CN211170694U - 一种全自动核酸检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动核酸检测装置，包括机身单元，机身单元分为上层和下层，中间通过设置有上通道隔离门单元的挡板分隔；样本制备处理区位于机身单元的上层；缓冲区和PCR扩增区位于机身单元的下层，自上而下排布，中间通过设置有下通道隔离门单元的挡隔板隔开；空气自样本制备处理区单向流动至缓冲区，自缓冲区单向流动至PCR扩增区。本实用新型提供的全自动核酸检测装置，真正实现了100％全自动化，且结构紧凑、安装方便、制造成本低，非常适合在实际中进行规模推广应用，具有非常好的市场应用前景。

Description

一种全自动核酸检测装置

技术领域

本实用新型涉及医疗检测技术领域，尤其涉及一种全自动核酸检测装置。

背景技术

目前市面上标准PCR检测系统，需要配置一套完整的PCR实验室，实验室是一种规格、大小、排列、布局、设置、工作规范、操作程序和管理制度等都一定，并符合国家卫生部的《临床基因扩增检测实验室基本设置标准》要求的临床基因扩增检验实验室。例如：全自动荧光定量PCR检测系统，同时设置三个工作区域：试剂准备区，标本制备区和PCR扩增区。其中，试剂制备区放置试剂处理设备；样本制备处理区放置样本处理设备；PCR扩增区放置PCR仪。所有的物品、耗材、样本等在相互区间传递过程中都要转移到缓冲区，三区之间空气不能互通，防止交叉污染。它将三个工作区域按最理想的状态排列在一起，如说明书附图5所示，在三个工作区域前各设置一个缓冲区。

上述PCR实验室在应用上有如下几点有待改善：①操作过程较繁琐，人员操作步骤较多；②占用空间较大；③在整个PCR实验检测过程中，并没有完全实现自动化操作。

因此，提供一种高度自动化、操作简单、占地空间小和操作人员人数要求少的PCR检测系统，是亟待解决的研究方向。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中的上述问题，提出一种全自动核酸检测装置，可以快速准确地完成PCR实验检测分析过程，提高检测效率，降低人力成本和减少设备占用空间。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种全自动核酸检测装置，包括机身单元，所述机身单元分为上层和下层，中间通过设置有上通道隔离门单元的挡板分隔；样本制备处理区位于机身单元的上层；缓冲区和PCR扩增区位于机身单元的下层，自上而下排布，中间通过设置有下通道隔离门单元的挡隔板隔开；空气自样本制备处理区单向流动至缓冲区，自缓冲区单向流动至PCR扩增区；

所述样本制备处理区包括加样单元，承载所述加样单元的第一X轴运动单元、耗材放置单元、核酸提取单元、联排试剂分配单元和旋转工作台单元；所述核酸提取单元包括一Z轴方向导轨、一导磁棒和一磁化器；所述导磁棒安装在竖向导轨上且沿Z轴方向导轨上下移动，所述磁化器位于导磁棒的下方且具有供导磁棒插入的贯通孔；所述联排试剂分配单元安装在所述磁化器上，与机身单元下层的试剂桶通过管路连接；所述旋转工作平台单元上放置有容纳反应试剂和样本的深孔板以及与所述导磁棒配合的磁棒套管，通过沿中心轴线转动，将工作台上的深孔板处于不同的工位；

所述缓冲区包括第二X轴运动单元、PCR耗材放置单元、负压吸附式封盖单元和升降基座单元；所述升降基座单元将样本制备处理区的PCR管转移至缓冲区；

所述PCR扩增区包括、负压吸附式搬运单元、承载所述负压吸附式搬运单元的第三X轴运动单元、升降转移平台和PCR仪；所述升降转移平台将缓冲区的PCR管转移至PCR扩增区；

优选地，三个空间区域空气流向规则：PCR扩增区内部的空气不允许流通至缓冲区和样本制备区；三个空间区域空气压力：样本制备区＞缓冲区＞PCR扩增区。

优选地，还包括控制单元，所述控制单元与加样单元、第一X轴运动单元、核酸提取单元、联排试剂分配单元、旋转工作台单元、第二X轴运动单元、负压吸附式封盖单元、升降基座单元、负压吸附式搬运单元、第三X轴运动单元、生物处理盒、升降转移平台和PCR仪电信号连接。

优选地，所述机身单元由标准铝型材组装而成；所述第一X轴运动单元和第二X轴运动单元固定于所述机身单元上。

优选地，所述耗材放置单元沿Y轴方向放置的耗材依次为试剂类液体、磁珠、校准品、TIP头板。

优选地，还包括试剂桶检测单元,所述试剂桶检测单元置于仪器侧面，用于存放装有试剂的桶和检测桶内液体的体积量。

优选地，还包括生物处理盒，所述生物处理盒将PCR仪检测完成后的废弃8联条PCR管进行生物污染处理。

优选地，还包括TIP头回收单元，所述TIP头回收单元用于收集仪器使用后的废tip头。

优选地，还包括紫外灯单元，用于打断DNA片段，避免交叉污染；所述紫外灯单元固定在所述上层的机身单元上。

优选地，还包括自动扫码单元，包括条码扫描器、试管架和带动试管架运动X/Y向的运动装置，通过条码扫描器，读取移动样本试管的相关信息。

优选地，还包括所述生物处理盒，用于处理PCR仪检测完成后的8联条PCR管。

本实用新型还提供了上述全自动核酸检测装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将样本制备处理区中所需的各试剂、样本以及耗材放置在试剂放置单元上，深孔板以及磁棒套管放置在旋转工作台上；缓冲区中用于密封PCR管的盖板耗材放在PCR耗材放置单元上；

步骤(2)：X轴向运动的加样单元上的移液头将试剂放置单元上的样本和反应试剂直接添加到旋转工作台的深孔板内，待加样结束后，旋转工作台沿中心轴旋转，将待处理的深孔板置于核酸提取单元的导磁棒正下方，导磁棒沿Z轴方向导轨移动，直至导磁棒头位于磁化器的贯通孔中，所述导磁棒和磁化器配合运转，对深孔板内的试剂进行核酸提取；

步骤(3)：旋转工作台单元沿中心轴线旋转到指定位置，深孔板内的核酸物质通过试加样单元机构的活动臂的移液头转移到已升至到耗材放置单元区里升降基座单元的8联条PCR管内(图中未示出)，至此核酸提起过程中的样本制备处理流程结束；

步骤(4)：升降基座单元下降到缓冲区内指定位置，同时上通道隔离门单元关闭，阻断缓冲区与样本制备处理区的空气流动；在缓冲区，负压吸附式封盖单元在X轴运动单元方向的驱动下，依次将PCR耗材放置单元上的8联条PCR盖板吸附在单元压块上，再压入升降基座单元上的8联条PCR管上，完成封盖工作；

步骤(5)：待完成8联条PCR管完成封盖后，PCR扩增区的升降转移平台上升到指定位置后，与缓冲区的隔板贴近密封后，下通道隔离门单元打开，负压吸附式封盖单元再通过负压吸附原理，将升降基座单元上，已经密封好8联条PCR管转移到升降转移平台上；

步骤(6)：转移完成后，缓冲区的下通道隔离门单元关闭，阻断缓冲区与PCR扩增区的空气对流，PCR扩增区里的升降转移平台下降到指定位置，负压吸附式搬运单元将升降转移平台上的8联条PCR管通过负压吸附方式，搬运到PCR仪内，搬运完成后，PCR仪启动扩增检测工作；

步骤(7)：待PCR仪工作完成后，PCR扩增区里的负压吸附式搬运单元将PCR仪内的8联条PCR管通过负压吸附方式，搬运到生物处理盒内，进行废品生物消毒处理。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本实用新型中加样单元中活动臂上的移液头可以将各反应所需要的样本直接添加到旋转工作台上的深孔板内，可实现高效快速的移液功能；

(2)通过升降基座单元与上通道隔离门单元和升降转移平台和下通道隔离门单元的配合，将整个系统分为三大区域，通过控制外排空气流通量实现各个空间采用压力逐减，空气自样本制备处理区单向流动至缓冲区，自缓冲区单向流动至PCR扩增区，PCR扩增区内部的空气不允许流通至缓冲区和样本制备区，有效杜绝样本空间区域的交叉污染；

(3)样本进入装置后依次在样本制备处理区中核酸提取完成后，进入缓冲区的PCR管的封盖，进入PCR扩增区内6PCR扩增检测，整个过程都不需要人工操作，真正实现了100％全自动化；

(4)本实用新型结构紧凑、安装方便、制造成本低，同时非常适合在实际中进行规模推广应用，具有非常好的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型一种全自动核酸检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种全自动核酸检测装置的样本制备处理区的结构示意图；

图3为本实用新型一种全自动核酸检测装置的缓冲区的结构示意图；

图4为本实用新型一种全自动核酸检测装置的PCR扩增区的结构示意图；

图5为全自动荧光定量PCR检测系统的工作区域排列示意图；

图中标记表示说明：

1-样本制备处理区，2-机身单元，3-耗材放置单元，4-自动扫描单元，5-缓冲区，6-PCR扩增区，7-紫外灯消毒单元，8-试剂桶检测单元，9-第一X轴运动单元，10-第二X轴运动单元，11-加样单元，12-核酸提取单元，13-联排试剂分配单元，14-旋转工作平台单元，15-X轴单元，16-PCR耗材放置单元，17-负压吸附式封盖单元，18-上通道隔离门单元，19-升降基座单元，20-下通道隔离门单元，21-负压吸附式搬运单元，22-生物处理盒，23-升降转移平台，24-PCR仪，25-第三X轴运动单元，26-试剂桶。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本实用新型范围。

实施例1

请参阅图1-4所示，本实施例提供了一种全自动核酸检测装置，包括机身单元2，所述机身单元2分为上层和下层，中间通过设置有上通道隔离门单元18的挡板分隔；样本制备处理区1位于机身单元2的上层；缓冲区5和PCR扩增区6位于机身单元2的下层，自上而下排布，中间通过设置有下通道隔离门单元20的挡隔板隔开；空气自样本制备处理区1单向流动至缓冲区5，自缓冲区5单向流动至PCR扩增区6；

所述样本制备处理区1包括加样单元11，承载所述加样单元11的第一X轴运动单元10、耗材放置单元3、核酸提取单元12、联排试剂分配单元13和旋转工作台单元14；所述核酸提取单元12包括一Z轴方向导轨、一导磁棒和一磁化器；所述导磁棒安装在竖向导轨上且沿Z轴方向导轨上下移动，所述磁化器位于导磁棒的下方且具有供导磁棒插入的贯通孔；所述联排试剂分配单元13安装在所述磁化器上，与机身单元2下层的试剂桶25通过管路连接；所述旋转工作平台单元14上放置有容纳反应试剂和样本的深孔板以及与所述导磁棒配合的磁棒套管，通过沿中心轴线转动，将工作台上的深孔板处于不同的工位；

所述缓冲区5包括第二X轴运动单元15、PCR耗材放置单元16、负压吸附式封盖单元17和升降基座单元19；所述升降基座单元19将样本制备处理区1的PCR管转移至缓冲区5；

所述PCR扩增区6包括、负压吸附式搬运单元21、承载所述负压吸附式搬运单元21的第三X轴运动单元24、生物处理盒22、升降转移平台23和PCR仪24；所述升降转移平台23将缓冲区5的PCR管转移至PCR扩增区6；所述生物处理盒22将PCR仪24检测完成后的废弃8联条PCR管进行生物污染处理。

本实施例中，还包括控制单元，所述控制单元与加样单元11、第一X轴运动单元10、核酸提取单元12、联排试剂分配单元13、旋转工作台单元14、第二X轴运动单元15、负压吸附式封盖单元17、升降基座单元19、负压吸附式搬运单元21、第三X轴运动单元24、生物处理盒22、升降转移平台23和PCR仪24电信号连接。

本实施例中，如图1中，所述机身单元2由标准铝型材组装而成；优选地，所述第一X轴运动单元10和第二X轴运动单元15固定于所述机身单元2上。

本实施例中，如图1中，所述耗材放置单元3沿Y轴方向放置的耗材依次为试剂类液体、磁珠、校准品、TIP头板。

本实施例中，如图1中，还包括试剂桶检测单元8,所述试剂桶检测单元8置于仪器侧面，用于存放装有试剂的桶和检测桶内液体的体积量。优选地，置于机身单元2的下层。

本实施例中，如图1中，还包括TIP头回收单元9，所述TIP头回收单元9用于收集仪器使用后的废tip头，优选地，所述TIP头回收单元9设置于机身单元2的下层。

本实施例中，如图1中，还包括紫外灯单元7，用于打断DNA片段，避免交叉污染；所述紫外灯单元7固定在所述上层的机身单元2上，优选地，设置在机身单元2上层的顶部。

本实施例中，如图1中，还包括自动扫码单元4，包括条码扫描器、试管架和带动试管架运动X/Y向的运动装置，通过条码扫描器，读取移动样本试管的相关信息。

本实施例中，如图4中，还包括所述生物处理盒(22)，用于处理PCR仪(24)检测完成后的8联条PCR管。优选地，所述生物处理盒(22)置于所述机身单元2下层，靠近所述PCR仪(24)。

实施例2

提供一种基于上述实施例1所述全自动核酸检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将样本制备处理区1中所需的各试剂、样本以及耗材放置在试剂放置单元3上，深孔板以及磁棒套管放置在旋转工作台13上；缓冲区中用于密封PCR管的盖板耗材放在PCR耗材放置单元16上；

步骤2：X轴向运动的加样单元11上的移液头将试剂放置单元3上的样本和反应试剂直接添加到旋转工作台13的深孔板内，待加样结束后，旋转工作台13沿中心轴旋转，将待处理的深孔板置于核酸提取单元10的导磁棒正下方，导磁棒沿Z轴方向导轨移动，直至导磁棒头位于磁化器的贯通孔中，所述导磁棒和磁化器配合运转，对深孔板内的试剂进行核酸提取；

步骤3：旋转工作台单元13沿中心轴线旋转到指定位置，深孔板内的核酸物质通过试加样单元11机构的活动臂的移液头转移到已升至到耗材放置单元3区里升降基座单元19的8联条PCR管内图中未示出，至此核酸提起过程中的样本制备处理流程结束；

步骤4：升降基座单元19下降到缓冲区内指定位置，同时上通道隔离门单元18关闭，阻断缓冲区与样本制备处理区的空气流动；在缓冲区，负压吸附式封盖单元17在X轴运动单元15方向的驱动下，依次将PCR耗材放置单元16上的8联条PCR盖板吸附在单元压块上，再压入升降基座单元上的8联条PCR管上，完成封盖工作；

步骤5：待完成8联条PCR管完成封盖后，PCR扩增区6的升降转移平台23上升到指定位置后，与缓冲区的隔板贴近密封后，下通道隔离门单元20打开，负压吸附式封盖单元17再通过负压吸附原理，将升降基座单元上，已经密封好8联条PCR管转移到升降转移平台23上；

步骤6：转移完成后，缓冲区的下通道隔离门单元20关闭，阻断缓冲区5与PCR扩增区6的空气对流，PCR扩增区6里的升降转移平台23下降到指定位置，负压吸附式搬运单元21将升降转移平台23上的8联条PCR管通过负压吸附方式，搬运到PCR仪24内，搬运完成后，PCR仪24启动扩增检测工作；

步骤7：待PCR仪工作完成后，PCR扩增区6里的负压吸附式搬运单元21将PCR仪内的8联条PCR管通过负压吸附方式，搬运到生物处理盒22内，进行废品生物消毒处理。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种全自动核酸检测装置，其特征在于，包括机身单元(2)，所述机身单元(2)分为上层和下层，中间通过设置有上通道隔离门单元(18)的挡板分隔；样本制备处理区(1)位于机身单元(2)的上层；缓冲区(5)和PCR扩增区(6)位于机身单元(2)的下层，自上而下排布，中间通过设置有下通道隔离门单元(20)的挡隔板隔开；通过控制区域外排空气流通量：PCR扩增区＞缓冲区＞样本制备区，以达到空气自样本制备处理区(1)单向流动至缓冲区(5)，自缓冲区(5)单向流动至PCR扩增区(6)；

所述样本制备处理区(1)包括加样单元(11)，承载所述加样单元(11)的第一X轴运动单元(10)、耗材放置单元(3)、核酸提取单元(12)、联排试剂分配单元(13)和旋转工作台单元(14)；

所述缓冲区(5)包括第二X轴运动单元(15)、PCR耗材放置单元(16)、负压吸附式封盖单元(17)和升降基座单元(19)；所述升降基座单元(19)将样本制备处理区(1)的PCR管转移至缓冲区(5)；

所述PCR扩增区(6)包括、负压吸附式搬运单元(21)、承载所述负压吸附式搬运单元(21)的第三X轴运动单元(25)、升降转移平台(23)和PCR仪(24)；所述升降转移平台(23)将缓冲区(5)的PCR管转移至PCR扩增区(6)。

2.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与加样单元(11)、第一X轴运动单元(10)、核酸提取单元(12)、联排试剂分配单元(13)、旋转工作台单元(14)、第二X轴运动单元(15)、负压吸附式封盖单元(17)、升降基座单元(19)、负压吸附式搬运单元(21)、第三X轴运动单元(25)、升降转移平台(23)、上通道隔离门单元(18)、下通道隔离门单元(20)和PCR仪(24)电信号连接。

3.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，所述机身单元(2)采用标准铝型材；所述第一X轴运动单元(10)和第二X轴运动单元(15)固定于所述机身单元(2)上。

4.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，所述耗材放置单元(3)沿Y轴方向放置的耗材依次为试剂类液体、磁珠、校准品、TIP头板。

5.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括试剂桶检测单元(8)，所述试剂桶检测单元(8)置于仪器侧面，用于存放装有试剂的桶和检测桶内液体的体积量。

6.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括TIP头回收单元(9)，所述TIP头回收单元(9)设于所述机身单元(2)的下层。

7.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括紫外灯单元(7)，所述紫外灯单元(7)固定在所述上层的机身单元(2)上。

8.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括自动扫码单元(4)，包括条码扫描器、试管架和带动试管架运动X/Y向的运动装置，通过条码扫描器，读取所述试管架上移动样本试管的相关信息。

9.根据权利要求1所述的全自动核酸检测装置，其特征在于，还包括用于处理PCR仪(24)检测完成后的8联条PCR管的生物处理盒(22)。

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