CN204824844U - 全自动核酸分子杂交仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动核酸分子杂交仪，其特征在于，包括机壳、电路控制模块、杂交平台、三维运动平台、多通道加样活塞装置、Tip头和可触屏监视器。本实用新型的优点：①杂交过程全自动化，无需手工操作，节省劳动力，缩短实验时间，减少实验过程人为因素错误；②采用三维运动平台，快速移动位置，移动精度高、准确；③可同时进行多人份实验，又可避免交叉感染，缩短实验时间；④Tip头根据需要分大小两类，大Tip头采用大的吸量设计，吸取一次可以实现连续5次精确加样，简化实验过程，缩短实验时间。

Description

全自动核酸分子杂交仪

技术领域

本实用新型涉及医疗生物领域，具体是一种全自动核酸分子杂交仪。

背景技术

核酸分子杂交技术是指具有一定同源性的原条核酸单链在一定的条件下（适宜的温室度及离子强度等）可按碱基互补形成双链。杂交的双方是待测核酸序列及探针,待测核酸序列可以是克隆的基因征段，也可以是未克隆化的基因组DNA和细胞总RNA。核酸探针是指用放射性核素、生物素或其他活性物质标记的，能与特定的核酸序列发生特异性互补的已知DNA或RNA片段。根据其来源和性质可分为cDNA探针、基因组探针、寡核苷酸探针、RNA探针等。

现有核酸分子杂交仪多是以手工操作配合机器控制，无法实现完全自动化杂交，存在人工操作复杂、繁琐、杂交时间过长、容易产生人为因素误差和错误等问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种全自动核酸分子杂交仪。

一种全自动核酸分子杂交仪，其特征在于，包括机壳、电路控制模块、杂交平台、三维运动平台、多通道加样活塞装置、Tip头和可触屏监视器；

——所述机壳作为机架，杂交平台、电路控制模块、可触屏监视器安装在机壳上；

——所述电路控制模块与三维运动平台、多通道加样活塞装置、杂交平台、可触屏监视器连接，并控制其进行工作；

——所述杂交平台用于存放杂交样本、Tip头及各种杂交液（以提供适宜的温度进行杂交实验，是杂交实验的场所）；

——所述三维运动平台安装在杂交平台上，三维运动平台连接多通道加样活塞装置，电路控制模块控制三维运动平台移动从而移动多通道加样活塞装置；

——所述多通道加样活塞装置安装在三维运动平台上，并由三维运动平台控制进行横向运动和纵向运动；多通道加样活塞装置用于装卸Tip头，并吸取和释放液体；

——所述Tip头有大Tip头和小Tip头，所述大Tip头和小Tip头分别为大规格和小规格的Tip头；（在实验过程中吸取和释放液体，使整个实验过程自动化，无需手工操作；大Tip头吸取一次可以实现连续5次精确加样，大大缩短加样时间，简化加样过程，缩短整个杂交实验的时间）

——所述可触屏监视器提供人机界面，通过软件进而通过电路控制模块控制杂交过程并获取杂交实验结果。

上述三维运动平台具体结构优选为：由可相互移动的X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道依次连接组成，X轴轨道架设在机壳上；Z轴轨道上安装有电机转接板，在电机转接板上设有电机，电机通过皮带的转动带动丝杠和Z轴轨道形成相对上下运动，多通道加样活塞装置由丝杆带动进行纵向运动（X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道可采用常规的皮带结构设置，并与电路控制模块连接，控制Y轴轨道在X轴轨道上移动，Z轴轨道在Y轴轨道上移动，在此不再赘述）。

上述多通道加样活塞装置具体结构优选为：由大小活塞两套装置组成，大活塞装置装卸大Tip头，小活塞装置装卸小Tip头；大小活塞装置结构具体如下：

——大活塞装置，由大托架框通过转接板与三维运动平台Z轴轨道的丝杠连接；大托架框上部安装电机支撑板，在支撑板上设有电机和丝杠，电机通过皮带带动丝杠运动；丝杆下接连接件，连接件下面设有圆柱导轨、大活塞杆，连接件外侧设有导柱与小活塞装置连接，大活塞杆下接大Tip头安装管；大托架框的下部安装大活塞套筒，圆柱导轨、大活塞杆被套在大活塞套筒内，大活塞杆连接在大活塞套筒内相应的密封圈，与大Tip头安装管构成大活塞结构；

——小活塞装置由小托架框为主体，内设轨道滑块上装有小活塞固定块，小活塞固定块与大活塞装置的导柱相连接（以实现同步运动）；小活塞固定块下方设有导轨和小活塞杆，小活塞杆穿过活塞密封垫和密封圈连接，与小Tip头安装管构成小活塞结构，被套在小活塞套筒内；

——在大活塞装置与小活塞装置间夹设有卸掉Tip头装置；卸掉Tip头装置由L型的大Tip头卸板和与其相背的L型小Tip头卸板组成，两个卸板各设有卡孔，与各自的Tip头安装管位置对应（Tip头安装管在对应的卡孔位置上下运动）；在大活塞套筒的侧面设有两个凸出的卡钉，大Tip头卸板上开有两个与卡钉对应的竖向卡槽，在卡钉上方的大托架框处吊有一个弹簧，弹簧另一端吊接大Tip头卸板，大Tip头卸板的竖向卡槽套在卡钉中。

本实用新型的结构设置能够实现全自动核酸分子杂交实验，通过可触屏监视器操作软件向电路控制模块发送操作指令，电路控制模块控制三维运动平台移动，三维运动平台移动带动多通道加样活塞装置移动，多通道加样活塞装置装卸Tip头并控制Tip头吸取和释放液体，从而进行杂交实验。杂交平台用于存放杂交样本及杂交液体，提供适宜的温度进行杂交实验。整个杂交过程全自动化，无需手工操作。

本实用新型的优点：①杂交过程全自动化，无需手工操作，节省劳动力，缩短实验时间，减少实验过程人为因素错误；②采用三维运动平台，快速移动位置，移动精度高、准确；③可同时进行多人份实验，又可避免交叉感染，缩短实验时间；④Tip头根据需要分大小两类，大Tip头采用大的吸量设计，吸取一次可以实现连续5次精确加样，简化实验过程，缩短实验时间。

附图说明

图1是本实用新型杂交仪的结构示意图。

图2是三维运动平台的结构示意图。

图3是多通道加样活塞装置的结构分解图。

图4是小活塞装置的结构分解图（去掉了图3中的装饰外框）。

图5是大Tip头卸板的结构示意图（与图3中的大Tip头卸板不是同一角度）。

图6—图14是本实用新型的装置运动过程的结构示意图。

为便于示意，上述附图中的同一结构并非完全对应比例画出；图6—图14与其它附图中的结构外形并不相同，仅是画出大概结构用于解释多通道加样活塞装置运动过程。

附图标记：1——电路控制模块；2——三维运动平台；3——多通道加样活塞装置；4——Tip头；5——可触屏监视器；6——杂交平台；7——机壳；8——X轴轨道；9——Y轴轨道；10——Z轴轨道；11——电机转接板；12——三维运动平台的电机；13——三维运动平台的丝杠；14——大托架框；15——转接板；16——电机支撑板；17——大活塞装置的电机；18——大活塞装置的丝杠；19——皮带；20——连接件；21——圆柱导轨；22——大活塞杆；23——导柱；24——大Tip头安装管；25——大活塞套筒；26——大Tip头；27——小托架框；28——轨道滑块；29——小活塞固定块；30——导轨；31——大活塞装置的密封圈；32——小Tip头卸板的卡孔；33——小活塞杆；34——密封垫；35——小活塞装置的密封圈；36——小活塞套筒；37——小Tip头安装管；38——大Tip头卸板；39——小Tip头卸板；40——大Tip头卸板的卡孔；41——卡钉；42——卡槽；43——弹簧；44——小活塞装置的装饰外框44。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型进行详细的说明。

全自动核酸分子杂交仪，包括机壳、电路控制模块、杂交平台、三维运动平台、多通道加样活塞装置、Tip头和可触屏监视器；

——所述机壳作为机架，杂交平台、电路控制模块、可触屏监视器安装在机壳上；

——所述电路控制模块与三维运动平台、多通道加样活塞装置、杂交平台、可触屏监视器连接，并控制其进行工作；

——所述杂交平台用于存放杂交样本、Tip头及各种杂交液（以提供适宜的温度进行杂交实验，是杂交实验的场所）；

——所述三维运动平台安装在杂交平台上，三维运动平台连接多通道加样活塞装置，电路控制模块控制三维运动平台移动从而移动多通道加样活塞装置；

上述三维运动平台具体结构为：由可相互移动的X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道依次连接组成，X轴轨道架设在机壳上；Z轴轨道上安装有电机转接板，在电机转接板上设有电机，电机通过皮带的转动带动丝杠和Z轴轨道形成相对上下运动，多通道加样活塞装置由丝杆带动进行纵向运动；

——所述多通道加样活塞装置安装在三维运动平台上，并由三维运动平台控制进行横向运动和纵向运动；多通道加样活塞装置用于装卸Tip头，并吸取和释放液体；

上述多通道加样活塞装置具体结构为：由大小活塞两套装置组成，大活塞装置装卸大Tip头，小活塞装置装卸小Tip头；大小活塞装置结构具体如下：

大活塞装置，由大托架框通过转接板与三维运动平台Z轴轨道的丝杠连接；大托架框上部安装电机支撑板，在支撑板上设有电机和丝杠，电机通过皮带带动丝杠运动；丝杆下接连接件，连接件下面设有圆柱导轨、大活塞杆，连接件外侧设有导柱与小活塞装置连接，大活塞杆下接大Tip头安装管；大托架框的下部安装大活塞套筒，圆柱导轨、大活塞杆被套在大活塞套筒内，大活塞杆连接在大活塞套筒内相应的密封圈，与大Tip头安装管构成大活塞结构；

小活塞装置由小托架框为主体，内设轨道滑块上装有小活塞固定块，小活塞固定块与大活塞装置的导柱相连接；小活塞固定块下方设有导轨和小活塞杆，小活塞杆穿过活塞密封垫和密封圈连接，与小Tip头安装管构成小活塞结构，被套在小活塞套筒内；

在大活塞装置与小活塞装置间夹设有卸掉Tip头装置；卸掉Tip头装置由L型的大Tip头卸板和与其相背的L型小Tip头卸板组成，两个卸板各设有卡孔，与各自的Tip头安装管位置对应；在大活塞套筒的侧面设有两个凸出的卡钉，大Tip头卸板上开有两个与卡钉对应的竖向卡槽，在卡钉上方的大托架框处吊有一个弹簧，弹簧另一端吊接大Tip头卸板，大Tip头卸板的竖向卡槽套在卡钉中。

——所述Tip头有大Tip头和小Tip头，所述大Tip头和小Tip头分别为大规格和小规格的Tip头；

——所述可触屏监视器提供人机界面，通过软件进而通过电路控制模块控制杂交过程并获取杂交实验结果。

为便于理解本实施例，以下简述本实施例的装置运动过程步骤：

1.将Tip头和实验所需杂交液置于杂交平台上的预设位置上，然后在可触屏监视器上操作，由软件通过电路控制模块进而控制三维运动平台，将多通道加样活塞装置进行横向运动至Tip头上方；

2.如要使用大Tip头，则将大活塞装置的大Tip头安装管移至对准杂交平台上的大Tip头，然后电路控制模块启动Z轴轨道上的电机，电机通过丝杠带动多通道加样活塞装置向下运动至一定高度；

3.启动大活塞装置上的电机，电机带动丝杠向下转动，进而推动连接件，带动大活塞杆在大Tip头安装管内向下推动，直至推到大Tip头安装管末端；丝杠继续向下转动，大活塞杆推动大Tip头安装管，带动整个大活塞结构沿着导轨继续向下运动，大Tip头安装管穿过大Tip头卸板的卡孔，直至大Tip头安装管向下插入大Tip头，完成安装Tip头过程；

4.反转电机，插着大Tip头的大Tip头安装管向上运动至一定高度；

5.多通道加样活塞装置进行横向运动至杂交液上方，然后电机继续步骤2的运动方向，直至大Tip头插入杂交液中；

6.启动大活塞装置上的电机，电机带动丝杠向上转动，进而带动连接件，带动大活塞杆在大Tip头安装管内向上运动，形成真空抽取杂交液于大Tip头内（此时大活塞杆运动至大Tip头安装管顶端），完成吸液过程；

7.与步骤4相同，反转电机，插着大Tip头的大Tip头安装管向上运动至一定高度；

8.多通道加样活塞装置进行横向运动至反应室上方，然后电机继续步骤2的运动方向，直至大Tip头插入反应室的指定高度上；

9.启动大活塞装置上的电机，电机带动丝杠向下转动，进而推动连接件，带动大活塞杆在大Tip头安装管内向下推动，直至推到大Tip头安装管末端，将大Tip头内的杂交液释放入反应室，完成释放液体过程；

10.与步骤4相同，反转电机，插着大Tip头的大Tip头安装管向上运动至一定高度；

11.多通道加样活塞装置进行横向运动至Tip头废弃盒上方，然后电机带动丝杠向上转动，进而带动连接件，带动大活塞杆在大Tip头安装管内向上运动至大Tip头安装管顶端后，继续向上运动，大Tip头安装管穿回大Tip头卸板的卡孔，大Tip头安装管插接的大Tip头被卡孔阻碍，脱离大Tip头安装管，掉落至Tip头废弃盒中，完成卸掉Tip头过程。

此运动过程依次见附图6—14：

附图6—14所表示的运动动作如下：

图6为步骤3中大活塞杆在大Tip头安装管内起始位置；

图7为步骤3中大活塞杆推到大Tip头安装管末端；

图8为步骤3中大Tip头安装管穿过大Tip头卸板的卡孔；

图9为步骤3中大Tip头安装管向下插入大Tip头；

图10为步骤6中大活塞杆在大Tip头安装管内向上运动，形成真空抽取杂交液于大Tip头内；

图11为步骤9中大活塞杆在大Tip头安装管内向下推动，直至推到大Tip头安装管末端，将大Tip头内的杂交液释放入反应室；

图12为步骤11中，大活塞杆在大Tip头安装管内向上运动至大Tip头安装管顶端；

图13为步骤11中，大活塞杆继续向上运动，带动大Tip头安装管穿回大Tip头卸板的卡孔；

图14为步骤11中，大Tip头安装管插接的大Tip头被卡孔阻碍，脱离大Tip头安装管，掉落。

同理，小活塞装置在大活塞装置的连接件上的导柱带动下，也以同样的方式进行运动。

Claims (3)

1.一种全自动核酸分子杂交仪，其特征在于，包括机壳、电路控制模块、杂交平台、三维运动平台、多通道加样活塞装置、Tip头和可触屏监视器；

——所述机壳作为机架，杂交平台、电路控制模块、可触屏监视器安装在机壳上；

——所述电路控制模块与三维运动平台、多通道加样活塞装置、杂交平台、可触屏监视器连接，并控制其进行工作；

——所述杂交平台用于存放杂交样本、Tip头及各种杂交液；

——所述三维运动平台安装在杂交平台上，三维运动平台连接多通道加样活塞装置，电路控制模块控制三维运动平台移动从而移动多通道加样活塞装置；

——所述多通道加样活塞装置安装在三维运动平台上，并由三维运动平台控制进行横向运动和纵向运动；多通道加样活塞装置用于装卸Tip头，并吸取和释放液体；

——所述Tip头有大Tip头和小Tip头，所述大Tip头和小Tip头分别为大规格和小规格的Tip头；

——所述可触屏监视器提供人机界面，通过软件进而通过电路控制模块控制杂交过程并获取杂交实验结果。

2.权利要求1所述杂交仪，其特征在于，上述三维运动平台具体结构为：由可相互移动的X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道依次连接组成，X轴轨道架设在机壳上；Z轴轨道上安装有电机转接板，在电机转接板上设有电机，电机通过皮带的转动带动丝杠和Z轴轨道形成相对上下运动，多通道加样活塞装置由丝杆带动进行纵向运动。

3.权利要求1所述杂交仪，其特征在于，上述多通道加样活塞装置具体结构为：由大小活塞两套装置组成，大活塞装置装卸大Tip头，小活塞装置装卸小Tip头；大小活塞装置结构具体如下：

——大活塞装置，由大托架框通过转接板与三维运动平台Z轴轨道的丝杠连接；大托架框上部安装电机支撑板，在支撑板上设有电机和丝杠，电机通过皮带带动丝杠运动；丝杆下接连接件，连接件下面设有圆柱导轨、大活塞杆，连接件外侧设有导柱与小活塞装置连接，大活塞杆下接大Tip头安装管；大托架框的下部安装大活塞套筒，圆柱导轨、大活塞杆被套在大活塞套筒内，大活塞杆连接在大活塞套筒内相应的密封圈，与大Tip头安装管构成大活塞结构；

——小活塞装置由小托架框为主体，内设轨道滑块上装有小活塞固定块，小活塞固定块与大活塞装置的导柱相连接；小活塞固定块下方设有导轨和小活塞杆，小活塞杆穿过活塞密封垫和密封圈连接，与小Tip头安装管构成小活塞结构，被套在小活塞套筒内；

——在大活塞装置与小活塞装置间夹设有卸掉Tip头装置；卸掉Tip头装置由L型的大Tip头卸板和与其相背的L型小Tip头卸板组成，两个卸板各设有卡孔，与各自的Tip头安装管位置对应；在大活塞套筒的侧面设有两个凸出的卡钉，大Tip头卸板上开有两个与卡钉对应的竖向卡槽，在卡钉上方的大托架框处吊有一个弹簧，弹簧另一端吊接大Tip头卸板，大Tip头卸板的竖向卡槽套在卡钉中。