CN212560292U - 超高通量全自动病原体核酸检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超高通量全自动病原体核酸检测系统，其包括提取机构、传递窗、配置机构和检测机构，提取机构，包括多个并排的提取区域，每个所述提取区域分别配置有用于进行高通量的核酸提取的提取工具；第一机械臂，每个所述提取工具在第一机械臂的带动下，自动执行从样品中提取核酸的操作；第二机械臂；所述配置机构包括第三机械臂、第四机械臂和配置工具，所述第三机械臂用于从所述传递窗中将样品转移到所述配置工具中，所述第四机械臂用于对所述配置工具进行配置并在所述配置工具之间进行样品；检测机构，用于对所述配置机构处理后的样品进行核酸检测。本申请具有能够全自动进行核酸检测，操作方便，节约时间。

Description

超高通量全自动病原体核酸检测系统

技术领域

本实用新型涉及核酸检测的技术领域，具体涉及一种超高通量全自动病原体核酸检测系统。

背景技术

为了能够对输入性疫情进行有效的防控，需要对来华人员进行筛查。大规模快速筛查是目前防控高致病性传染性疾病“输入性”和“无症状感染者”最有效的手段。在这其中，通过查找人体的呼吸道标本、血液或者粪便中是否存在入侵的病毒的核酸，一旦检测为核酸阳性，即可证明患者体内有病毒存在，同时高致病性传染性疾病感染人体之后，首先会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以方便通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒，所以核酸检测可以作为高致病性传染性疾病感染确诊的金标准。

当对人体进行取样后，需要对取样的样品进行提取和检测，常规核酸检测需要标准的PCR实验室，经由专业的核酸检测人员，通过多步仪器使用及手动操作，来完成样本的前处理、核酸提取、检测体系配制、核酸扩增与检测等步骤，存在耗时长、操作繁琐的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的耗时长、操作繁琐的缺陷，从而提供一种超高通量全自动病原体核酸检测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括提取机构、传递窗、配置机构和检测机构，

提取机构，包括多个并排的提取区域，每个所述提取区域分别配置有用于进行高通量的核酸提取的提取工具；第一机械臂，每个所述提取工具在第一机械臂的带动下，自动执行从样品中提取核酸的操作；第二机械臂，用于将提取到核酸的样品转移到传递窗；

配置机构，通过所述传递窗与所述提取机构相连，所述配置机构包括第三机械臂、第四机械臂和配置工具，所述第三机械臂用于从所述传递窗中将样品转移到所述配置工具中，所述第四机械臂用于对所述配置工具进行配置并在所述配置工具之间进行样品转移，所述配置工具用于自动进行封膜、震荡和离心等操作；

检测机构，用于对所述配置机构处理后的样品进行核酸检测，所述第四机械臂还用于将所述配置机构处理后的样品转移到所述检测机构中。

进一步的，所述提取区域包括：

第一耗材补给抽屉，所述第一耗材补给抽屉上沿其长度方向设置有多排深孔板，每排所述深孔板设置有多个，其中，所述提取工具包括设置在所述第一机械臂上的磁棒磁套组件，所述磁棒磁套组件在所述第一机械臂的带动下进行核酸提取操作。

进一步的，所述磁棒磁套组件包括磁棒加载模块和磁套加载模块，所述磁棒加载模块和磁套加载模块同轴设置，所述第一机械臂驱使磁棒加载模块和磁棒加载模块移动。

进一步的，所述配置机构还包括第二耗材补给抽屉，所述配置工具包括多个低温模块、封膜模块、震荡模块和离心模块，其中所述第二耗材补给抽屉上均设有多个孔板，所述第三机械臂用于将位于传递窗内的深孔板内的样品转移到所述孔板内。

进一步的，所述检测机构包括中空设置的大遮光箱，所述大遮光箱侧壁上设有开口，所述大遮光箱内设有用于对样品进行检测的检测器。

进一步的，所述传递窗包括中空设置的传递窗箱体，所述传递窗箱体两端的顶侧面上均开设有密封窗口，所述密封窗口处设有可移动式密封门，所述密封门密封住密封窗口，所述传递窗箱体内设有深孔板托架，所述深孔板托架的底侧设有用于驱使深孔板托架朝传递窗长度方向移动的第五机械臂。

进一步的，还包括：扫码录入模块，用于在对样品提取核酸前通过所述扫码录入模块对样品进行信息采集。

进一步的，所述深孔板处还设置有样品加载模块，样品位于所述样品加载模块内，通过所述第二机械臂将所述样品加载模块内的样品转移到深孔板内。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统,包括提取机构、传递窗、配置机构和检测机构，在使用时检测人员将需要检测的核酸样品放入到提取机构中的提取工具内，在第一机械臂的带动下，自动执行病毒的裂解、核酸释放、核酸结合、核酸纯化，从样品中提取核酸的操作，当提取好核酸后，第二机械臂开始工作，将提取好的核酸样品转移到传递窗内，在传递窗的作用下，将提取好核酸的样品移动至配置机构处，此时第三机械臂开始工作，将提取好核酸的样品转移到配置工具处，并在第四机械臂的作用下，将样品在配置工具之间进行样品转移配置，配置好样品后，此时第四机械臂再次将样品转移到检测机构中，在检测机构中对样品进行温度控制、荧光成像和结果分析，从而得出检测结果，在整个核酸检测的过程中，实现全自动化高通量的核酸提取和检测处理，无需人力对样品进行转移，操作更加的方便，快捷。

2.本实用新型提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统，通过精密机械配合以及高通量模块使用，实现多样品核酸检测流程的并行处理，包括并行的前处理、核酸提取、体系配置和核酸扩增检测等，从而单次处理样品量大大提高，极大的提高了核酸检测的效率。

3.本实用新型提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统，包括扫码录入模块，用于在对样品提取核酸前通过所述扫码录入模块对样品进行信息采集，在对样品进行提取、配置和检测前，通过扫码录入模块将样品的信息进行提前录入，从而能够使检测好样品后，能够使结果和样品的信息对应好，无需再对样品的信息进行整理，提高了工作效率。

4.本实用新型提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统，在提取核酸件，将样品放入到样品加载模块内，并且通过扫码录入装置进行信息录入，将录入好信息的样品加载模块放置到深孔板处，第二机械臂正压刺破样品加载模块，将样品加载模块内的样品释放到深孔板内，并在第一机械臂的作用下，带动磁棒磁套组件移动，从而通过震荡混匀、磁珠转移、清洗、洗脱等操作实现病毒的裂解、核酸释放、核酸结合、核酸纯化，完成核酸的提取，提取好核酸后，第二机械臂抓取提取好核酸的深孔板，将深孔板移动到传递窗处，通过传递窗将深孔板移动到配置机构处，在配置机构处的第三机械臂的作用下，将深孔板内的样品转移到孔板内，通过第四机械臂将孔板依次移动到低温模块、封膜模块、振荡模块和离心模块中进行处理，处理好后第四机械臂将孔板移动到检测机构，对样品进行温度控制、荧光成像和结果分析，导出检测结果。整个检测方法的过程中实现超高通量并行样品处理，并且全流程自动化，无需人力进行样品的转移，省时省力，大大提高处理样品的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。

图1为本实用新型的第一种实施方式中提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统的整体结构的示意图；

图2为图1所示的提取机构的结构示意图；

图3为图2所示的第一耗材补给抽屉的结构示意图；

图4为图2所示的提取机构的结构示意图；

图5为图2所示的垃圾站的结构示意图；

图6为图2所示的传递窗的结构示意图；

图7为图6所示的传递窗的内部结构的示意图；

图8为图1所示的配置机构和检测机构的结构示意图；

图9为图8所示的检测机构的结构示意图；

图10为本实用新型提供的超高通量全自动病原体核酸检测方法的步骤图。

附图标记说明：

1、提取机构；11、提取工具；111、磁棒磁套组件；1111、磁棒加载模块；1112、磁套加载模块；12、第一机械臂；121、磁套机械臂；122、磁棒机械臂；13、第二机械臂；14、第一耗材补给抽屉；15、深孔板；2、传递窗；21、传递窗箱体；22、密封窗口；23、密封门；24、深孔板托架；25、第五机械臂；3、配置机构；31、第三机械臂；32、第四机械臂；33、配置工具；331、低温模块；332、封膜模块；333、震荡模块；334、离心模块；34、第二耗材补给抽屉；35、孔板；4、检测机构；41、大遮光箱； 42、检测器；5、扫码录入模块；6、样品加载模块；7、垃圾站；71、垃圾站通道；72、垃圾站支架；8、紫外灭菌灯；9、限位条；10、固定块；20、基准板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的超高通量全自动病原体核酸检测系统，如图1和2所示，其包括依次设置的提取机构1、传递窗2、配置机构3和检测机构4，在检测样品时，首先将样品放入到提取机构1中，在提取机构1的作用下，将样品进行高通量的核酸提取，提取好核酸的样品通过传递窗2移动到配置机构3中，在配置机构3中进行自动的封膜、震荡和离心等操作，从而对样品进行多步骤的配置，配置好的样品移动到检测机构4中，在检测而机构的作用下，对样品进行自动温度控制、荧光成像和结果分析，最终导出检测结果。在这其中，提取机构1包括三个并排设置的提取区域，每个提取区域分别配置有用于进行高通量的核酸提取的提取工具11，通过提取工具11来对样品进行核酸提取。提取区域内还设置有第一机械臂12和第二机械臂13，第二机械臂13设置为抓板机械臂。在对样品进行提取核酸时，第一机械臂12带动提取工具11，自动执行从样品中提取核酸的操作，当从样品中提取好核酸后，在第二机械臂13的带动下，将提取好核酸的样品转移到传递窗2处，在传递窗2的作用下，将提取好核酸的样品移动到配置机构3处，对样品自动进行封膜、震荡和离心等配置操作。

如图1和8所示，配置机构3通过传递窗2和提取机构1相连，配置机构3包括第三机械臂31、第四机械臂32和配置工具33，提取好核酸的样品通过传递窗2移动到配置机构3处时，第三机械臂31带动样品转移到配置工具33处进行处理，此时第四机械臂32能够带动样品在不同的配置工具33之间转移配置，配置好样品后，通过第四机械臂32将样品移动到检测机构4处，在检测机构4中对样品进行温度控制、荧光成像和结果分析，从而得出检测结果，在整个核酸检测的过程中，核酸提取、体系配置和核酸检测均全流程并行处理样品，并且实现全自动化高通量核酸提取和检测处理，无需人力对样品进行转移，操作更加的方便，快捷。

如图2和3所示，在这其中，提取区域包括第一耗材补给抽屉14，第一机械臂12和第二机械臂13位于第一耗材补给抽屉14的上方，第一耗材补给抽屉14上设有六排深孔板15，六排深孔板15沿第一耗材补给抽屉14 的长度方向设置，六排深孔板15均匀排布设置在第一耗材补给抽屉14上，每排深孔板15均设置有四个，每排的四个深孔板15沿第一耗材补给抽屉 14的宽度方向设置并均匀排布设置在第一耗材补给抽屉14上。相邻两排深孔板15之间均设有限位条9，限位条9可拆卸连接在第一耗材补给抽屉14 上，限位条9和深孔板15抵触，限位条9的侧壁上一体成型有多个固定块 10，多个固定块10分别位于每排四个深孔板15之间并和深孔板15抵触，从而通过限位条9来对深孔板15的位置进行限定，使对深孔板15内的样品进行核酸提取时，能够更加精确。

如图2和4所示，提取工具11包括设置在第一机械臂12上的磁棒磁套组件111，磁棒磁套组件111在第一机械臂12的带动下进行核酸提取操作。磁棒磁套组件111包括磁棒加载模块1111和磁套加载模块1112，磁棒加载模块1111位于磁套加载模块1112的上方，磁棒加载模块1111和磁套加载模块1112同轴设置。第一机械臂12包括磁套机械臂121和磁棒机械臂122，磁套机械臂121能够带动磁套加载模块1112移动，磁棒机械臂122 能够带动磁棒加载模块1111移动，在对深孔板15内的样品进行提取时，在磁棒机械臂122和磁套机械臂121的共同作用下，移动磁套加载模块1112 和磁棒加载模块1111到深孔板15内，通过振荡混匀、磁珠转移、清洗、洗脱等操作实现病毒的裂解、核酸释放、核酸结合、核酸纯化，从而完成核酸提取。为了使多个提取区域之间保持一致，多个提取区域处的第一机械臂12上设置基准板20，基准板20位于第一机械臂12的上方并和第一机械臂12连接，基准板20沿三个磁棒磁套组件111的排布方向设置，当对深孔板15内的样品进行提取核酸时，三个提取区域内的第一机械臂12同步运动，从而使三个提取区域的提取样品核酸保持一致，保证了定位精度，实现多样品的并行处理。

具体的，如图6和7所示，传递窗2包括中空水平设置的传递窗箱体 21，传递窗箱体21内侧壁上设有紫外灭菌灯8，传递窗2位于提取机构1 和配置机构3之间，传递窗箱体21两端的顶侧面上均开设有密封窗口22，密封窗口22处设有可移动式密封门23，密封门23密封住密封窗口22，传递窗箱体21内设有深孔板托架24，深孔板托架24的底侧设有用于驱使深孔板托架24朝传递窗2长度方向移动的第五机械臂25。在提取机构1提取好核酸后，深孔板15在第二机械臂13的作用下，移动到传递窗箱体21内的深孔板托架24上，在第五机械臂25的作用下，将深孔板15从传递窗箱体21的一端移动到另一端，从而将提取好核酸的深孔板15移动到配置机构3处，进行下一步操作。

具体的，如图8所示，配置机构3还包括第二耗材补给抽屉34，第二耗材补给抽屉34上放置有三个孔板35，配置工具33包括四个低温模块331、封膜模块332、震荡模块333和离心模块334，在这其中，低温模块331可设置为温度调节器，封膜模块332可设置为封膜机，震荡模块333可设置为震荡机，离心模块334可设置为离心机。在传递窗2将深孔板15移动到配置机构3处时，此时在第三机械臂31的作用下，第三机械臂31设置为移液机械臂，将12个深孔板15内的样品转移到三个孔板35内。此时第四机械臂32开始工作，第四机械臂32为抓板机械臂，从而抓取三个孔板35，将三个孔板35依次转移到低温模块331、封膜模块332、震荡模块333和离心模块334，依次进行自动化的封膜、震荡和离心，最终将配置好的孔板 35转移到检测机构4处进行检测。

如图8和9所示，检测机构4包括中空设置的大遮光箱41，大遮光箱 41侧壁上设有开口，大遮光箱41内设有用于对样品进行检测的检测器42，在第四机械臂32的作用下，将配置好孔板35通过大遮光箱41的开口转移到大遮光箱41内，在大遮光箱41内的检测器42的作用下，对孔板35内的样品进行温度控制、荧光成像和结果分析，导出检测结果。

如图2和5所示，在对样品中的核酸进行提取前，需要对样品进行前处理，在深孔板15处设置有四个样品加载模块6，样品加载模块6为96样品管阵列，提取区域处设置有扫码录入模块5，扫码录入模块5可设置为扫码机，在对样品提取核酸前通过扫码录入模块5对样品加载模块6进行信息录入，录入好的四个样品加载模块6移动到第五排的深孔板15上和深孔板15抵触，第二机械臂13正压刺破样品加载模块6，将样品加载模块6内的样品释放到深孔板15内。为了对释放好的样品加载模块6进行集中处理，提取区域处还设有垃圾站7，垃圾站7包括垃圾站支架72和中空设置的垃圾站通道71，垃圾站通道71的顶端敞口设置，垃圾站通道71内侧壁设有紫外灭菌灯8，使用好的样品加载模块6在第二机械臂13的带动下，将样品加载模块6丢弃到垃圾站通道71内，对样品加载模块6进行集中收集处理，同时紫外灭菌灯8工作，从而对样品加载模块6进行消杀。

如图10所示，用于上述超高通量全自动病原体核酸检测系统的超高通量全自动病原体核酸检测方法，包括以下步骤：

S1,通过第一机械臂12带动多个并排的提取区域中每个提取区域的提取工具11执行从样品中提取核酸的操作；

S2,利用第二机械臂13将提取到核酸的样品转移到传递窗2；

S3,利用第三机械臂31从所述传递窗2中将样品转移到所述配置工具 33上；

S4,利用第四机械臂32对所述配置工具33进行配置，然后控制配置工具33自动进行封膜、震荡和离心等操作；

S5,利用所述第四机械臂32将所述配置机构3处理后的样品转移到所述检测机构4上；

S6,检测机构4对处理后的样品进行温度控制、荧光成像和结果分析，导出检测结果。

上述S1步骤前，还包括：将样品放入到样品加载模块6中，将样品加载模块6通过扫码录入装置进行扫码信息录入，将录入好信息的样品加载模块6放置到深孔板15处，通过第二机械臂13正压样品加载模块6，释放样品进入深孔板15内。释放好样品会后移动磁棒磁套组件111，对深孔板 15内的样品进行核酸提取，通过振荡混匀、磁珠转移、清洗、洗脱等操作实现病毒的裂解、核酸释放、核酸结合、核酸纯化，再次通过第二机械臂 13抓取提取好核酸的深孔板15，将深孔板15移动到传递窗2处，通过传递窗2将深孔板15移动至配置机构3处，通过第三机械臂31将深孔板15 内的样品移动到孔板35内，并在第四机械臂32的作用下，将孔板35依次移动到低温模块331、封膜模块332、振荡模块和离心模块334中，最终转移至检测机构4处，进行核酸检测，整个检测方法的过程中实现超高通量并行样品处理，并且全流程自动化，无需人力进行样品的转移，省时省力，大大提高处理样品的效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，包括提取机构(1)、传递窗(2)、配置机构(3)和检测机构(4)，

提取机构(1)，包括多个并排的提取区域，每个所述提取区域分别配置有用于进行高通量的核酸提取的提取工具(11)；第一机械臂(12)，每个所述提取工具(11)在第一机械臂(12)的带动下，自动执行从样品中提取核酸的操作；第二机械臂(13)，用于将提取到核酸的样品转移到传递窗(2)；

配置机构(3)，通过所述传递窗(2)与所述提取机构(1)相连，所述配置机构(3)包括第三机械臂(31)、第四机械臂(32)和配置工具(33)，所述第三机械臂(31)用于从所述传递窗(2)中将样品转移到所述配置工具(33)中，所述第四机械臂(32)用于对所述配置工具(33)进行配置并在所述配置工具(33)之间进行样品转移，所述配置工具(33)用于自动进行封膜、震荡和离心等操作；

检测机构(4)，用于对所述配置机构(3)处理后的样品进行核酸检测，所述第四机械臂(32)还用于将所述配置机构(3)处理后的样品转移到所述检测机构(4)中。

2.根据权利要求1所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述提取区域包括：

第一耗材补给抽屉(14)，所述第一耗材补给抽屉(14)上沿其长度方向设置有多排深孔板(15)，每排所述深孔板(15)设置有多个，其中，所述提取工具(11)包括设置在所述第一机械臂(12)上的磁棒磁套组件(111)，所述磁棒磁套组件(111)在所述第一机械臂(12)的带动下进行核酸提取操作。

3.根据权利要求2所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述磁棒磁套组件(111)包括磁棒加载模块(1111)和磁套加载模块(1112)，所述磁棒加载模块(1111)和磁套加载模块(1112)同轴设置，所述第一机械臂(12)驱使磁棒加载模块(1111)和磁棒加载模块(1111)移动。

4.根据权利要求2所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述配置机构(3)还包括第二耗材补给抽屉(34)，所述配置工具(33)包括多个低温模块(331)、封膜模块(332)、震荡模块(333)和离心模块(334)，其中所述第二耗材补给抽屉(34)上均设有多个孔板(35)，所述第三机械臂(31)用于将位于传递窗(2)内的深孔板(15)内的样品转移到所述孔板(35)内。

5.根据权利要求1所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述检测机构(4)包括中空设置的大遮光箱(41)，所述大遮光箱(41)侧壁上设有开口，所述大遮光箱(41)内设有用于对样品进行检测的检测器(42)。

6.根据权利要求2所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述传递窗(2)包括中空设置的传递窗箱体(21)，所述传递窗箱体(21)两端的顶侧面上均开设有密封窗口(22)，所述密封窗口(22)处设有可移动式密封门(23)，所述密封门(23)密封住密封窗口(22)，所述传递窗箱体(21)内设有深孔板托架(24)，所述深孔板托架(24)的底侧设有用于驱使深孔板托架(24)朝传递窗(2)长度方向移动的第五机械臂(25)。

7.根据权利要求1所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，还包括：扫码录入模块(5)，用于在对样品提取核酸前通过所述扫码录入模块(5)对样品进行信息采集。

8.根据权利要求2所述的超高通量全自动病原体核酸检测系统，其特征在于，所述深孔板(15)处还设置有样品加载模块(6)，样品位于所述样品加载模块(6)内，通过所述第二机械臂(13)将所述样品加载模块(6)内的样品转移到深孔板(15)内。

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