5）内向下滑动将样本完全推出，避免药片残留影响下侧取样。