CN216093751U - 一种核酸处理封闭式卡盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核酸处理封闭式卡盒，包括设置在卡盒内的底座、加样吸头放置结构、至少支持三自由度位移的加样吸头适配器和至少两个加样吸头，保证移液的准确度、提高卡盒可适用的范围，并进一步通过利用封闭式卡盒中加样吸头移动动作和卡盒本身结构实现加样吸头的更换操作，对应的优化加样吸头与加样吸头适配器的密封结构，降低加样吸头安装和脱离所需作用力，具有结构简单、成本低和可操作性强等优势。

Description

一种核酸处理封闭式卡盒

技术领域

本实用新型涉及核酸检测实验仪器技术领域，尤其涉及一种核酸处理封闭式卡盒。

背景技术

在核酸检测实验过程中，需要使用带有加样吸头的移液器进行试剂转移操作。在现有技术中(例如公告号CN102482696B的实用新型专利)，为了保证实验过程不受污染和实验结果精确性，核酸检测所应用的各种试剂均设置在相对密闭的封闭式卡盒中，同样，对于试剂的转移操作也需要在卡盒中进行。在切换吸取不同试剂时，通常采用增加加样吸头清洁步骤以避免在先操作对后续的试剂转移过程造成污染。但是，由于实验过程会涉及不同体积的试剂转移，采用统一的加样吸头需要同时兼顾大体积与小体积试剂转移，无法实现针对性配置，必然会牺牲部分移液精度，无法满足如核酸提取、文库制备等较高精度要求的实验过程；另一方面，当加样吸头沾染难以清洁的试剂或污染物(例如对FFPE进行脱蜡核酸提取时造成部分蜡质沾染在加样吸头上)时，单纯执行清洁步骤可能无法彻底清除，因此在一些特定使用场景下现有的封闭式卡盒难以适用。

因此，急需一种能够提供多个不同加样吸头替换使用的封闭式卡盒，以保证移液的准确度和提高可适用范围。

在现有的生化分析或医疗检测的移液分液工作站中，加样吸头放在加样吸头盒中，移液器移动到相应的加样吸头位置，利用移液器的Z轴向下运动，将加样吸头安装到移液器的加样吸头适配器上，实现加样吸头的安装。利用移液器本身的脱加样吸头机构将移液器上的加样吸头推下，完成脱加样吸头动作。这种机构能够较高效的执行所需的加样吸头更换操作，但是需要配置额外的脱加样吸头机构，整体结构比较复杂、体积大，在更换加样吸头时需要提供较大的外部作用力。由于卡盒内体积的限制，难以设置大体积的复杂更换结构或提供较大的外部作用力，目前还没有在封闭式卡盒中提供更换加样吸头的相关技术方案。因此，也急需设计一种能够在空间紧凑的封闭式卡盒内实现加样吸头替换的简单机构。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种核酸处理封闭式卡盒，保证移液的准确度、提高卡盒可适用的范围，并进一步通过利用封闭式卡盒中加样吸头移动动作和卡盒本身结构实现加样吸头的更换操作，并对应的优化加样吸头与加样吸头适配器的密封结构，降低加样吸头安装和脱离所需作用力，具有结构简单、成本低和可操作性强等优势。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种核酸处理封闭式卡盒，其特征在于，包括设置在卡盒内的底座、加样吸头放置结构、至少支持三自由度位移的加样吸头适配器和至少两个加样吸头；

所述底座包括反应区和非反应区；

所述加样吸头放置结构对应设置在所述底座的非反应区位置，加样吸头放置结构包括至少两个加样吸头替换位；

所述加样吸头适配器位移并在加样吸头放置结构处替换加样吸头，所述加样吸头适配器与加样吸头组装后移动至反应区进行移液操作。

进一步地，所述底座的非反应区靠近卡盒内壁设置，所述加样吸头放置结构固定设置在卡盒内壁对应非反应区位置。

进一步地，所述加样吸头放置结构包括由上至下依次设置的第一挡板、第二挡板，所述第一挡板与第二挡板相隔高度至少允许容纳加样吸头的连接端部，所述第一挡板设置有至少两个并列的第一U型开口，所述第二挡板设置有至少两个分别对应第一U型开口的第二U型开口，第一挡板和第二挡板上每一组相对应的第一U型开口和第二U型开口各自独立的组成一个加样吸头替换位；

所述加样吸头适配器固定设置在至少支持三自由度位移的驱动机构上，所述驱动机构至少支持垂直位移、接近/远离所述加样吸头放置结构的水平左右位移和使加样吸头适配器切换指向加样吸头替换位的水平进深位移；

所述第一U型开口的尺寸至少允许加样吸头适配器垂直通过；所述第二U型开口的尺寸至少允许加样吸头的主体进入；所述第一U型开口和第二U型开口的尺寸不允许加样吸头的连接端部垂直穿过。

进一步地，所述加样吸头放置结构还包括固定块，所述固定块采用弹性材料，所述固定块设置有至少两个分别对应第一U型开口的C型限位槽，所述C型限位槽环抱紧固加样吸头的主体，使第一挡板、第二挡板和固定块上每一组相对应的第一U型开口、第二U型开口和C型限位槽各自独立的组成一个加样吸头替换位。

进一步地，所述加样吸头适配器外表面设置有至少一个O型密封圈，所述O型密封圈安装在加样吸头适配器外表面上的安装凹槽内。

进一步地，所述加样吸头适配器还设置有安装限位结构，所述安装限位结构在加样吸头适配器垂直向下位移时接触加样吸头连接端部的上表面限制加样吸头适配器垂直位移位置。

进一步地，所述水平进深位移为加样吸头适配器在进深方向的直线位移，或，所述水平进深位移为加样吸头适配器的摆动位移。

本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型所述核酸处理封闭式卡盒，以增加可替换加样吸头的方式保证移液的准确度、提高卡盒可适用的范围，并进一步通过利用封闭式卡盒中加样吸头移动动作和卡盒本身结构实现加样吸头的更换操作，在封闭卡盒非常有限的内部空间中实现了完整的加样吸头安装、分离操作，相较现有的各种加样吸头替换方案，装置具有非常显著的体积优势且结构简单，较低廉的成本也使其特别适用于核酸处理卡盒这类一次性使用场景，不会对实验成本造成明显负担；对应的优化加样吸头与加样吸头适配器的密封结构，降低加样吸头安装和脱离所需作用力，可操作性强。

附图说明

图1为本实用新型核酸处理封闭式卡盒优选实施例结构示意图。

图2为本实用新型优选实施例加样吸头适配器第一位置示意图。

图3为本实用新型优选实施例加样吸头适配器第二位置示意图。

图4为本实用新型优选实施例加样吸头适配器与加样吸头组合局部示意图。

图5为本实用新型优选实施例加样吸头适配器主体结构示意图。

图6为本实用新型优选实施例固定块示意图。

附图编号说明：1-底座、11-反应区、12-非反应区、2-加样吸头放置结构、21-第一挡板、211-第一U型开口、22-第二挡板、221-第二U型开口、23-固定块、231-C型限位槽、3-加样吸头适配器、31-驱动机构、32-O型密封圈、33-安装限位结构、4-加样吸头。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。

如图1至图3所示为本实用新型核酸处理封闭式卡盒的一种优选实施例示意图，通过隐去部分卡盒壁面展示封闭卡盒内部的相关结构，主要组成部分包括底座1、加样吸头放置结构2和加样吸头适配器3。

其中，底座1是指封闭卡盒内主要用于盛放反应试剂等的试剂孔或反应孔托盘结构。在优选实施例中，底座1的主要功能与现有技术一致，但是为了更好的支持加样吸头4的更换操作，在靠近卡盒一侧壁面位置设置了非反应区12，使暂时不使用的加样吸头4能够安全的暂存，不影响卡盒内实验过程的正常进行。优选的，非反应区12位置没有设置任何试剂孔或反应孔，使其明显区别于设置有若干试剂孔或反应孔的底座1反应区11。当然，本领域技术人员容易理解的，非反应区12与反应区11的设置可以仅仅是一种对底座1相关功能区域的逻辑性划分，而并非必要的存在结构上的任何显著区别，例如底座1边缘位置或靠近边缘的不承担实验功能的空余试剂孔或反应孔都可以作为所述的非反应区12，使加样吸头4能够安全的暂存。

除去底座1部分，优选实施例的主要创新点在于设计了加样吸头放置结构2，结合封闭卡盒原有的驱动机构31带动加样吸头适配器3进行相应的位移操作，实现所需的加样吸头4安装、分离效果。如图2所示为加样吸头适配器3在第一位置下的示意图，该第一位置是指加样吸头适配器3远离加样吸头放置结构2(非反应区12)的某一位置，例如在底座1的反应区11位置进行移液操作的某一正常工作位置。在第一位置下，设置在卡盒内壁上的加样吸头放置结构2以及暂存在加样吸头放置结构2上的加样吸头4不会影响加样吸头适配器3的各种正常位移操作，使组装了加样吸头4的加样吸头适配器3搭配其他卡盒组件提供移液器的全部必要功能(图2中为了便于展示加样吸头适配器3隐去了可选安装在加样吸头适配器3上的加样吸头4)。

加样吸头放置结构2主要包括由上至下依次设置的第一挡板21、第二挡板22和固定块23。其中，第一挡板21和第二挡板22设置的位置具有一定的相隔高度，结合第一挡板21和第二挡板22上对应设置的若干第一U型开口211和第二U型开口221(优选实施例中第一U型开口211和第二U型开口221分别为3个)，形成一个用于容纳加样吸头4的预留位置。加样吸头4的连接端部是加样吸头4最上端直径最大的部分，通过调整第一U型开口211和第二U型开口221的尺寸，能够使连接端部以下的加样吸头4主体部分嵌入第二U型开口221，同时连接端部会被第二U型开口221以及第一U型开口211垂直限位，形成一种悬挂式的加样吸头4放置方式。第一U型开口211和第二U型开口221的尺寸是不变的，即第一挡板21与第二挡板22采用稳定的硬质材料，使其能够承受一定的外力作用而保持形状不改变，从而确保暂存的加样吸头4不能通过垂直方向的位移向上或向下进入、脱离加样吸头放置结构2，而必须采用水平方向的直线位移，从第一U型开口211和第二U型开口221的开口指向方向进入、脱离加样吸头放置结构2。

固定块23是一个以弹性材料制作的可形变部件，优选的紧贴第二挡板22下表面设置，并对应第二U型开口221(第一U型开口211)的设置有相应数量的C型限位槽231(如图6所示)。C型限位槽231的尺寸匹配加样吸头4的主体，使加样吸头4放置时通过固定块23弹性环抱紧固加样吸头4的主体，能够限制加样吸头4的晃动并确保加样吸头4的端部开口位置固定，便于加样吸头适配器3与需要进行更换的加样吸头4适配对齐。

整体上，第一挡板21、第二挡板22和固定块23上每一组相对应的第一U型开口211、第二U型开口221和C型限位槽231各自独立的组成一个加样吸头替换位，在优选实施例中并排设置有三个加样吸头替换位从而支持在封闭卡盒内设置三个可替换的加样吸头4，当其中一个加样吸头4安装在加样吸头适配器3上进行实验操作时，加样吸头放置结构2上暂存其余两个加样吸头4，并空余一个加样吸头替换位。容易理解的是，对于不同规格尺寸的加样吸头4，可以简单的改变第一U型开口211、第二U型开口221和C型限位槽231的尺寸使加样吸头放置结构2能够匹配容纳，对应的，在编制封闭卡盒的控制程序时应该同时标定每个加样吸头4对应的加样吸头替换位，使其能够正确的暂存在加样吸头放置结构2。

如图3所示为加样吸头适配器3在第二位置下的示意图，该第二位置是指加样吸头适配器3对准加样吸头放置结构2上的某一特定加样吸头替换位，进行加样吸头4放置或安装操作的位置。加样吸头适配器3的位移依靠至少支持三自由度位移的驱动机构31带动，该驱动结构优选的采用封闭卡盒中较常用的丝杠驱动方式，以卡盒外部动力源带动旋转从而实现相对应的位移操作，具体结构在一些现有技术上多有公开，此处不再赘述。本实用新型的加样吸头适配器3与加样吸头4的组合可以理解为在实验功能上等同于现有技术的封闭卡盒移液器，区别在于通过驱动机构31的三自由度位移实现了加样吸头4的替换。需要注意的是，驱动机构31的三自由度位移并非为了实现加样吸头4的替换而故意设置，在现有技术中就已经存在有相类似的驱动位移形式，本实用新型创新点在于利用了现有的三自由度位移能力实现了额外的加样吸头4替换功能。

具体的执行方法是，通过标定接近/远离加样吸头放置结构2的水平左右位移和使加样吸头适配器3切换指向加样吸头替换位的水平进深位移实现加样吸头适配器3与加样吸头4(加样吸头替换位)的匹配对齐，再通过标定垂直位移实现加样吸头适配器3与加样吸头4之间的组装或分离操作。

由此可知，加样吸头适配器3从附图2所示的第一位置位移至附图3所示的第二位置(附图中的加样吸头4仅做示意性展示)，需要水平进深位移对齐需要进行匹配的加样吸头替换位，再通过水平左右位移移动至对应的位置(非反应区12)，使加样吸头适配器3准确对齐加样吸头4(加样吸头替换位)。优选的，水平进深位移可以选择为加样吸头适配器3在进深方向的直线位移，也可以是加样吸头适配器3的摆动位移。

对于加样吸头适配器3与加样吸头4之间的组装和分离操作，通过加样吸头适配器3端部插入、拔出加样吸头4开口实现，在插入时产生的向下作用力由第二挡板22承受，在拔出时产生的向上作用力由第一挡板21承受。优选的，加样吸头适配器3还设置有一个安装限位结构33，如图5所示的加样吸头适配器3主体结构示意图，安装限位结构33是一块突出的固定片，当加样吸头适配器3垂直向下位移时，安装限位结构33位置处于第一U型开口211的开口处从而会最先接触到加样吸头4的连接端部上表面，以确保加样吸头适配器3与加样吸头4连接后的整体高度是一致的。

优选的，加样吸头适配器3外表面设置有至少一个O型密封圈32，所述O型密封圈32安装在加样吸头适配器3外表面上的安装凹槽内，保证加样吸头4与加样吸头适配器3之间的气密性。加样吸头适配器3与加样吸头4组合后的结构如图4所示，在图4所示状态下加样吸头适配器3与加样吸头4已经完全匹配组合，安装限位结构33与加样吸头4连接端部的上表面相接触，但是加样吸头4仍然放置在加样吸头放置结构2上未移出。在此状态下，可见加样吸头适配器3端部已经插入加样吸头4的开口，同时O型密封圈32确保了两者之间的气密性。

在采用如上所述优选实施例具体进行加样吸头4更换时，首先设定加样吸头适配器3的第一工作高度和第二工作高度，所述第一工作高度为加样吸头适配器3与加样吸头4完全分离的工作位置，所述第二工作高度为加样吸头适配器3与加样吸头4适配安装的工作位置，并执行如下步骤：

S1、通过垂直位移使加样吸头适配器3保持在第二工作高度；

S2、通过水平进深位移将吸头适配器切换至指向需要分离的加样吸头4所对应的加样吸头替换位；

S3、通过水平左右位移使加样吸头适配器3接近加样吸头放置结构2，直至当前适配安装的加样吸头4的主体被C型限位槽231环抱紧固；

S4、通过垂直位移使加样吸头适配器3上升至第一工作高度，与当前适配安装的加样吸头4完全分离；

S5、通过水平进深位移将吸头适配器切换至指向需要替换安装的加样吸头4所在的加样吸头替换位，特别是在执行水平进深位移前，先通过水平左右位移使加样吸头适配器3远离加样吸头放置结构2，避免执行水平进深位移受限；

S6、通过垂直位移使加样吸头适配器3下降至第二工作高度，与需要替换安装的加样吸头4适配安装；

S7、通过水平左右位移使加样吸头适配器3远离加样吸头放置结构2，替换安装的加样吸头4的主体脱离C型限位槽231环抱紧固，加样吸头适配器3带动加样吸头4沿U型开口的开口方向水平移动，让加样吸头4从侧壁上的U型开口移出。

容易想到的，可以通过执行上述的一部分步骤完全加样吸头4的放回操作，使加样吸头适配器3空余，或对空余的加样吸头适配器3选择安装特定的加样吸头4。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种核酸处理封闭式卡盒，其特征在于，包括设置在卡盒内的底座、加样吸头放置结构、至少支持三自由度位移的加样吸头适配器和至少两个加样吸头；

所述底座包括反应区和非反应区；

所述加样吸头放置结构对应设置在所述底座的非反应区位置，加样吸头放置结构包括至少两个加样吸头替换位；

所述加样吸头适配器位移并在加样吸头放置结构处替换加样吸头，所述加样吸头适配器与加样吸头组装后移动至反应区进行移液操作。

2.如权利要求1所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述底座的非反应区靠近卡盒内壁设置，所述加样吸头放置结构固定设置在卡盒内壁对应非反应区位置。

3.如权利要求2所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述加样吸头放置结构包括由上至下依次设置的第一挡板、第二挡板，所述第一挡板与第二挡板相隔高度至少允许容纳加样吸头的连接端部，所述第一挡板设置有至少两个并列的第一U型开口，所述第二挡板设置有至少两个分别对应第一U型开口的第二U型开口，第一挡板和第二挡板上每一组相对应的第一U型开口和第二U型开口各自独立的组成一个加样吸头替换位；

所述加样吸头适配器固定设置在至少支持三自由度位移的驱动机构上，所述驱动机构至少支持垂直位移、接近/远离所述加样吸头放置结构的水平左右位移和使加样吸头适配器切换指向加样吸头替换位的水平进深位移；

所述第一U型开口的尺寸至少允许加样吸头适配器垂直通过；所述第二U型开口的尺寸至少允许加样吸头的主体进入；所述第一U型开口和第二U型开口的尺寸不允许加样吸头的连接端部垂直穿过。

4.如权利要求3所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述加样吸头放置结构还包括固定块，所述固定块采用弹性材料，所述固定块设置有至少两个分别对应第一U型开口的C型限位槽，所述C型限位槽环抱紧固加样吸头的主体，使第一挡板、第二挡板和固定块上每一组相对应的第一U型开口、第二U型开口和C型限位槽各自独立的组成一个加样吸头替换位。

5.如权利要求3所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述加样吸头适配器外表面设置有至少一个O型密封圈，所述O型密封圈安装在加样吸头适配器外表面上的安装凹槽内。

6.如权利要求5所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述加样吸头适配器还设置有安装限位结构，所述安装限位结构在加样吸头适配器垂直向下位移时接触加样吸头连接端部的上表面限制加样吸头适配器垂直位移位置。

7.如权利要求3所述的封闭式卡盒，其特征在于，所述水平进深位移为加样吸头适配器在进深方向的直线位移，或，所述水平进深位移为加样吸头适配器的摆动位移。

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