CN217265758U - 一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统，包括：传输结构，所述传输结构设有用于供离心管移动的传输位，以及可带动所述离心管沿所述传输位往返移动的第一移载机构；沿所述传输位依次设有：样本工位、离心工位、孵育工位和超滤浓缩工位，其中，样本工位设有用于存储样本的至少一个所述离心管，离心工位设有至少一个离心装置，且所述离心装置上设有用于安装所述离心管的至少一个离心位置，孵育工位设有至少一个孵育室，以及为所述孵育室提供恒温环境的至少一个恒温器，超滤浓缩工位设有至少一个超滤浓缩装置。本实用新型的自动化系统能够同时对大量样本进行外泌体提取，并且结构简单，生产和维护成本较低。

Description

一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，具体涉及一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统。

背景技术

外泌体(exosomes)是起源于多泡体的纳米级脂质膜囊泡，其内含有蛋白质、脂质、核酸等多种活性生物分子。可由体内的多种细胞如免疫细胞、干细胞、心血管细胞、网积红细胞、血小板、神经细胞和肿瘤细胞等主动分泌产生，广泛分布于外周血、尿液、唾液、乳汁、腹水、羊水等液体中。

外泌体携带大量特异性蛋白质(如细胞因子、生长因子)以及功能性的mRNAs、miRNAs等生物活性物质，在体内参与细胞通讯、细胞歉迁移、促进血管新生和抗肿瘤免疫等生理过程，与多种疾病的发生和进程密切相关。由于外泌体的特殊结构和功能使得他具有潜在的应用价值，一方面可以作为诊断多种疾病的生物指标，另一方面也可以作为治疗手段，未来可能作为药物的天然载体用于临床治疗。外泌体的体积小、密度低，对其进行分析和功能研究前，需从体液中对其进行富集分离。

虽然当前全球范围内外泌体的研究非常热门，但目前国内外在外泌体提取自动化产品领域还存在很大的空缺。传统的手动法提取外泌体有着高耗时、通量低、人工操作步骤多、过程复杂、重复性低、无法满足临床检测需求等局限性。如以超滤离心法为例，整个过程可能需要耗费一天的时间，且涉及常规离心机的多次离心、膜过滤、沉淀等等多个过程，整个过程中任何操作问题都可能影响外泌体提取的效率和纯度，且不同的滤膜，不同的离心机等外在条件的改变也都会影响外泌体提取的效率和纯度。外泌体作为液体活检领域的重要组成部分，如果采用传统的手动法进行提取的那么每天只能处理几例样本，且无法保证提取外泌体提取的效率和纯度，因此亟需开发一款能够高效提取出高纯度的外泌体自动化提取设备。现有的外泌体的自动化提取设备通常选用磁珠分选法实现外泌体的提取捕获，如申请号为CN202010374138.3的中国发明，该发明申请公开了一种外泌体提取和检测用微流控系统，该发明主要通过微流控的结构及功能化的模块设计实现对外泌体捕获磁珠的操作，并提高了微流控芯片对样本的处理能力。但是微流控芯片单次所能处理的样本量始终有限，因此即使增大了微流控芯片处理能力，也无法突破微流控芯片自身的局限性；另外，为了避免在应用过程中出现磁珠难分散、磁珠残留、外泌体洗涤效率过低等问题，该微流控系统需要设计一系列特殊结构以解决上述技术问题，使得微流控系统的各处结构与工作流程均较为复杂，这也进一步地增加微流控芯片的加工难度与生产成本。

此外，申请号为CN201811594833.X的中国发明还公开了一种外泌体提取装置，具体地，该发明公开了一种间充质外泌体分离提取装置及其方法。该外泌体分离提取装置虽然自动化程度较高，但该装置的一体式设计仍存在一些应用上的问题，如当更换样本或装置使用结束时需要往往需要对装置内部进行清洗，但装置内部的部分管路或结构在清洗时存在很大的不便，如装置中的色谱填料柱中有多个微孔颗粒不便清洗(或者，当时装置使用过久，色谱填料柱难以清洗完全时，可能需要工作人员对色谱填料柱内的填料进行更换，而这又将涉及到对装置的拆卸与安装，使得该装置在长期使用过程中存在诸多不变)；又例如管路(如成品管、管道、废液管等)与其相邻结构或管路之间需要设置相应的阀门结构以控制液体的流动，由此产生的一些尺寸较小的内部结构(如阀门)也难以清洗干净。因此，该发明所提供的外泌体分离提取装置在使用过程中不便于保养维护。

综上所述，提供一种结构简单、便于维护的自动化提取外泌体的系统，对于外泌体的研究领域具有重要意义。

实用新型内容

为了部分地解决或部分缓解上述技术问题，本实用新型提供了一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统，包括：传输结构，所述传输结构设有用于供离心管移动的传输位，以及可带动所述离心管沿所述传输位往返移动的第一移载机构，

沿所述传输位依次设有：样本工位、离心工位、孵育工位和超滤浓缩工位；其中，样本工位上设有安装架，所述安装架用于安装用于存储样本的至少一个所述离心管，离心工位设有至少一个离心装置，且所述离心装置上设有用于安装所述离心管的至少一个离心位置，孵育工位设有至少一个孵育室，以及为所述孵育室提供恒温环境的至少一个恒温器，超滤浓缩工位设有至少一个超滤浓缩装置。

在一些实施例中，所述样本工位、所述离心工位、所述孵育工位和所述超滤浓缩工位依次设置在所述传输位的同一侧。

在一些实施例中，所述第一移载机构包括：用于夹持所述离心管的移载机械手，以及分别为所述移载机械手提供水平移动路径和竖直移动路径的第一水平导轨和第一竖直导轨，且所述移载机械手包括：离心管固定结构，以及与所述离心管固定结构相连接的至少两个导轨连接件；

其中，所述移载机械手通过所述至少两个导轨连接结构分别与所述第一水平导轨和所述第一竖直导轨连接，使得所述移载机械手可以沿所述水平移动路径和所述竖直移动路径进行往复运动。

在一些实施例中，所述第一移载机构还包括：为所述移载机械手提供水平移动路径的第二水平导轨，且所述第二水平导轨所提供的水平移动路径与所述第一水平导轨所提供的水平移动路径的方向不同；

其中，所述移载机械手通过导轨连接件与所述第二水平导轨连接，使得所述移载机械手可以沿所述第二水平导轨进行往复运动。

在一些实施例中，所述第一移载机构内还设有红外定位模块。[15].在一些实施例中，所述离心管固定结构上设有用于夹取所述离心管的至少两个夹片，当所述至少两个夹片逐渐靠近时，所述离心管固定结构由非夹持状态转变为夹持状态，夹紧所述离心管；

当所述至少两个夹片逐渐远离时，所述离心管固定结构由夹持状态转变非夹持状态，卸下所述离心管。

在一些实施例中，所述离心工位还设有液体提取机构，所述液体提取机构包括：至少一个液体提取管，以及用于控制所述液体提取管在空间上移动第二移载机构，其中，所述液体提取管用于提取离心后的所述样本的上清液。

在一些实施例中，所述第二移载机构包括：分别为所述液体提取管提供水平移动路径和竖直移动路径的第三水平导轨和第二竖直导轨，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第三水平导轨、第二竖直导轨上，且所述液体提取管可以在所述第三水平导轨和所述第二竖直导轨上进行往复运动。

在一些实施例中，所述第二移载机构还包括：沿水平方向上设置的第四水平导轨，且所述第四水平导轨为所述液体提取管所提供的水平移动路径和所述第三水平导轨所提供的水平移动路径不相同，其中，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第四水平导轨上，且所述液体提取管可在所述第四水平导轨上进行往复运动的方式。

在一些实施例中，所述离心工位还设有至少一个离心管，且所述离心工位中的所述离心管设置在所述液体提取管的下方；和/或，

所述液体提取管还包括：设置在所述液体提取管下方的可移动的废液托盘。

有益技术效果：

本实用新型提供了一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统，一方面能够降低对人工操作的需求，使得外泌体的提取流程能够自动化进行，另一方面，本实用新型可选用离心管装载样本，离心管的容量和数量均可以基于工作人员的实验需求进行相适应的选取配置，如可以选取一个或多个同一容量的离心管，使得自动化系统同时对大量的样本进行处理，并提取外泌体，也即在有限时间内提取大量的外泌体(或者说，大大地提高了自动化系统在单位时间内处理的样本量)，为外泌体的研究工作提供了极大便利。并且，也可以选取容量较少的离心管使得自动化系统能够进行少量(或微量)的外泌体提取工作。

与现有技术不同的是，本实用新型所提供的自动化系统是基于固相萃取方法进行设计构建的(而不涉及磁珠分选过程)，并通过传输结构实现了存储有样本(或在处理样本过程中获取到的中间产物，如样本离心之后的上清液等)的离心管在各个工位之间的往返运动，使得该系统能够自动地对样本进行一系列的连续处理(如离心、孵育、超滤浓缩等处理操作)，也即实现了外泌体提取流程的自动化。而自动化流程的实现避免了外泌体提取过程中的人工参与(或者说极大程度地减少了对人工操作的依赖性)。

待外泌体的提取过程结束或是需要更换用于提取外泌体的样本时，仅需要更换干净的离心管或是对离心管进行清洗即可以完成对自动化系统的清洁，便于工作人员对自动化系统进行清洁维护。

同时，实现离心管往返运动的传输结构的机械结构在设置上相对简单，一方面，更为简单的机械结构在使用过程中工作稳定性更好，故障率相对较低，另一方面，更为简单的机械机构生产工艺简单，可以适用于各种机械加工方法，相应地，使得自动化系统的生产成本较低，且保养维护(如检修)成本也较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型一示例性实施例的自动化系统的装置结构示意图；

图2是本实用新型一示例性实施例的自动化系统中第一移载机构的俯视图；

图3为本实用新型一示例性实施例的自动化系统中的安装位、离心位置以及孵育室的结构示意图。

10为样本工位，11为安装架(离心管安装架)，12为安装位(离心管安装位)，20为离心工位，21为离心装置，22为离心位置，30为孵育工位，31为孵育室，32孵育位，40为超滤浓缩工位，50为移载结构，51为第一水平导轨，52为移载机械手，521为夹片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。

本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”、“相连”等，应做广义理解，例如“相连”，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；可以是无线连接，也可以是无线通信连接；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。

实施例一

参见图1-图3，本实用新型提供了一种用于提取外分泌体的自动化系统，该系统包括：

传输结构50，设有用于供所述离心管移动的传输位51，以及可带动各个离心管沿所述传输位往返移动的第一移载机构52，沿所述传输位依次设有：样本工位、离心工位、孵育工位和超滤浓缩工位；[3].其中，样本工位10设有安装架11，所述安装架11上设有安装离心管的至少一个安装位(离心管安装位)12，安装位12用于安装用于存储样本的至少一个离心管；

离心工位20设有至少一个离心装置21，且所述离心装置上设有用于安装所述离心管的至少一个离心位置22；

孵育工位30设有至少一个孵育室31，以及为孵育室提供恒温环境的至少一个恒温器(例如，孵育室设于恒温器内部)，且所述孵育室31上设有至少一个孵育位32；

超滤浓缩工位40设有至少一个超滤浓缩装置，且超滤浓缩装置中设有至少一个收集液体的容器(如试管、离心管等)。

进一步地，在一些实施例中，传输结构50还包括：与第一移载机构52相连的控制模块，其中控制模块还被配置为与离心装置、孵育室、恒温器以及超滤浓缩装置通信连接。

在一些实施例中，样本可以为尿液、细胞培养液、血清样品。[9].与现有技术不同的是，本实用新型所提供的自动化系统是基于固相萃取方法进行设计构建的，并通过传输结构实现了存储有样本(或在处理样本过程中获取到的中间产物，如样本离心之后的上清液等)的离心管在各个工位之间的往返运动，使得该系统能够自动地对样本进行一系列的连续处理(如离心、孵育、超滤浓缩等处理操作)，也即实现了外泌体提取流程的自动化。而自动化流程的实现避免了外泌体提取过程中的人工参与(或者说极大程度地减少了对人工操作的依赖性)。

待外泌体的提取过程结束或是需要更换用于提取外泌体的样本时，仅需要更换干净的离心管或是对离心管进行清洗即可以完成对自动化系统的清洁，便于工作人员对自动化系统进行清洁维护。

同时，实现离心管往返运动的传输结构的机械结构在设置上相对简单，一方面，更为简单的机械结构在使用过程中工作稳定性更好，故障率相对较低，另一方面，更为简单的机械机构生产工艺简单，可以适用于各种机械加工方法，相应地，使得自动化系统的生产成本较低，且保养维护(如检修)成本也较低。

优选地，为了简化自动化系统的操作难度，提高自动化流程的效率，在一些实施例中，所述样本工位、所述离心工位、所述孵育工位和所述超滤浓缩工位依次设置在所述传输位的同一侧，从而使得第一移载机构在水平方向上只需要沿单个移动路径进行往返运动就能将离心管传输到相应的工位上，以实现外泌体提取的自动化。

在一些实施例中，离心管的开口处不设置盖体(或设置在离心管开口处的盖体在使用过程中不扣合，为开盖的状态)，为了避免离心管中的液体(即样本或样本处理过程中得到的中间产物)在离心过程中外溅，离心管内的液体含量小于离心管的最大容量，例如，液体含量不超过离心管容量的1/2，或2/3，或3/4。当然，可以理解的是，液体含量保证离心管在预设的离心条件下不发生外溅即可。

优选地，在一些实施例中，离心装置可以适用于不同容量的离心管。在不同的实验目的下，工作人员可以根据具体的实验目的选取不同容量的离心管进行外泌体提取工作，或者选取同一容量的不同数量的离心管进行外泌体提取工作。因此，本实施例中，自动化系统既可以同时处理大量的样本(或者说对样本进行批量处理)，也可以对少量(或微量)的样本进行处理。

在一些实施例中，为了进一步简化传输结构，传输位可以呈直线设置。

进一步地，在一些实施例中，参见图2，第一移载机构包括：移载机械手52，以及分别为所述移载机械手提供水平移动路径和竖直移动路径的第一水平导轨51和第一竖直导轨，且所述移载机械手52包括：离心管固定结构，以及与所述离心管固定结构相连接的至少两个导轨连接件，所述移载机械手52通过所述至少两个导轨连接结构分别与所述第一水平导轨51和所述第一竖直导轨连接，使得所述移载机械手可以分别沿所述水平移动路径和所述竖直移动路径进行往复运动。

进一步地，在一些实施例中，第一移载机构还包括：为所述移载机械手52提供水平移动路径的第二水平导轨，且所述第二水平导轨所提供的水平移动路径与所述第一水平导轨的提供的水平移动路径的方向不同。

例如，在一些实施例中，第二水平导轨所提供的水平移动路径与所述第一水平导轨的提供的水平移动路径的方向相互垂直或接近相互垂直(当然，在另一些实施例中，第一、二水平导轨的水平移动路径可以不呈相互垂直)。在一具体实施例中，第一水平导轨的水平移动路径与图1中的X轴方向平行，第二水平导轨的水平移动路径与图1中的Y轴方向平行，第一竖直导轨的竖直移动路径则与X轴、Y轴方向垂直(或接近垂直)。

进一步地，在一些实施例中，所述离心管固定结构上设有用于夹取所述离心管的至少两个夹片521，当所述至少两个夹片521逐渐靠近时(即夹片上可与离心管相接触的夹持面相互靠近时)，所述离心管固定结构由非夹持状态转变为夹持状态，夹紧所述离心管；

当所述至少两个夹片逐渐远离时(即夹片上可与离心管相接触的夹持面逐渐相互远离时)，所述离心管固定结构由夹持状态转变非夹持状态，卸下所述离心管。

进一步地，在一些实施例中，为了避免离心管在移动过程中发生脱落，在夹片的夹持面(即与离心管相接触的表面)上设有防滑件。其中，防滑件优选地可以为橡胶防滑层、塑料防滑层。并且当防滑件为橡胶防滑层时，由于橡胶具有一定的弹性(即具有一定的变形能力)，使得即使离心管固定结构对离心管夹持过紧(或者说夹片对离心管的施加的外作用力过大)，橡胶能够对离心管固定结构(或夹片)所施加的外作用力起到缓冲作用，从而避免离心管因外作用力的过大而发生破裂。

进一步地，为了减少或避免自动化系统在运行过程中出现，在一些实施例中，所述第一移载机构上还设有红外定位模块，具体地，红外定位模块可设置在移载机械手上。

例如，在一些实施例中，当第一移载机构中的移载机械手移动到对应的位置后(如，移载机械手所夹持的离心管与相应的离心位置相对应时)，红外定位模块向控制模块发送相应的第一触发信号，控制模块基于接收到的第一触发信号，控制移载机械手将所夹持的离心管安装到相应的离心位置，并卸下该离心管。

然后，当移载机械手继续移动，直到进入对离心装置不产生干扰的第一待定区域后，红外定位模块向控制模块发送相应的第二触发信号，控制模块基于接收到的第二触发信号，控制离心装置开始离心。[25].进一步地，由于在外泌体提取过程中，往往需要对样本进行两次或多次离心，在此过程中涉及到对样本中上清液和下层物质的分离。在一些实施例中，所述离心工位还设有液体提取机构，所述液体提取机构包括：至少一个液体提取管，以及用于控制所述液体提取管在空间上移动第二移载机构。其中，所述液体提取管用于提取离心后的所述样本的上清液。

进一步地，在一些实施例中，所述第二移载机构包括：分别为所述液体提取管提供水平移动路径和竖直移动路径的第三水平导轨和第二竖直导轨，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第三水平导轨、第二竖直导轨上，且所述液体提取管可以分别在所述第三水平导轨和所述第二竖直导轨上进行往复运动。

进一步地，在一些实施例中，离心工位还包括：至少一个离心管，该离心管设置在液体提取管的下方，用于接收液体提取管内的液体(如基于离心后的样本提取到的上清液)。

优选地，在一些实施例中，离心工位上设有至少两个离心管(或者说备用离心管)，且其中至少一个离心管内存有萃取吸附剂，至少一个离心管为洁净的空管(即未存放任何溶剂)。

优选地，在一些实施例中，萃取吸附剂为外泌体吸附金属微材料(即EMMM材料)，且外泌体吸附金属微材料(EMMM材料)采用超微破碎和化学键合工艺制备得到，达到了C18和免疫亲和柱等常规净化柱更特异性的分离效果。

进一步地，在一些实施例中，液体提取机构还设有吸力模块，该吸力模块与液体提取管的上端相连通，并与控制模块通信连接，用于控制液体提取管的吸液功能，例如，当液体提取管伸入到离心管内(具体地，当液体提取管伸入到上清液中时)，吸力模块开始工作对液体(如上清液)产生向上的吸力，使得液体在吸力作用下向上进入到液体提取管内部，从而完成上清液的提取。当液体提取管离开当前位置并对应伸入另一个离心管(即备用离心管)时，吸力模块停止工作(即停止提供吸力)，使得液体提取管内部的液体在重力作用下下落进入到备用离心管中，从而将一个离心管中的上清液转移到另一个离心管中。

或者，在另一些实施例中，液体提取管包括：相连接的变形部和存储部，其中，变形部(设置在存储部的上端，存储部用于存储提取到的上清液，相应地，液体提取机构内还设置有挤压模块(与控制模块通信连接)，用于对变形部进行挤压使得变形部发生变形(具体地，变形部被挤压，内部空间变小)，从而控制液体提取管的吸液功能。

优选地，在一些实施例中，变形部由塑料或橡胶制成。

在一具体实施例中，挤压模块包括：至少两个相连接的挤压片，当至少两个挤压片逐渐靠近(即挤压片上与液体提取管相接触的挤压面相互靠近时)并使得液体提取管的变形部发生变形时(即受到挤压时)，挤压模块处于挤压状态，此时挤压模块对液体提取管的变形部施加外作用力使得变形部从初始结构发生变形；

当两个挤压片逐渐远离(即挤压片上与液体提取管相接触的挤压面逐渐相互远离时)且对液体提取管不再施加作用力(或施加的作用力较小，使得变形部能够逐渐复原)，挤压模块处于非挤压状态，不再对液体提取管的变形部施加外作用力(或施加的外作用力很小)，使得变形部复原为初始状态(或变形部部分复原)。

例如，在一些实施例中，当自动化系统运行到对样本的离心过程时，离心装置首先对装有样本的离心管进行第一次离心(如以2000g的离心力离心10min)。离心结束后，液体提取管沿第三水平导轨移动到相应离心管的上方，然后沿第二竖直导轨向下移动，使得液体提取管的吸液端伸入到样本的上清液中，液体提取管在挤压模块或吸力模块的作用下开始吸取上清液部分。随后液体提取管继续移动并离开该离心管，然后将液体提取管内的上清液转移至备用离心管(即设置在离心工位中的离心管)。然后，通过第一移载机构将备用离心管安装到离心装置内，并对其进行第二次离心，待第二次离心结束后重复上述操作，再次将备用离心管中的上清液转移至新的备用离心管中。[36].进一步地，在一些实施例中，为了提高液体提取管在空间活动上的灵活性，所述第二移载机构还包括：沿水平方向上设置的第四水平导轨，且所述第四水平导轨为所述液体提取管所提供的水平移动路径和所述第三水平导轨所提供的水平移动路径不相同，其中，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第四水平导轨上，且所述液体提取管可在导轨连接件的带动下沿所述第四水平导轨上进行往复运动。[37].进一步地，为了避免液体提取管在移动过程中发生在液体滴落(例如，装有上清液的液体提取管在移动过程中出现漏液；或液体提取管的下端悬挂有液滴并在移动过程中落下)，从而对装置或生产环境造成污染。在一些实施例中，所述液体提取管还包括：设置在所述液体提取管下方的可移动(转动)的废液托盘。

例如，在一些实施例中，该废液托盘可以第二竖直导轨所在的方向为旋转轴进行旋转，当液体提取管需要进入离心管提取液体时，废液托盘旋转到非工作位，使得液体提取管可以无障碍地进入到离心管中；而当液体提取管在水平方向进行移动时，废液托盘旋转到工作位(即在竖直方向上与液体提取管对应)，使得当液体提取管发生液体滴落时，漏下的液滴能够落在废液托盘上，从而避免了对生产环境或生产装置造成污染。

进一步地，在一些实施例中，与第一移载机构相同，第二移载机构上也可设有红外定位模块，具体设置方式不再赘述。

进一步地，在一些实施例中，控制模块还包括可视化的控制屏，以便于工作人员对自动化系统进行实时监控与控制。

进一步地，在一些实施例中，所述孵育工位还设有溶液添加机构，用于向所述离心管加入相应的溶液。

具体地，溶液添加机构包括：液体添加管，和用于移动所述液体添加管的第三移载机构，其设置方式与液体提取管、第二移载机构相同。

进一步地，在一些实施例中，超滤浓缩器中的滤膜为超滤膜，优选地，该超滤膜优选为30kD的超滤膜。

进一步地，在一些实施例中，超滤浓缩装置内设有至少一个超滤浓缩位，该超滤浓缩位依次设有溶液收集腔、超滤膜以及废液收集腔(即收集液体的容器)。具体地，超滤膜设置在溶液收集腔的底部，溶液收集腔设置在超滤膜的下方，当向溶液收集腔内加入待过滤的液体(如上清液)时，该液体中部分组分通过超滤膜进入到废液收集腔，另外的组分(即外泌体)则留在超滤膜上。

为了将孵育室中获取到的上清液转移到超滤浓缩装置中进行浓缩，传输结构上还设置有液体转移机构，液体转移机构内设有液体转移管，以及第四移载机构，所述第四移载机构包括为所述液体转移管分别提供水平移动路径和竖直移动路径的第五水平导轨和第三竖直导轨，所述液体转移管通过导轨连接件分别与第五水平导轨和第三竖直导轨连接，使得所述液体转移管可以分别沿第五水平导轨和第三竖直导轨进行往复运动。

进一步地，在一些实施例中，液体转移机构的设置方式与液体提取机构的设置方式相同。例如，当孵育室完成第二次孵育后，液体转移管沿第五水平导轨运动到相应位置(液体转移管的下端对应于孵育室中的离心管)，然后，液体转移管再沿第三竖直导轨向下移动，直至液体转移管的下端伸入离心管内的上清液部分，然后吸取离心管内的上清液。待上清液提取完成后，液体转移管再次分别沿第三竖直导轨、第五水平导轨运动到与超滤浓缩装置中的溶液收集腔对应(即液体转移管的下端与溶液收集腔的开口相对应)，然后液体转移管释放所吸取的上清液，从而使得所吸取的上清液进入溶液收集腔中。进入溶液收集腔中的上清液在超滤浓缩装置中进行超滤浓缩，最终在超滤膜上收集到的物质即为外泌体。

本实施例中，各个工位的工作运行状态均由控制模块进行控制。[48].为了进一步地说明本实用新型的技术方案和技术效果，下面结合具体操作实例对本实施例中自动化系统中协同关系进行说明：

首先工作人员将收集到的样本转移到样本工位中的一个离心管中，然后开启自动化系统，该自动化系统基于预设次序依次执行如下操作：

第一次离心：

移载机械手抓取到一个装有样本的离心管(该离心管内装有200ml的尿液)，并将该离心管转移到离心装置中。待离心管稳定安装在相应的离心位置上后，且移载机转移到第一待定区(如不影响离心装置工作的区域)时，离心装置开启第一次离心(如以2000g的离心力离心10min)，离心结束后液体提取管提取样本中的上清液，即第一上清液(该步骤用于除去样本中的杂质，如细胞等)，并将其转移到备用离心管中。

第二次离心：

移载机械手抓取装有第一上清液的备用离心管，并将该备用离心管安装到适合的离心位置中，待离心管稳定安装在离心位置上后，且移载机械手转移到第一待定区时，离心装置开始第二次离心(如以17000g的离心力离心30min)，离心结束后，液体提取管再次提取样本中的上层液体，即第二上清液(提取到的上清液约为50ml)，该过程进一步除去了样本中的杂质(如细胞碎片)，并将第二上清液转移到另外的备用离心管(该备用离心管中包括预存的萃取吸附剂)中。[54].第一次孵育：

移载机械手含有第二上清液的备用离心管转移安装到孵育室中，进行第一次孵育(优选地孵育条件为：4℃孵育5min)。

第三次离心：

待第一次孵育结束后，移载机械手将孵育室中的备用离心管移动到离心装置中，离心装置开始第三次离心工作(以2000g的离心力离心30s)，离心结束后，液体提取管再次提取样本中的上清液，此时备用离心管内剩下萃取吸附剂和沉淀。

沉淀清洗：

向剩下萃取吸附剂和沉淀的备用离心管内添加适量缓冲液(如通过液体添加机构加入2ml的PBS缓冲液，即磷酸盐缓冲液)，然后对备用离心管再次进行离心，然后重复以上操作两次，最终在备用离心管内得到清洗后的沉淀。

第二次孵育：

沉淀清洗结束后，再次提取备用离心管中的上清液，此时备用离心管剩下沉淀，然后向备用离心管内加溶剂(如1ml的碱性水溶液)，移载机械手将装有沉淀的备用离心管转移到孵育室中进行第二次孵育(优选地，第二次孵育条件为：4℃孵育10min)。

超滤浓缩：

待第二次孵育结束后，移载机械手将备用离心管中的处理后的样本(即上清液)加入超滤浓缩装置中，超滤浓缩装置对处理后的样本进行超滤浓缩在超滤膜上得到外泌体。工作人员将该外泌体加入到预存有第二试剂(如第二试剂为PBS和蛋白酶抑制剂混合溶液，其中，PBS与蛋白酶抑制剂的比值为大约49:1,如容器中预存有980μL的PBS和20μL的蛋白酶抑制剂)的容器(如试管或离心管)中，最终得到外泌体样本溶液。

进一步地，参见图3，在一些实施例中，样本工位上设有离心管安装架11，离心管安装架上设有多个离心管安装位12，该离心管安装位12在使用时分别安装有离心管，其中多个离心管安装位12的中心位于同一圆周(即第一圆周)上，且相邻离心管安装位12的间距(即第一间距)相等，相应地，移载机械手上设有多个离心管固定结构，当移载机械手沿各个移动路径进行移动时，可以同时带动多个离心管进行移动。且为了实现各个装置的相互配合，离心装置21设有多个离心位置22，且多个离心位置22的中心位于同一圆周上(即第二圆周)，且相邻离心位置22的间距相等(即第二间距)。同样地，孵育室31中设有相应个数的孵育位32，且孵育位32的中心也位于同一圆周上(即第三圆周)，且相邻孵育位32的间距相等(即第三间距)。可以理解的是，第一、二、三圆周大小相等，且第一、二、三间距也相等。本实施例中，由于样本工位、离心工位、孵育工位中用于安装离心管的位置(如安装位、离心位等)均为相适应的设置，使得移载机械手可以同时带动多个离心管在各个工位之间进行移动与安装，提供自动化系统对样本的处理效率(即可以对批量的样本进行处理)。

进一步地，在一些实施例中，该自动化系统还包括：保护架，该保护架包括：顶面，以及与顶面相连的侧壁，所述顶面和侧壁围合成一容置空间，用于设置样本工位、离心工位、孵育工位、超滤浓缩工位以及传输结构。本实施例中，通过设置保护架使得自动化系统的其他装置(如离心装置、孵育室等)可以设置在相对封闭的容置空间内，从而使得自动化系统在工作过程中难以受到外界干扰(如避免外部灰尘进入到离心管中污染样本或外泌体)。

进一步地，在一些实施例中，保护架还包括至少一个操作窗口，且该操作窗口上设有可开合的门，具体地，该操作窗口对应于样本工位设置，使得工作人员可以通过该操作窗口向样本工位添加样本。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于提取外泌体的固相萃取自动化系统，其特征在于，包括：传输结构，所述传输结构设有用于供离心管移动的传输位，以及可带动所述离心管沿所述传输位往返移动的第一移载机构，沿所述传输位依次设有：样本工位、离心工位、孵育工位和超滤浓缩工位；其中，样本工位上设有安装架，所述安装架用于安装用于存储样本的至少一个所述离心管，离心工位设有至少一个离心装置，且所述离心装置上设有用于安装所述离心管的至少一个离心位置，孵育工位设有至少一个孵育室，以及为所述孵育室提供恒温环境的至少一个恒温器，超滤浓缩工位设有至少一个超滤浓缩装置。

2.根据权利要求1所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述样本工位、所述离心工位、所述孵育工位和所述超滤浓缩工位依次设置在所述传输位的同一侧。

3.根据权利要求1所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述第一移载机构包括：用于夹持所述离心管的移载机械手，以及分别为所述移载机械手提供水平移动路径和竖直移动路径的第一水平导轨和第一竖直导轨，且所述移载机械手包括：离心管固定结构，以及与所述离心管固定结构相连接的至少两个导轨连接件；其中，所述移载机械手通过所述至少两个导轨连接结构分别与所述第一水平导轨和所述第一竖直导轨连接，使得所述移载机械手可以沿所述水平移动路径和所述竖直移动路径进行往复运动。

4.根据权利要求3所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述第一移载机构还包括：为所述移载机械手提供水平移动路径的第二水平导轨，且所述第二水平导轨所提供的水平移动路径与所述第一水平导轨所提供的水平移动路径的方向不同；

其中，所述移载机械手通过导轨连接件与所述第二水平导轨连接，使得所述移载机械手可以沿所述第二水平导轨进行往复运动。

5.根据权利要求3所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述第一移载机构内还设有红外定位模块。

6.根据权利要求3所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述离心管固定结构上设有用于夹取所述离心管的至少两个夹片，当所述至少两个夹片逐渐靠近时，所述离心管固定结构由非夹持状态转变为夹持状态，夹紧所述离心管；

当所述至少两个夹片逐渐远离时，所述离心管固定结构由夹持状态转变非夹持状态，卸下所述离心管。

7.根据权利要求1所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述离心工位还设有液体提取机构，所述液体提取机构包括：至少一个液体提取管，以及用于控制所述液体提取管在空间上移动第二移载机构，其中，所述液体提取管用于提取离心后的所述样本的上清液。

8.根据权利要求7所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述第二移载机构包括：分别为所述液体提取管提供水平移动路径和竖直移动路径的第三水平导轨和第二竖直导轨，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第三水平导轨、第二竖直导轨上，且所述液体提取管可以在所述第三水平导轨和所述第二竖直导轨上进行往复运动。

9.根据权利要求8所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述第二移载机构还包括：沿水平方向上设置的第四水平导轨，且所述第四水平导轨为所述液体提取管所提供的水平移动路径和所述第三水平导轨所提供的水平移动路径不相同，其中，所述液体提取管通过导轨连接件安装在所述第四水平导轨上，且所述液体提取管可在所述第四水平导轨上进行往复运动的方式。

10.根据权利要求8所述的固相萃取自动化系统，其特征在于，所述离心工位还设有至少一个离心管，且所述离心工位中的所述离心管设置在所述液体提取管的下方；和/或，

所述液体提取管还包括：设置在所述液体提取管下方的可移动的废液托盘。

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