CN207498387U - 一种全自动rna等温扩增检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全自动RNA等温扩增检测仪，包括控制器和结构框架，结构框架中部安装有工作台面，上部安装有三坐标传动组件，下端安装有图像采集器和试管盖密封器。工作台面上安装有吸头载架、样本试管载架、试剂瓶载架、联排试管载架、温育器。三坐标传动组件上安装有移液器和机械抓手。实现待检测样本、试剂液体的自动加样，加样后的试管自动盖盖密封，再由机械抓手抓取顺序完成温育和图像采集，整个实验过程全部实现自动化。与人工操作相比，可以节省整个实验操作过程的时间，降低被检测样本之间的交叉污染以及对环境污染的可能性。检测结果永久保存，便于共享与追溯，满足医疗机构和实验室全面电子化信息化要求。

Description

一种全自动RNA等温扩增检测仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种全自动RNA等温扩增检测仪。

背景技术

RNA是基因组中遗传信息表达的核心，是生命科学研究的重要对象。随着科学技术的不断发展，临床分子诊断领域对RNA的快速扩增和检测提出了更高更快的要求。

基于变性泡介导的链交换扩增(Stand Exchange Amplification简称SEA)方法是一种针对RNA的等温快速扩增法。通常65摄氏度等温条件下，可以在15分钟内完成目标RNA的幂指数级扩增。

纳米金比色法是一种快速检测待检目标RNA的可视化检测法。具体机理是利用纳米金和RNA带负电荷，显色试剂带正电荷，通过正负电中和的多少，反应到液体颜色的变化，从而判断待检测RNA是否存在以及存在多少。作为分子诊断应用中待检样本是否是阳性的判断依据。

目前，利用SEA扩增法和纳米金比色法进行的实验都是通过操作人员手工完成的。首先由人工使用移液器将待检样本加入到试管中，再加入SEA法扩增用的特殊试剂，再加入显色用的试剂，然后手工将试管密封，再放入到设置为65摄氏度的温育器中加热，15分钟后反应结束，由人工肉眼比色判断实验结果。

实验中，人工操作存在诸多问题：在移液器加样过程中，存在加样不准导致检测结果出错的可能性；温育过程中，手工操作存在试管密封不严的可能性，导致在高温状态下样本间交叉污染；检测结果肉眼判读后，试管及样本会被丢弃，结果无法回溯，同时人工判读存在人为误差的问题。如果检测样本数量增大，人工操作就会变得效率非常低下。

发明内容

本实用新型就是针对上述不足，提供一种全自动RNA等温扩增检测仪，实现待检测样本、试剂等液体的自动加样，加样后的试管自动盖盖密封，再由机械抓手抓取顺序完成温育和图像采集，整个实验过程全部自动化实现。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种全自动RNA等温扩增检测仪，包括控制器和结构框架，所述结构框架中部安装有工作台面，所述结构框架上部安装有三坐标传动组件，所述结构框架下端安装有图像采集器和试管盖密封器。所述工作台面上安装有吸头载架、样本试管载架、试剂瓶载架、联排试管载架、温育器。所述三坐标传动组件上安装有移液器和机械抓手。

本实用新型的有益效果是：

实现RNA等温扩增检测全过程的自动化，节省整个实验操作过程的时间，降低被检测样本之间的交叉污染以及对环境污染的可能性。检测结果永久保存，便于共享与追溯，满足医疗机构和实验室全面电子化信息化要求。设计结构紧凑，体积小，使用及维护简单，应用功能灵活多样，造价成本低。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述三坐标传动组件包括一套X轴传动组件，一套Y轴传动组件，以及一套Z轴传动组件甲和一套Z轴传动组件乙，所述移液器安装在所述Z轴传动组件甲上，所述机械抓手安装在所述Z轴传动组件乙上。

采用上述进一步方案的有益效果是：两套Z轴传动组件共享同一套X轴传动组件和Y轴传动组件，进一步缩小了设备体积，降低了制造成本。

进一步，所述移液器为分体式移液器，由注射泵和加样枪两个部件组成，注射泵安装在所述Y轴传动组件上，加样枪安装在所述Z轴传动组件甲上。

采用上述进一步方案的有益效果是：进一步减小所述Z轴传动组件甲的承载负荷和体积，从而提高移液效率和重复加样精度。

更进一步，所述注射泵和所述加样枪之间通过内径0.5毫米外径2.5毫米的硬质塑料管连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：提高Z轴传动组件甲运动灵活性的同事保证分体式移液器的加样精度。

进一步，所述样本试管载架、试剂瓶载架、联排试管载架都采用卡槽方式安装在所述工作平台上。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便操作人员根据实际工作遇到的不同尺寸的样本试管、试剂瓶、联排试管置换对应的不同尺寸的载架。从而提高全自动检测仪的兼容性和开放性。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为本实用新型的结构左视图；

图3为本实用新型的结构俯视图；

图4为三坐标传动组件结构俯视图；

图5为三坐标传动组件结构左视图；

图6为图像采集器结构半剖视图；

图7为试管盖密封器结构主视图；

图8为机械抓手结构主视图；

在图1、图2、图3中，1、结构框架，2、工作台面，3、三坐标传动组件，4、图像采集器，5、试管盖密封器，6、吸头载架，7、样本试管载架，8、试剂瓶载架，9、联排试管载架，10、温育器，11、移液器，12、机械抓手

在图4、图5中，31、X轴支撑座，32、X轴电机，33、X轴导轨，34、X轴同步带，35、X轴同步带轮，36、Y轴滑块，41、Y轴支撑座，42、Y轴电机，43、Y轴导轨，44、Y轴同步带，45、Y轴同步带轮，46、Z轴滑块甲，47、Z轴滑块乙，51、Z轴支撑座甲，52、Z轴电机甲，53、Z轴导轨甲，54、Z轴同步带甲，55、Z轴同步带轮甲；61、Z轴支撑座乙，62、Z轴电机乙，63、Z轴导轨乙，64、Z轴同步带乙，65、Z轴同步带轮乙，110、注射泵，111、加样枪；

图6中，401、盒体，402、照相机，403、照明灯；

图7中，501、底座，502、试管进料机构，503、试管盖进料机构，504、压盖机构；13、联排试管，14、试管盖

图8中，120、电机座，121、丝杆电机，122、摆爪；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1，图2，图3所示，一种全自动RNA等温扩增检测仪，包括结构框架1，所述结构框架1中部安装有工作台面2，所述结构框架1上部安装有三坐标传动组件3，所述结构框架1下端安装有图像采集器4和试管盖密封器5。所述工作台面2上安装有吸头载架6、样本试管载架7、试剂瓶载架8、联排试管载架9、温育器10。所述三坐标传动组件3上安装有移液器11和机械抓手12。

具体的，所述三坐标传动组件3包括X轴支撑座31，所述X轴支撑座31安装固定在所述结构框架1的横梁上。所述X轴支撑座31上安装有X轴电机32，X轴导轨33，X轴同步带34，X轴同步带轮35；所述X轴导轨33上安装有Y轴滑块36；

所述Y轴滑块36上安装固定有Y轴支撑座41，所述Y轴支撑座41上安装有Y轴电机42，Y轴导轨43，Y轴同步带44，Y轴同步带轮45；所述Y轴导轨43上安装有Z轴滑块甲46和Z轴滑块乙47；所述注射泵110安装在所述Y轴支撑座上41。

所述Z轴滑块甲46上安装固定有Z轴支撑座甲51，所述Z轴支撑座甲51上安装有Z轴电机甲52，Z轴导轨甲53，Z轴同步带甲54，Z轴同步带轮甲55；所述Z轴导轨甲53上安装有所述加样枪111；

所述Z轴滑块乙47上安装固定有Z轴支撑座乙61，所述Z轴支撑座乙61上安装有Z轴电机乙62，Z轴导轨乙63，Z轴同步带乙64，Z轴同步带轮乙65；所述Z轴导轨乙63上安装有所述机械抓手12；

具体的，所述X轴电机32，Y轴电机42，Z轴电机甲52，Z轴电机乙62均为带有驱动器和编码器的步进电机。

具体的，所述温育器10为上端面开设有可插入试管的盒体结构，所述温育器自带温控系统，可保证温育空间内温度稳定在设定范围。

具体的，所述图像采集器4包括一盒体401，所述盒体上部开口，可插入联排试管。所述盒体内安装有采集图像的照相机402和照明灯403。所述照相机输出端与计算机连接。

具体的，所述试管盖密封器5包括底座501，所述底座501安装固定在所述结构框架1下部。所述底座501上安装有试管进料机构502、试管盖进料机构503、以及压盖机构504。待盖盖的联排试管13被依次放置在试管进料机构502中，利用弹夹工作原理试管盖进料机构503将试管盖14依次放置到联排试管13顶端，再由压盖机构504将试管盖14冲压到联排试管13口内，实现试管口的密封。

具体的，所述移液器11包括注射泵110和加样枪111。所述注射泵110通过软管与加样枪11连接，利用气液置换原理实现样本和试剂液体的吸液分液功能。

具体的，所述机械抓手12包括电机座120，所述电机座120安装在所述Z轴导轨乙51上，所述电机座120上安装有丝杆电机121和摆爪122。通过丝杆电机121顺时针或逆时针旋转带动所述摆爪122实现开合，实现对联排试管13的抓取和释放功能。

具体的，所述控制器为工业用单片机套件，集中实现对所述三坐标传动组件3、图像采集器4、试管盖密封器5、温育器10、移液器11、机械抓手12的驱动控制。所述控制器与计算机通过USB信号线连接。

本实用新型具体操作过程如下：

1，由操作人员将装有待检测样本试管放置到所述样本试管载架7上，将新的吸头放置到所述吸头载架6中，将实验用到的试剂放置到所述试剂瓶载架8上，将新的联排试管13放置到所述联排试管载架9中，将新的试管盖14放置到所述试管盖进料机构503上的试管盖夹中。开启检测程序，检测仪进入自动检测流程。

2，在所述三坐标传动组件3的驱动下，所述加样枪111和所述注射泵110依次完成如下操作：安装吸头、吸取待检测样本液体、将待检测样本加入到所述联排试管13中、卸载吸头、安装新吸头、吸取试剂液体、将试剂液体加入到所述联排试管13中、卸载吸头。

3，重复步骤2，直到将所有待检测样本以及所需的所有试剂，加入到全部所述联排试管13中。

4，在所述三坐标传动组件3的驱动下，所述机械抓手12将所述联排试管13从所述联排试管载架9上逐一移动并放置到所述试管盖密封器5内部的试管仓中。

5，所述试管盖密封器5开始工作，在所述试管进料机构502、试管盖进料机构503以及压盖机构504的协同作业下，将所述联排试管13逐一盖盖密封。

6，在所述三坐标传动组件3的驱动下，所述机械抓手12将所述联排试管13从试管仓中逐一移动并放置到所述温育器10中。

7，所述温育器10在设置的所需温度(65摄氏度)和时间(15分钟)条件下开始工作。

8，温育结束后，在所述三坐标传动组件3的驱动下，所述机械抓手12将所述联排试管13从所述温育器10中逐一移动并放置到所述图像采集器4中进行拍照。

9，图像信息实时传输到计算机，由计算机软件进行结果判读并保存。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全自动RNA等温扩增检测仪，包括控制器和结构框架，所述结构框架中部安装有工作台面，所述结构框架上部安装有三坐标传动组件，所述结构框架下端安装有图像采集器和试管盖密封器；所述工作台面上安装有吸头载架、样本试管载架、试剂瓶载架、联排试管载架、温育器；所述三坐标传动组件上安装有移液器和机械抓手。

2.根据权利要求1所述的一种全自动RNA等温扩增检测仪，其特征在于：所述三坐标传动组件包括一套X轴传动组件，一套Y轴传动组件，以及一套Z轴传动组件甲和一套Z轴传动组件乙，所述移液器安装在所述Z轴传动组件甲上，所述机械抓手安装在所述Z轴传动组件乙上。

3.根据权利要求1所述的一种全自动RNA等温扩增检测仪，其特征在于：所述移液器为分体式移液器，由注射泵和加样枪两个部件组成，分别安装在所述三坐标传动组件上。

4.根据权利要求3所述的一种全自动RNA等温扩增检测仪，其特征在于：所述注射泵和所述加样枪之间通过内径0.5毫米外径2.5毫米的硬质塑料管连接。

5.根据权利要求1所述的一种全自动RNA等温扩增检测仪，其特征在于：所述样本试管载架、试剂瓶载架、联排试管载架都采用卡槽方式安装在所述工作台面上。