CN209493053U - 一种自动单通道移液设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动单通道移液设备，包括液泵、机械臂组件、针头、源容器安装座和目标容器安装座；液泵具有用于吸液和加液的出入口，出入口连接有输入管道和输出管道，输入管道远离出入口的一端用于连接源容器，输出管道远离出入口的一端与针头连接，输入管道和输出管道上设有单向阀或电磁阀；机械臂组件具有可空间移动的移动端，针头安装在机械臂组件的移动端上，目标容器安装座位于机械臂的移动端的移动范围内；源容器安装座用于安装源容器，目标容器安装座用于安装目标容器。本自动单通道移液设备取代了手动操作，效率高和精度高，并且吸液和加液分开，不产生交叉污染。

Description

一种自动单通道移液设备

技术领域

本申请涉及基因测序辅助设备，具体涉及一种自动单通道移液设备。

背景技术

在基因测序过程中，需要将源容器内的样品液移到目标容器内进行检测。传统的移液方式是使用移液器从源容器中吸取需要转移的液体，然后将液体释放至目标容器。传统的移液方式都需要人手操作，人手操作的缺点在于只能应付转移次数较少的情况，对于多次转移液体，则容易导致操作人员疲劳，影响准确度，而且效率极其低下。

现有单通道移液移液设备采取单针管完成吸取和释放液体两个动作，存在交叉污染的问题；为解决污染问题而配置相对复杂的液体回路，结构相对复杂；此外每吸取一次目标液体就要释放一次的工作方式也存在效率相对低下的问题。

发明内容

本申请提供一种效率高、无污染的自动单通道移液设备。

一种实施例中提供一种自动单通道移液设备，包括液泵、机械臂组件和针头；

液泵具有用于吸液和加液的出入口，出入口连接有输入管道和输出管道，输入管道远离出入口的一端用于连接源容器，输出管道远离出入口的一端与针头连接，输入管道和输出管道上设有单向阀或电磁阀；

机械臂组件具有可空间移动的移动端，针头安装在机械臂组件的移动端上。

进一步地，自动单通道移液设备还包括源容器安装座和目标容器安装座，所述源容器安装座用于安装源容器，所述目标容器安装座用于安装目标容器，并且，所述目标容器安装座位于所述机械臂的移动端的移动范围内。

进一步地，源容器安装座包括支架和卡板，支架包括两个侧板和连接在两个侧板上端的顶板，顶板设有下卡口和朝上的定位销，卡板上设有与顶板的下卡口方向相反的上卡口，卡板还设有与顶板的定位销对应的定位孔，卡板通过定位孔卡接在顶板的定位销上；目标容器安装座包括安装板和支撑脚，支撑脚安装在安装部的下端两侧，安装板上设有阵列的安装孔。

进一步地，机械臂组件包括底座、机械臂和驱动件，机械臂由三个单元臂串联而成，机械臂的一端安装在底座上，另一端为移动端，驱动件安装在底座上并与机械臂连接，用于驱动移动端的空间移动。

进一步地，机械臂组件的移动端安装有针头夹持装置，针头夹持装置包括盒体、连接件和卡接件，连接件安装在盒体的一端，卡接件安装在盒体的另一端，盒体通过连接件与机械臂的移动端连接，盒体通过卡接件安装固定针头，连接件和盒体上设有避让输出管道的通孔。

进一步地，卡接件包括第一卡接件和第二卡接件，第一卡接件的侧面设有半圆卡口，第二卡接件的侧面设有三角卡口，第一卡接件的半圆卡口配合第二卡接件的三角卡口卡接针头。

进一步地，液泵和针头具有两个，每个液泵对应连接一个针头，两个针头并排安装在机械臂组件的移动端上。

在其他实施例中，自动单通道移液设备还包括工作台，液泵、机械臂组件、源容器安装座和目标容器安装座分别安装在工作台上。

进一步地，工作台上安装有液泵安装座，液泵安装座包括第一安装座和第二安装座，第一安装座具有一个水平方向的安装槽，第二安装座的上端设有一个弧形的放置槽，液泵的一端插装在第一安装座的安装槽内，液泵的另一端搁置在第二安装座的放置槽上。

在其他实施例中，自动单通道移液设备还包括控制器，控制器分别与液泵和机械臂组件连接，用于控制液泵吸液和加液，及用于控制机械组件的移动端的空间移动。

依据上述实施例的自动单通道移液设备，由于设有用于固定放置源容器和目标容器的源容器安装座和目标容器安装座，并且设有用于液泵、机械臂组件和针头，液泵的出入口连接有用于与源容器连接的输入管道和用于与针头连接的输出管道，针头安装在机械臂组件的移动端上，使得液泵能够将源容器内的目标溶液定量转移到目标容器内，机械臂组件的移动端可实现不同位置目标容器的加液。从而本自动单通道移液设备取代了手动操作，效率高和精度高，并且吸液和加液分开，不产生交叉污染。

附图说明

图1为一种实施例中自动单通道移液设备的结构示意图；

图2为一种实施例中自动单通道移液的原理图；

图3为一种实施例中针头夹持装置的结构示意图；

图4为一种实施例中源容器安装座的结构示意图；

图5为一种实施例中目标容器安装座的结构示意图；

图6为一种实施例中液泵安装座的结构示意图；

图7为一种实施例中控制部分的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例提供了一种自动单通道移液设备，本自动单通道移液设备可实现自动化的移液操作，并可控制加液量，移液效率高，吸液和加液分开，不产生交叉污染。

如图1所示，本实施例的自动单通道移液设备主要包括液泵10、机械臂组件20、针头30、源容器安装座40和目标容器安装座50。

如图1和图2所示，液泵10为带驱动的注射装置，可与控制器连接，精确控制移液量。液泵10具有用于吸液和加液的出入口。液泵10的出入口连接有输入管道11和输出管道12。输入管道11和输出管道12通过一个三通接头13与液泵10的出入口连接，输入管道11远离液泵10的出入口的一端用于与源容器60连接，输入管道11用于将源容器60内的目标溶液吸到液泵10内。输出管道12远离液泵10的出入口的一端与针头30连接，输出管道12和针头30用于将液泵10吸取的目标溶液加到目标容器70内。

输入管道11和输出管道12上分别设有单向阀14，输入管道11和输出管道12上的单向阀14方向相反，以防止目标溶液倒流。也可使用电磁阀代替单向阀14，实现目标溶液的单向流动。

如图1所示，机械臂组件20包括底座21、机械臂22和驱动件23，机械臂22由三个单元臂串联而成，单元臂之间为旋转连接，机械臂22的一端可旋转的安装在底座21上，机械臂22的另一端为移动端，机械臂22的移动端具有6个自由度，可实现空间移动。驱动件23安装在底座21上，驱动件23为电机，驱动件23通过齿轮组和连杆组等连接件分别与三个单元臂连接，用于驱动三个单元臂的移动，最终实现机械臂22的移动端的空间移动。在其他实施例中，可设置三个驱动件23(电机)，一个驱动件23与一个单元臂连接，三个驱动件23分别驱动三个单元臂的摆动，三个驱动件23的驱动拟合成机械臂22的移动端的空间移动。机械臂组件20也可为其他结构，在此不一一例举。

本实施例中，针头30安装在机械臂22的移动端，输出管道12沿着机械臂22外壁延伸设置。机械臂22带动针头30移动至目标容器70内进行加液。在其他实施例中，输出管道12也可穿设在机械臂22内

本实施例中，为了更好的拆装针头30，机械臂22的移动端上安装有针头夹持装置80，针头30装夹在针头夹持装置80上。

具体的，如图3所示，针头夹持装置80包括盒体81、连接件82和卡接件83，盒体81为方形的空心盒体，连接件82为带安装孔的圆盘结构。连接件82安装在盒体81的上端，卡接件83安装在盒体81的下端，盒体81通过连接件82安装在机械臂22的移动端上，针头30竖直卡接在卡接件83上。盒体81的侧面设有通孔81a，用于避让输出管道12的走线。

卡接件83包括第一卡接件831和第二卡接件832，第一卡接件831的侧面设有半圆卡口，第二卡接件832的侧面设有三角卡口，第一卡接件831的半圆卡口和第二卡接件832的三角卡口相对设置，第一卡接件831的半圆卡口和第二卡接件832的三角卡口配合装夹针头30。

为了提高移液效率，液泵10和针头30均设有两个，对应的，设置两个源容器60，两个源容器60分别装有两种不同的源溶液。每个液泵10通过输入管道11与一个源容器60连接，并通过输出管道12与一个针头30连接。两个针头并排安装在针头夹持装置80上，每个针头30通过一对卡接件83卡接，也可两对卡接件83中相邻的卡接件合并成一个卡接件。为了达到平衡，盒体81两相对的侧面设有对称的通孔81a。两个液泵10用于同时向目标容器70注入两种目标溶液，两种目标溶液的注入量可根据需求设置，例如两种目标溶液注入1ul和9ul。本实施例中，可设置两个针尖距离与96孔板两行孔距一致，实现同时添加，再通过针头旋转180度同时添加，一个来回行程完成两排管口的注射。

如图4所示，本实施例中，源容器安装座40包括支架41和卡板42，支架41包括两个侧板和连接在两个侧板上端的顶板，顶板上设有下卡口41a和朝上的定位销41b，卡板42上设有与顶板的下卡口41a方向相反的上卡口42a，卡板42还设有与顶板的定位销41b对应的定位孔42b，卡板42通过定位孔42b卡接在顶板的定位销41b上，卡板42的上卡口42a和顶板的下卡口41a配合围合为一个封闭的圆孔卡口。

源容器安装座40安装源容器60时，先将卡板42从支架41上移开，源容器60(源容器60为下端为圆锥形和上端为管状的平底容器结构)平移放置到支架41中间，源容器60上的管状结构卡在支架41的下卡口41a中，再将卡板42自上而下的卡装到支架41上，支架41和卡板42形成对源容器60的卡接固定。

如图5所示，目标容器安装座50安装在机械臂22的移动端的移动范围内，目标容器安装座50包括安装板51和支撑架52，支撑架52具有两个，安装在安装板51的下端两侧，安装板51和支撑架52可为一体式结构，也可通过焊接或螺钉连接等方式固定在一起。安装板51上设有若干个阵列的安装孔51a，阵列的安装孔51a与目标容器70(96孔板)上的锥形管一一对应。目标容器70置于目标容器安装座50上后，目标容器70上的锥形管分别插装在安装孔51a内。为了保证目标容器70悬空安装放置，安装板51的高度应大于目标容器70的锥形管的长度。为了更好的定位和装夹96孔板，安装板51设置的比96孔板窄，安装板51上的安装孔51a略少于96孔板上的孔，例如安装板51仅设有6排安装孔51a，96孔板上具有8排孔，96孔板上中间的6排孔可插装在安装板51的6排安装孔51a内，而最外侧的两排孔位于安装板51的外侧，从而96孔板的两侧露出于安装部51，96孔板露出的部分有利于定位和加装。

一种实施例中，如图1所示，自动单通道移液设备还包括工作台100，液泵10、机械臂组件20、源容器安装座40和目标容器安装座50分别安装固定在工作台100上。

如图6所示，为了更好的安装液泵10，在工作台100上还安装有液泵安装座110，液泵安装座110包括第一安装座111和第二安装座112，第一安装座111为一个侧方的方框体，第一安装座111具有水平的安装槽，当然也可设置为安装孔，安装槽为方形槽。第二安装座112为安装孔，上端具有弧形的放置槽。第一安装座111和第二安装座112间隔开的安装在工作台100上，液泵10的一端插装在第一安装座111的安装槽内，另一端搁置在第二安装座112的放置槽上，形成对液泵10的水平安装。第一安装座111的安装槽限制了液泵10竖直方向和一个水平方向的自由度，第二安装座112的放置槽限制了液泵10另一个水平方向的自由度，从而实现了对液泵10安装，并且也方便液泵的插装。

一种实施例中，动单通道移液设备还包括控制器200，控制器200为单独的控制设备，或者为基因检测系统的上位机软件。如图7所示，控制器200分别与液泵10和机械臂组件20的驱动件23连接，控制器200用于控制液泵10吸液和加液，及用于控制机械臂22的移动端的空间移动。

本动单通道移液设备的自动化移液的工作原理步骤如下：

S1：目标容器70(96孔板)放置固定在目标容器安装座50上，其管口内有打孔采取的样本，等待向其中添加目标溶液；

S2：控制器200发出吸取指令，控制液泵10吸取目标溶液，此时由于单向阀14的限制流向作用，只有源容器60中的目标液体在液泵10的吸取力作用下从输入管道11存储进液泵；当液泵10完成控制指令中指定量目标液体的吸取时，液泵10停止吸取，完成目标液体的吸取动作；

S3：控制器200发出指令，控制机械臂22从初始位置开始运动，当机械臂的移动端上的针头30移动到目标容器70(96孔板)上方设定距离处，控制器200发出停止运动指令，此时针头30位于目标容器70(96孔板)上方等待进一步运动到目标管口上方；

S4：控制器200发出运动指令，控制机械臂22运动，针头30水平运动到第一个目标管口上方，然后竖直向下运动到目标管口正上方，等待目标液体释放；

S5：控制器200发出释放指令，控制液泵10释放需求量的目标液体，此时在两个单向阀的共同作用下，使得液体在液泵10的注射力的作用下从输出管道12流向针头30；在液泵10的高压注射作用下，需求量的目标液体竖直向下进入目标管口内，此时液泵10停止释放动作，完成第一个目标管口的移液动作；

S6：控制器200发出运动指令，控制机械臂22运动，针头30水平移动到下一个目标管口上方，重复上述目标液体的释放动作；

S7：当目标容器70(96孔板)上所有目标管口都完成移液动作时，控制器200发出结束移液指令，控制机械臂22运动到初始位置，完成单通道移液。

本实施例提供的自动单通道移液设备，由于设有用于固定放置源容器60和目标容器70的源容器安装座40和目标容器安装座50，并且设有液泵10、机械臂组件20和针头30，液泵10的出入口连接有用于与源容器60连接的输入管道11和用于与针头30连接的输出管道12，针头30安装在机械臂组件20的移动端上，使得液泵10能够将源容器60内的目标溶液定量转移到目标容器70内，机械臂组件20的移动端可实现不同位置目标容器70的加液。从而本自动单通道移液设备取代了手动操作，效率高和精度高，并且吸液和加液分开，不产生交叉污染。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种自动单通道移液设备，其特征在于，包括液泵、机械臂组件和针头;

所述液泵具有用于吸液和加液的出入口，所述出入口连接有输入管道和输出管道，所述输入管道远离出入口的一端用于连接源容器，所述输出管道远离出入口的一端与针头连接，所述输入管道和输出管道上设有单向阀或电磁阀;

所述机械臂组件具有可空间移动的移动端，所述针头安装在所述机械臂组件的移动端上。

2.如权利要求1所述的自动单通道移液设备，其特征在于，还包括源容器安装座和目标容器安装座，所述源容器安装座用于安装源容器，所述目标容器安装座用于安装目标容器，并且，所述目标容器安装座位于所述机械臂的移动端的移动范围内。

3.如权利要求2所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述源容器安装座包括支架和卡板，所述支架包括两个侧板和连接在两个侧板上端的顶板，所述顶板设有下卡口和朝上的定位销，所述卡板上设有与顶板的下卡口方向相反的上卡口，所述卡板还设有与所述顶板的定位销对应的定位孔，所述卡板通过定位孔卡接在所述顶板的定位销上；所述目标容器安装座包括安装板和支撑脚，所述支撑脚安装在所述安装板的下端两侧，所述安装板上设有阵列的安装孔。

4.如权利要求1所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述机械臂组件包括底座、机械臂和驱动件，所述机械臂由三个单元臂串联而成，所述机械臂的一端安装在所述底座上，另一端为所述移动端，所述驱动件安装在所述底座上并与所述机械臂连接，用于驱动所述移动端的空间移动。

5.如权利要求1所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述机械臂组件的移动端安装有针头夹持装置，所述针头夹持装置包括盒体、连接件和卡接件，所述连接件安装在所述盒体的一端，所述卡接件安装在所述盒体的另一端，所述盒体通过所述连接件与机械臂的移动端连接，所述盒体通过卡接件安装固定针头，所述连接件和盒体上设有避让输出管道的通孔。

6.如权利要求5所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述卡接件包括第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件的侧面设有半圆卡口，所述第二卡接件的侧面设有三角卡口，所述第一卡接件的半圆卡口配合所述第二卡接件的三角卡口卡接针头。

7.如权利要求1所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述液泵和针头具有两个，每个所述液泵对应连接一个所述针头，两个所述针头并排安装在所述机械臂组件的移动端上。

8.如权利要求1至7中任一项所述的自动单通道移液设备，其特征在于，还包括工作台，所述液泵、机械臂组件、源容器安装座和目标容器安装座分别安装在所述工作台上。

9.如权利要求8所述的自动单通道移液设备，其特征在于，所述工作台上安装有液泵安装座，所述液泵安装座包括第一安装座和第二安装座，所述第一安装座具有一个水平方向的安装槽，所述第二安装座的上端设有一个弧形的放置槽，所述液泵的一端插装在所述第一安装座的安装槽内，所述液泵的另一端搁置在所述第二安装座的放置槽上。

10.如权利要求1至7中任一项所述的自动单通道移液设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与液泵和机械臂组件连接，用于控制液泵吸液和加液，及用于控制机械组件的移动端的空间移动。