CN215884977U - 样本存取装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物样本存取技术领域，公开一种样本存取装置。本申请提供的样本存取装置包括液氮补给罐、连通管路、多个待补给构件和控制单元。其中，连通管路设置有阀体；多个待补给构件通过连通管组与液氮补给罐连通；控制单元用于根据待补给构件内的温度来控制阀体的导通状态，进而使待补给构件内的温度处于预设温度范围内。本申请提供的样本存取装置，使样本在存取过程中始终处于低温环境，同时控制单元和阀体的设置，减少液氮消耗量。

Description

样本存取装置

技术领域

本申请涉及生物样本存取技术领域，例如涉及一种样本存取装置。

背景技术

目前，在生物医疗领域，液氮库主要用于低温存储生物样本。液氮库是由多个液氮罐组成，液氮罐内设有冻存架，冻存架上放置有若干用于盛放样本的冻存盒。液氮罐内的液氮使罐体内部处于低温的环境，从而保持生物样本的安全性和长效性。

存取生物样本时，为了防止罐内低温环境对操作人员的身体造成伤害，操作过程中存取装置通常配置有挑选桶、提升组件和夹盒机构，在进行存取操作前，向存取装置中注入液氮，便可以在存取装置内形成低温存储区域，使生物样本在存取过程中处于低温环境，以防生物样本长时间暴露在空气温度中，对生物样本活性造成损伤。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：对于需要频繁进行存取生物样本的情况，存取装置内的液氮消耗量大，且由于液氮补给管路较长导致存取过程中等待时间过久，无法确保生物样本始终处于低温环境。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种样本存取装置，使样本在存取过程中始终处于低温环境，同时通过设置控制单元和阀体能够减少液氮消耗量，从而解决样本存取过程中液氮消耗量过大的问题。

在一些实施例中，样本存取装置包括液氮补给罐、连通管组、多个待补给构件和控制单元。其中，连通管组设置有阀体；多个待补给构件通过连通管组与液氮补给罐连通；控制单元用于根据待补给构件内的温度，控制阀体的导通状态，以使待补给构件内的温度处于预设温度范围内。

在一些可选实施例中，多个待补给构件包括提升组件、挑选桶和夹盒机构。

在一些可选实施例中，提升组件包括可上下移动的提升连接部。

在一些可选实施例中，夹盒机构包括夹爪和移动组件，移动组件带动夹爪移动。

在一些可选实施例中，连通管组包括主管路、第一分支管路和第二分支管路。其中，主管路两端分别连接液氮补给罐出口和第一分流阀的第一接口；第一分支管路两端分别连接提升组件和第一分流阀的第二接口；第二分支管路两端分别连接挑选桶和第一分流阀的第三接口。

在一些可选实施例中，连通管组还包括第三分支管路。第三分支管路一端连接夹盒机构，另一端通过第二分流阀连接于第二分支管路。

在一些可选实施例中，阀体包括第一阀体、第二阀体、第三阀体和第四阀体。其中，第一阀体位于主管路；第二阀体位于第一分支管路；第三阀体位于第二分支管路；第四阀体位于第三分支管路。

在一些可选实施例中，样本存取装置还包括多个温度传感器，多个温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器。其中，第一温度传感器设置于挑选桶内；第二温度传感器设置于夹盒机构内；第三温度传感器设置于提升组件内。

在一些可选实施例中，第三温度传感器设置于提升组件内的上部。

在一些可选实施例中，样本存取装置还包括第四温度传感器。第四温度传感器设置于提升组件内的下部。

本公开实施例提供的样本存取装置，可以实现以下技术效果：

样本存取装置包括液氮补给罐、连通管路、多个待补给构件和控制单元。其中，连通管路设置有阀体；多个待补给构件通过连通管组与液氮补给罐相连通；控制单元用于根据待补给构件内的温度来控制阀体的导通状态，进而使待补给构件内的温度处于预设温度范围内。本申请提供的样本存取装置，在样本存取过程中，液氮补给罐通过连通管组给多个待补给构件补充液氮，以维持在低温环境，当样本所处环境温度高于预设温度范围时，通过控制单元控制目标阀体导通，以使样本所处的环境温度在预设温度范围内；当样本所处环境温度在预设温度范围内时，通过控制单元控制目标阀体关闭，以减少液氮消耗量。因此，样本在存取过程中能够始终处于低温环境，同时控制单元和阀体的设置，减少液氮消耗量。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的样本存取装置的连通管路的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的挑选桶和夹盒机构的局部放大示意图；

图3是本公开实施例提供的样本存取装置的整体结构示意图。

附图标记：

1：液氮补给罐；2：提升组件；3：挑选桶；4：夹盒机构；5：主管路；6：第一分支管路；7：第二分支管路；8：第三分支管路；9：第一阀体；10：第二阀体；11：第三阀体；12：第四阀体；13：平台；14：开关盖。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1-3所示，本公开实施例提供一种样本存取装置。

本公开实施例提供的样本存取装置包括液氮补给罐1、连通管组、多个待补给构件和控制单元。其中，连通管组设置有阀体；多个待补给构件通过连通管组与液氮补给罐1连通；控制单元用于根据待补给构件内的温度，控制阀体的导通状态，以使待补给构件内的温度处于预设温度范围内。

采用本公开实施例提供的样本存取装置，液氮补给罐1内盛放有液氮，用于给待补给构件输送液氮。液氮补给罐1可选用自增压液氮罐，自增压液氮罐底部安装有高承载能力的移动脚轮，并且能够连续增压，防止液氮在输送过程中供液间断。血液、干细胞等需要进行存储的生物样本存储在目标液氮罐内，目标液氮罐内充有液氮以形成低温环境，通过目标液氮罐的罐口可以将样本存入目标液氮罐中。液氮补给罐1通过连通管组可以给多个待补给构件提供液氮以维持低温环境。并通过在连通管路上设置阀体，以控制液氮的流通量。当待补给构件内的温度高于预设温度范围，控制单元控制阀体导通，通过给待补给构件输送补给液氮，使样本始终处于低温环境中；当待补给构件内的温度处于预设温度范围内，控制单元控制阀体关闭，以减少液氮的消耗量。

可选地，多个待补给构件包括提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4。在样本转运过程中，样本通常在室温环境下进行转运。为了确保转运过程中，样本能够处于良好的低温存储环境，需要在转运前对提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4输送液氮，进行低温预处理，确保转运前的低温环境，并在转运过程中，将液氮补给罐1内的液氮通过连通管路持续向提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4输送液氮，以补充转运过程中产生的液氮消耗。其中，提升组件2用于穿过目标液氮罐罐口，将目标液氮罐内的样本盒拉出或者将样本盒存入液氮罐中；挑选桶3用于形成挑选操作空间，挑选操作空间内充有液氮；挑选桶3用于对待挑选样本盒进行低温保护，并且能够避免在挑选操作过程中样本的遗失或泄露；夹盒机构4用于夹取并转运从液氮罐中拉出的样本盒或者要存入液氮罐中的样本盒，还用于在挑选桶3中打开样本盒的盒盖，以挑选样本盒内的目标样本。通过对液氮库内的样本存取装置局部补充液氮，使转运过程中样本始终处于低温液氮环境，防止样本活性受损。相比于整体补充液氮，通过对多个待补给构件进行低温保护，以及阀体配合控制连通管路的导通状态，不仅能够降低液氮的消耗量，降低成本，避免对样本活性的损伤。

可选地，样本存取装置还包括平台13，便于液氮补给罐1和多个待补给构件的安装固定。平台13位于目标液氮罐的上方，提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4设置在平台13上。其中，挑选桶3也可以为平台13上的凹槽结构，挑选桶3包括桶体和桶盖。

可选地，平台13配置有操作口，操作口与目标液氮罐罐口相对应，位于目标液氮罐罐口正上方。目标液氮罐拉出的样本盒通过操作口提升到平台13上，或者将取样后的样本盒通过操作口送回到目标液氮罐中。

可选地，控制单元能够控制平台13水平移动。对于存储生物样本的大型液氮库通常需要设置有多个液氮罐，可移动平台13通过移动能够与目标液氮罐精准对接，实现一个平台13管理多个液氮罐。

可选地，液氮罐罐口设置有可开关的罐盖，以减少液氮罐罐体内液氮的消耗量，实现液氮罐罐盖的快速开关。其中，罐盖设置有可翻转的连接件，当需要转运样本时，连接件转动自动打开罐盖，升降组件通过升降连接部将样本从目标液氮罐罐内拉出，当转运结束后，连接组件转动复位，带动目标液氮罐罐盖自动关闭。连接组件可以选用连接臂，通过驱动电机进行驱动。

可选地，提升组件2包括可上下移动的提升连接部。当需要对样本进行存取时，提升组件2中的提升连接部向下移动，提升连接部穿过液氮罐罐口进入到液氮罐内部，与液氮罐内的样本盒连接。然后，提升组件2向上拉动提升连接部，将样本盒从液氮罐中取出。提升连接部可以结合夹具使用，提升臂带动夹具移动，进行样本的转运。其中，提升连接部可以选用齿轮配合齿条的方式，通过驱动齿轮带动提升连接部上下移动，夹具可选用挂钩、电磁吸附等方式。

可选地，夹盒机构4包括夹爪和移动组件，移动组件带动夹爪移动。液氮罐内含有多个样本盒，每个样本盒内放有多个样本，待取出的样本为其中一个样本盒内的目标样本，目标样本为1个或多个。实际操作过程中，首先是通过提升组件2将含有目标样本的样本盒从目标液氮罐内拉出，夹盒机构4通过移动组件的移动，配合夹爪夹取样本盒，并转运到挑选桶3内，通过夹爪对样本盒中的目标样本进行挑选。夹盒机构4与提升组件2相配合，能够实现对目标样本盒的整存整取，或对某一目标样本的单存单取。其中，移动组件可以为链轮配合链条的方式，通过电机驱动齿轮转动以使齿条移动。

可选地，夹爪配置有第一保温壳和第二保温壳，第一保温壳和第二保温壳可围合出密闭空间。在夹盒机构4将目标样本盒从提升组件2转运到挑样桶过程中，第一保温壳与第二保温壳围合出低温密闭空间，以保持生物样本的活性，避免生物样本受室温环境影响。

可选地，样本存取装置还包括滑动组件，用于带动提升组件2水平往复滑动，以防止提升组件2与平台13上的开关盖14相干扰。开关盖14位于操作口的一侧。滑动组件带动提升组件2整体横向移动，在开关液氮罐罐盖的过程中，则滑动组件带动提升组件2远离操作口，而在打开罐盖的进行样本存取时，则滑动组件带动提升组件2移动到操作口的上方。其中，滑动组件可以采用直线电机的方式。

可选地，连通管组包括主管路5、第一分支管路6和第二分支管路7。其中，主管路5两端分别连接液氮补给罐1出口和第一分流阀的第一接口；第一分支管路6两端分别连接提升组件2和第一分流阀的第二接口；第二分支管路7两端分别连接挑选桶3和第一分流阀的第三接口。连通管组可选用液氮补给管进行组装，第一分流阀可选用三通阀。液氮补给罐1内的液氮流经主管路5后，通过三通阀进行分流。其中，流经第一分支管路6的液氮补给到提升组件2，流经第二分支管路7的液氮补给到挑选桶3，使提升组件2和挑选桶3在样本转运过程中维持在低温环境，保护样本活性。

可选地，连通管组还包括第三分支管路8。第三分支管路8一端连接夹盒机构4，另一端通过第二分流阀连接于第二分支管路7。第二分流阀可选用三通阀。液氮经过第二分支管路7流入挑选桶3过程中被三通阀分流，经第三分支管路8流入夹盒机构4。在进行样本转运前，液氮补给罐1通过连通管组将液氮分别输送到提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4，给样本提供低温环境，并通过持续输入补充液氮，使样本在转运和挑选过程中提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4始终均处于低温环境，避免因局部环境温度过高而损伤生物样本的活性。

可选地，阀体包括第一阀体9、第二阀体10、第三阀体11和第四阀体12。其中，第一阀体9位于主管路5；第二阀体10位于第一分支管路6；第三阀体11位于第二分支管路7；第四阀体12位于第三分支管路8。连通管路中的任一管路均设置有阀体。阀体可选用电磁阀或节流阀。在样本实际存取过程中，当局部环境温度高于预设温度范围时，可以打开主管路5上的第一阀体9；当样本所处环境温度处于预设温度范围内时，关闭主管路5上的第一阀体9。可以理解的，当提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4任一温度高于预设值时，打开与之对应的阀体，便于有针对性的进行液氮的补充，使局部高温温度降至预设温度范围内，确保持续的低温环境。当提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4周围环境温度处于预设温度范围内时，可以关闭与之对应的阀体，既保证了生物样本的低温环境，又节省了液氮的消耗量，缩短了样本存取时间。

可选地，样本存取装置还包括多个温度传感器，多个温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器。其中，第一温度传感器设置于挑选桶3内；第二温度传感器设置于夹盒机构4内；第三温度传感器设置于提升组件2内。多个温度传感器在样本转运过程中，能够实时检测挑选桶3、夹盒机构4和提升组件2内部的环境温度，更加精准的控制各分支管路上的阀体的通断，进而来控制各个待补给构件的液氮供给量。通过对整个转运过程中的温度环境的严格控制，让样本的转运过程更加可靠和高效。

可选地，第三温度传感器设置于提升组件2内的上部。提升组件2包括提升连接部，在提升组件2内的上部设置第三温度传感器能够对提升组件2上部的环境温度进行检测。当检测温度低于预设值温度，控制第一分支管路6上的第二阀体10关闭，当检测温度高于预设值温度，控制第一分支管路6上的第二阀体10导通，以使提升组件2内的上部持续处于低温环境。

可选地，样本存取装置还包括第四温度传感器。第四温度传感器设置于提升组件2内的下部。由于提升组件2包括提升连接部，提升连接部上下移动幅度较大，提升组件2上部和下部具有温差，通过设置第四温度传感器，能够更好的对提升组件2周围温度环境进行检测。

可选地，控制单元还用于根据温度传感器的检测温度控制与之相对应的阀体的导通或关闭，以防止因人工操作受到低温伤害，实现系统自动化控制。

系统自动化控制流程包括：当需要进行样本存取时，控制单元先分别判定第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器位置处是否需要低温环境。如果需要营造低温环境，则判断相对应的温度传感器检测到的温度值，是否处于预设温度范围内。若处于预设温度范围内，与之对应的阀体不动作；若没有处于预设温度范围内，对应的阀体执行导通动作。当各处温度均处于预设温度范围内或样本存取结束时，阀体关闭。其中，第一阀体9针对系统总开关；第二阀体10针对提升组件2开关，对应于提升组件2内的第三传感器和第四传感器；第三阀体11针对挑选桶3开关，对应于挑选桶3内的第一温度传感器；第四阀体12针对夹盒机构4，对应于夹盒机构4内的第二温度传感器。

在样本转运前，所有阀体导通，液氮补给罐1内的液氮通过连通管路输送到提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4，使样本存取装置处于低温环境。在样本转移和挑选过程中，通过多个温度传感器实时检测提升组件2、挑选桶3和夹盒机构4的温度，若温度均处于预设温度范围内，则所有阀体均保持关闭状态；若其中有未处于预设温度范围内的，如提升组件2的温度未处于预设温度范围内，则使对应于提升组件2的第二阀体10导通，直到提升组件2的温度再次处于预设温度范围内为止。样本转运结束后，关闭第一阀体9，以切断与液氮补给罐1直接连接的主管路5，停止液氮的输送。液氮补给罐1通过连通管路和多个阀体的配合，使样本在存取过程中始终处于低温环境，并且缩短了存取样本的时间、减少了液氮的消耗量。

可选地，液氮罐内设置有可转动的冻存架和可上下移动的存取架，其中，冻存架通过罐内与之相配合的转动轴实现转动，样本盒位于存取架上。当存取架移动到液氮罐罐口时，便可以将样本盒从目标液氮罐内拉出，进行通过挑样桶对样本盒内的目标样本进行挑选，同理，也可以将外部要存入的目标样本盒或目标样本存入到存取架上。通过设置可转动的冻存架和可上下移动的存取架，减少了工作量，防止了因人工挑取样本盒的出错率，并且避免了操作过程中人员的安全隐患。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种样本存取装置，其特征在于，包括：

液氮补给罐；

连通管组，设置有阀体；

多个待补给构件，通过所述连通管组与所述液氮补给罐连通；和，

控制单元，用于根据待补给构件内的温度，控制所述阀体的导通状态，以使待补给构件内的温度处于预设温度范围内。

2.根据权利要求1所述的样本存取装置，其特征在于，所述多个待补给构件包括：

提升组件、挑选桶和夹盒机构。

3.根据权利要求2所述的样本存取装置，其特征在于，

所述提升组件包括可上下移动的提升连接部。

4.根据权利要求2所述的样本存取装置，其特征在于，

所述夹盒机构包括夹爪和移动组件，所述移动组件带动所述夹爪移动。

5.根据权利要求2所述的样本存取装置，其特征在于，所述连通管组包括：

主管路，两端分别连接所述液氮补给罐出口和第一分流阀的第一接口；

第一分支管路，两端分别连接所述提升组件和所述第一分流阀的第二接口；和，

第二分支管路，两端分别连接所述挑选桶和第一分流阀的第三接口。

6.根据权利要求5所述的样本存取装置，其特征在于，所述连通管组还包括：

第三分支管路，一端连接夹盒机构，另一端通过第二分流阀连接于第二分支管路。

7.根据权利要求6所述的样本存取装置，其特征在于，所述阀体包括：

第一阀体，位于所述主管路；

第二阀体，位于所述第一分支管路；

第三阀体，位于所述第二分支管路；和，

第四阀体，位于所述第三分支管路。

8.根据权利要求2所述的样本存取装置，其特征在于，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器包括：

第一温度传感器，设置于所述挑选桶内；

第二温度传感器，设置于所述夹盒机构内；

第三温度传感器，设置于所述提升组件内。

9.根据权利要求8所述的样本存取装置，其特征在于，

所述第三温度传感器设置于所述提升组件内的上部。

10.根据权利要求9所述的样本存取装置，其特征在于，还包括：

第四温度传感器，设置于所述提升组件内的下部。

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