CN206096158U - 自动液体处理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种自动液体处理系统，它包括高通量移液装置，储板装置，温控装置，转板机械臂，和控制装置；高通量移液装置、储板装置、温控装置和转板机械臂分别与控制装置通过数据线连接，它们在控制装置指令下配合完成液体的自动处理。本实用新型通过转板机械臂整合了各个装置，实现样品的全自动化处理，极大地提高了实验的准确性和可靠性。

Description

自动液体处理系统
技术领域
本实用新型涉及生物实验用的自动液体处理系统，特别是涉及一种同时实现多样品液体批量存放、转移和孵育的自动液体处理系统。
背景技术
随着科学技术的发展，实验技术的革新，生化、医疗等实验领域的实验涉及到越来越多的实验设备，每天需要进行大量的移液作业，例如把各种液体试剂和样品混合处理，各种体积精准的转移到各种分析或测试设备，进行各种制备和检测。以磁珠法提取质粒DNA为例，不仅涉及培养细菌的裂解，质粒DNA与磁珠的结合，杂蛋白的洗涤，质粒DNA的洗脱等大量的移液操作；还涉及到震荡，磁力架放置吸附，温度孵育等操作。
现有技术的移液装置常为移液枪，一般为排枪，整板组合枪或单枪手动操作的样式，需要手动多次操作，样品间污染风险较大；震荡，磁力架吸附，温度孵育等操作一般需要手动操作，当多样本存在时很难保证样品之间处理的均一性。自动化现有技术的移液装置，例如，专利号200720071636.0《一种自动移液工作站》，提供的自动移液装置，由多组单通道移液头，依照整行，或整列依次操作完成96整板操作；专利号200820107586.1《自动移液装置》，提供了一种自动移液装置，提供的多通道移液头为4通道，8通道，12通道移液头，对于96微孔板，384微孔板移液效率依然较低。同时此仪器虽然整合了温控，震荡等模块，但因为其通量小，并且模块相对固定，用于其他实验相对困难，可拓展性差。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种自动液体处理系统，本申请的自动液体处理系统可置于大型超净工作台或洁净工作间，不仅可以进行大批量样本精确的自动化取样，混合，分样操作，而且该装置还嵌入了震荡，温控，磁力架等模块，可以全自动用于多种生化等实验，并且可以根据实验的需求整合进入更多装置。
在一种实施方式中，提供一种自动液体处理系统，该系统包括高通量移液装置，储板装置，温控装置，转板机械臂，和控制装置；高通量移液装置、储板装置、温控装置和转板机械臂分别与控制装置通过数据线连接，它们在控制装置指令下配合完成液体的自动处理。
在一种实施方式中，高通量移液装置包括包含背板，结合在机体顶端的移液机械臂，安装在移液机械臂下部的多通道移液装置，和机体内设置的板架。
在一种实施方式中，板架内设有置物平台，在其上放置了微孔板，取样头盒，震荡器模块，废液槽模块，磁力架模块。
在一种实施方式中，多通道移液装置包括多通道移液头和转板夹。
在一种实施方式中，多通道移液头选用96通道或384通道移液头。
在一种实施方式中，储板装置架包括转轴、层板架和底座。
在一种实施方式中，温控装置包括控温背板、控温台和温控垫片。
在一种实施方式中个，温控装置通过水浴、油浴或电热实现控温。
在一种实施方式中个，温控垫片包括适配非平底微孔板的垫片或适配平底微孔板的垫片。
在一种实施方式中，转板机械臂包括垂直轨道、四个转动机械臂和移板夹。
本实用新型在实际应用中，具有以下优点：
1.误差小，准确性高，交叉污染少。本实用新型中的移液处理全部由系统自动完成，减少了人为操作误差，大大提高了移液的稳定性和可靠性。可丢弃性一次性取样头的使用，避免了不同液体间的交叉污染。
2.速度快，效率高。本实用新型整合了转板机械臂，用于装置间的关联，通过优化,多设备可以按照指令同时工作，大大提高了工作效率和检测的可重复性。
3.适用性广，可扩展性好。本实用新型各设备不仅可以单独使用，也可随意组合，并且根据实验需求整合进入更多设备，用于多种实验方法。
4.通量高。本实用新型整合了储板装置，封板装置，配合96或384微孔板的使用，可以一天处理上万样品，实验通量大大提高，非常适合于大规模样品的处理，比如质粒DNA提取，PCR体系配置等。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本实用新型的自动液体处理系统的结构示意图；
图2是本实用新型高通量移液装置的正面图；
图3是是本实用新型的高通量移液装置的侧面图；
图4是是本实用新型的多通道移液头的侧面图；
图5层板架的俯视图；
图6储板装置的侧视图；
图7温控装置示意图；
图8是温控垫片示意图；
图9是转板机械臂示意图；和
图10是转板机械臂俯视图。
具体实施方式
为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，本实用新型的自动液体处理系统的结构框图，它包括五个部分：高通量移液装置1，储板装置2，温控装置3，转板机械臂4，和控制装置5。
如图1所示，高通量移液装置1包含背板11，结合在机体顶端的移液机械臂12，移液机械臂12下部安装的多通道移液装置13和机体内设置的板架14。在板架14内设有置物平台，在其上可以放置各种微孔板，取样头盒，震荡器模块，废液槽模块，磁力架模块等辅助设备，便于实验的开展。
如图2、图3和图4所示，安装在移液机械臂12底侧的多通道移液装置13包括多通道移液头131和转板夹132，其中：多通道移液头131选用96通道或384通道移液头。转板夹132与移液机械臂底12连接，可以在板架14区域上进行XYZ轴的三维运动，进行耗材移动操作。多通道移液头131用于高通量，同等量程移液工作；转板夹132配合转板机械臂4，将实验所需的取样头盒，试剂储存盒，微孔板等放置在需要的板位或模块，以及不用耗材的搬出。
如图1、图5和图6所示，储板装置2架包括转轴21、底座22和层板架23。层板架23上可以存放实验所需的微孔板、取样头盒、试剂槽等耗材，层板架23可以根据需要设置多层。转轴21可以按照需要0-360度旋转，将层板架23旋转到便于转板机械臂4抓取的位置。层板架23，用于取样头盒、试剂储存盒和微孔板等耗材的放置，用于提供自动化操作需要的取样头盒、试剂储存盒和微孔板；使得多通道移液头131可以在放置取样头盒的板位安装和卸载取样头；从试剂储存盒，微孔板之间或之内转移液体。通过储板装置2的使用，相当于扩展了高通量移液装置1的板架14，便于大量分板等操作的进行。
如图1、图7和图8所示，温控装置3包括控温背板31、控温台32和温控垫片33。温控装置3通过外接热源，如水浴、油浴或电热实现控温。图8所示的控温垫片33为金属材质，有16行，24列圆锥体孔，椎体间距及大小与标准384V型板完全适配。控温装置通过适配非平底微孔板的垫片或适配平底微孔板的垫片的运用，与常规的微孔板与温控器直接接触方法相比，微孔板孔间，板间温差减小，温控均一性得到提升。以水浴控温为例，本设备的一般工作流程为控温背板31和控温台31为中空，外接加热的水。通过温水在背板及控温台的持续循环，实现温度的均一化。温控垫片33可以将384板包裹，金属导热迅速，使得384板的板与板以及孔与孔间温差较小。
如图1、图9和图10所示，转板机械臂4，包括垂直轨道41，四个转动机械臂42、43、44和45，和移板夹46。转动机械臂42可以在垂直轨道Z轴运动，负责控制整体机械臂的抓取高度；转动机械臂42，43，44，45依次关联，分别内置马达，可以XY轴运动，4个转动机械臂的关联大大增强的整体机械臂的抓取灵活性，可以伸展至臂展范围内任何空间位置。移板夹46连接在转动机械臂45上，实现耗材的抓取和放置。转板机械臂4的臂展范围为高通量移液装置1，储板装置2，控温装置3；以从储板装置2抓取耗材，放置到高通量移液装置1，耗材用完后抓取回原位置为例，本设备的一般工作流程为，转动机械臂4会根据程序指令判断，然后沿滑轨41移动到合适的高度，同时驱动机械臂42-45伸展到储板装置2，移板夹46伸出抓取耗材；然后指令驱动机械臂转动，耗材移动到高通量移液装置后转板夹松开，耗材放置好后转板机械臂回到初始状态。
如图1所示，本实用新型的自动液体处理系统还包括控制装置5，控制装置5一般为安装有自动液体处理系统的控制软件的计算机。高通量移液装置的背板11，储板装置的底座22，温控装置的底座33，转板机械臂的垂直轨道41分别与控制装置5通过数据线连接，控制软件可以通过数据线发送控制指令到系统的各个其它部分，它可以使得本系统的各个部分按照预定的方式运行，完成预定的实验流程。
本实用新型的自动液体处理系统的一般工作流程是，根据实验流程，编写仪器控制程序，告诉仪器所有的动作(安装取样头，吸液，排液，卸载取样等)及耗材种类和规格，放置位置，并将所需耗材放置在板架上。以将试剂槽液体均匀转至4个384微孔板为例子，在板架14上放置384取样头盒，需分取的试剂槽，接收试剂的384微孔板。在程序的控制下，移液机械臂12带动多通道移液头131移动至放置取样头盒的板架14，移液头下探安装取样头，随后取样头从试剂槽吸取液体，排放至目的384微孔板，程序完成后卸载枪头。在板架14可以放置废液槽，震荡模块，磁力架模块等，实现液体的废液收集，震荡混匀，特定组分分离等操作。
应该理解到披露的本实用新型不仅仅限于描述的特定的方法、方案和物质，因为这些均可变化。还应理解这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施方式方案的目的，而不是意欲限制本实用新型的范围，本实用新型的范围仅受限于所附的权利要求。
本领域的技术人员还将认识到，或者能够确认使用不超过常规实验，在本文中所述的本实用新型的具体的实施方案的许多等价物。这些等价物也包含在所附的权利要求中。

Claims (10)

1.自动液体处理系统，其特征在于包括：高通量移液装置，储板装置，温控装置，转板机械臂，和控制装置；高通量移液装置、储板装置、温控装置和转板机械臂分别与控制装置通过数据线连接，它们在控制装置指令下配合完成液体的自动处理。
2.根据权利要求1的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述高通量移液装置包括包含背板，结合在机体顶端的移液机械臂，安装在移液机械臂下部的多通道移液装置，和机体内设置的板架。
3.根据权利要求2的所述自动液体处理系统，其特征在于：在所述板架内设有置物平台，在其上放置了微孔板，取样头盒，震荡器模块，废液槽模块，磁力架模块。
4.根据权利要求2的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述多通道移液装置包括多通道移液头和转板夹。
5.根据权利要求4的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述多通道移液头选用96通道或384通道移液头。
6.根据权利要求1的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述储板装置架包括转轴、层板架和底座。
7.根据权利要求1的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述温控装置包括控温背板、控温台和温控垫片。
8.根据权利要求7的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述温控装置通过水浴、油浴或电热实现控温。
9.根据权利要求7的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述温控垫片包括适配非平底微孔板的垫片或适配平底微孔板的垫片。
10.根据权利要求1的所述自动液体处理系统，其特征在于：所述转板机械臂包括垂直轨道、四个转动机械臂和移板夹。
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