CN217962976U - 一种自动筛选分装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动筛选分装装置，包括底座以及设置在底座上的离心模块、分样模块、光源检测模块、电气控制模块、动力输液模块；离心模块包括离心管架以及与离心管架配合的取样针，离心管架上沿周向设有多个离心试管放置孔，取样针的上端与纵向驱动单元固定；分样模块包括分样管架以及与分样管架配合的分样针，分样管架上沿周向设有多个收集管放置孔，分样针的上端与横向驱动单元固定；取样针上端的取样接管依次连接动力输液模块、光源检测模块后与分样针上端的分样接管连接；电气控制模块分别与纵向驱动单元、横向驱动单元、光源检测模块和动力输液模块电连接。本实用新型将进样、检测和收集过程整合在一起，结构紧凑，便于操作。
Description
技术领域
本实用新型属于生物化学样品和试剂的自动化处理领域，尤其是涉及一种用于超速离心特定组分的自动筛选分装的装置。
背景技术
生物粒子经过超速离心后，可根据物质的沉降系数或密度的差别进行组分的分离，实验室传统组分收集方法主要有取代法、穿刺法、虹吸法。
如公开号为CN112827210A的中国专利文献公开了一种澄清胰脏提取液的制备方法，将胰脏刨片磨浆，加入水，调节pH为2.0-3.0后在5-10℃下搅拌提取，提取后过滤去除滤渣，调节滤液pH至3.0-5.0；在搅拌条件下向滤液中加入聚丙烯酰胺溶液，当观察到有明显的大颗粒絮凝物形成时，停止搅拌，静置，待分层明显后，虹吸上层液，下层液离心，将离心液与虹吸液合并，过滤澄清即可得到澄清的胰脏提取液。
然而，这些方法都是通过手动收集来完成，面临着手动操作稳定性不可控、重复性差以及精度低等问题，国内还未有取代手动收集的自动化设备。
国外主要有BioComp、Brandel、Teledyne Isco等公司研发的自动收集设备，但这些设备存在以下问题：1)适用的离心管和收集管固定；2)体积大，整体性差，由进样装置、检测装置、组分收集装置分布式组合；3)不支持一次性工艺，存在穿刺的部件污染与交叉污染的风险以及紫外检测器污染与交叉污染的风险。
实用新型内容
本实用新型提供了一种自动筛选分装装置，将进样、检测和收集过程整合在一起，结构紧凑，使进样和收集稳定，便于操作。
一种自动筛选分装装置，包括底座以及设置在底座上的离心模块、分样模块、光源检测模块、电气控制模块、动力输液模块；
所述的离心模块包括可转动固定在底座上的离心管架以及与离心管架配合的取样针，所述的离心管架上沿周向设有多个离心试管放置孔，所述的取样针的上端与纵向驱动单元固定，所述的纵向驱动单元用于驱动取样针上下移动；
所述的分样模块包括可转动固定在底座上的分样管架以及与分样管架配合的分样针，所述的分样管架上沿周向均匀设有多个收集管放置孔，所述的分样针的上端与横向驱动单元固定，所述的横向驱动单元用于驱动分样针水平横向移动；
所述取样针的上端连接有取样接管，所述取样接管依次连接动力输液模块、光源检测模块后与分样针上端的分样接管连接；
所述的电气控制模块分别与纵向驱动单元、横向驱动单元、光源检测模块和动力输液模块电连接。
进一步地，所述的离心管架和分样管架的底部分别通过旋转电机与底座固定，所述的旋转电机与电气控制模块电连接。
进一步地，所述的纵向驱动单元包括与电机固定板固定的取样推杆电机，所述的电机固定板固定在底座上；所述取样推杆电机的输出端与取样推杆的下端固定，所述的取样推杆的上端通过取样针固定支架与取样针上端固定。
进一步地，所述的横向驱动单元包括与电机固定板固定的分样推杆电机；所述分样推杆电机的输出端与分样推杆的一端连接，分样推杆的另一端通过分样针固定支架与分样针上端固定。
进一步地，所述的光源检测模块包括光谱仪和紫外对射座，所述的紫外对射座中设有流通池；所述紫外对射座的进口端与动力输液模块的输出端连接，紫外对射座的出口端与分样接管连接；所述紫外对射座的信号输出端与光谱仪的输入端连接，所述光谱仪的输出端与电气控制模块电连接。
进一步地，所述的动力输液模块包括蠕动泵泵头以及用于驱动蠕动泵泵头的步进电机，所述蠕动泵泵头的进口端与取样接管连接，蠕动泵泵头的出口端与紫外对射座的进口端连接。
进一步地，所述的电气控制模块包括电源和PCB控制板，所述的PCB控制板通过PCB安装底座固定在固定支架上，所述的固定支架与底座固定。
进一步地，所述底座的侧边上设有废液收集管。
进一步地，所述的分样管架沿径向设有三层收集管放置孔，每一层均匀设有多个收集管放置孔。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本发明将离心模块、分样模块、光源检测模块一体式整合，取代了传统的分布式组合，离心管架和收集管架置于同一平台、离心管架和收集管架做旋转运动、取样针和分样针分别做上下和左右运动，取代传统的矩形管架以及多次的平移运动，在较小的空间里留出管路接口，节约了管路用量，装置整合度高，整体体积大幅减小，满足在生物安全柜内操作的需求。
2、本实用新型采用电气控制模块对离心模块、分样模块、光源检测模块和动力输液模块进行自动化控制，可实现进样流速调节、组分收集体积调节、实时紫外显示与标记以及历史数据存档功能，具有极大的兼容性，可满足同类操作的样品收集使用。
3、本实用新型分别通过纵向驱动单元和横向驱动单元来驱动取样针和分样针，形成空间错位，可以简化运动结构，节省运动空间。
附图说明
图1为本实用新型一种自动筛选分装装置的总装图；
图2为本实用新型一种自动筛选分装装置的内部结构示意图；
图3为本实用新型中纵向驱动单元和横向驱动单元的结构图。
图中：1-底座、2-离心管架、3-离心试管、4-取样针、5-取样针固定支架、6-取样接管、7-蠕动泵泵头、8-后保护外壳、9-紫外对射座、10-前保护外壳、11-电机安装板、12-废液收集管、13-底座、14-取样旋转电机、15-步进电机、16-PCB控制板、17-电源、18-PCB安装底座、19-光谱仪、20-分样管架、21-电机驱动器、22-取样推杆电机、23-取样推杆、24-电机固定板、25-分样推杆电机、26-分样推杆、27-光电开关、28-固定支架、29-分样针、30-支撑杆、31-收集管、32-光电开关、33-分样接管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1～3所示，一种自动筛选分装装置，包括底座13以及设置在底座13上的离心模块、分样模块、光源检测模块、电气控制模块和动力输液模块。底座13的侧边上设有废液收集管12。
底座13上设有保护壳，分别为底座保护外壳1、后保护外壳8和前保护外壳10。
离心模块用于超速离心病毒粒子，包括离心管架2、离心试管3以及用来控制取样针4的上下运动的纵向驱动单元。离心管架2有六个圆周排列的离心试管放置孔，离心试管放置孔与离心试管3匹配，且不同开口形状的离心试管3都可放置于离心管架2上。离心管架2的底部与取样旋转电机14的电机轴连接，可做旋转运动，取样旋转电机14通过电机安装板11与底座13固定。
如图3所示，纵向驱动单元包括取样针固定支架5、电机驱动器21、取样推杆电机22、取样推杆23，取样推杆电机22的上端和电机固定板24固定，下端固定在电机驱动器21上。
取样推杆电机22的输出端与取样推杆23的下端固定，取样推杆23的上端通过取样针固定支架5与取样针4的上端固定。电机驱动器21里的控制信号控制取样推杆23的运动距离，当取样针4到达离心试管3底部时，开始取样，完成一支离心试管3里的采样后，取样针4上移，离心管架2旋转至下一只未被取样的离心试管3，重复上述操作，直至所有离心试管3取样完毕。
分样模块用于分装离心管的特定组分样品，包括分样管架20、收集管31以及用于控制分样针29的左右水平运动的横向驱动单元。分样管架20有三圈圆周排列的收集管放置孔，孔洞形状与收集管31匹配，分样管架20的底部与电机轴连接，可做旋转运动。
如图3所示，横向驱动单元包括分样推杆电机25、分样推杆26，推杆电机25固定在电机固定板24。分样针29与取样针4的运动结构类似，不同的是分样针29在分样推杆电机25的控制下做左右运动，在分样时，分样管架20做旋转运动，当分装完一圈的收集管31后，分样针29向右移动一格，继续开始下一圈的分装，重复上述步骤，直至将离心试管3的特定组分样品全部分样完毕。
光源检测模块采用LED灯代替传统的氘灯，可以在满足检测需求的情况下节约很大的成本，降低能耗。具体包括光谱仪19和紫外对射座9。光检主要通过检测卡在紫外对射座9里的流通池样品，并将数据传入光谱仪19，光谱仪19分析后快速反馈信号给电机驱动器21，从而确定是要保留还是废弃此刻的样品。
固定支架28上设有与分样推杆26相配合的光电开关27，用于对分样推杆26左右运动进行限位控制。电机固定板24上也设有与取样推杆23配合的光电开关32，用于对取样推杆23的上下运动进行限位控制。
离心管中用户指定频段范围内的样品，通过光源检测模块检测，满足要求的会被送至收集管31，非频段内的样品将会被送至废液收集管12。
如图2所示，电气控制模块主要包括电源17、PCB控制板16以及PCB安装底座18。PCB控制板16通过PCB安装底座18固定在固定支架28上，所述的固定支架28通过支撑杆30与底座13固定。
动力输液模块用于将离心管里的样品送至紫外对射座9里的流通池进行检测，检测后的样品通过分样针29分装至收集管31里，或直接送至废液收集管12里。如图1、图2所示，动力输液模块包括蠕动泵泵头7和步进电机15。
本发明中，通过管路联通各个模块，取样针4的上端连接有取样接管6，取样接管6通过管路依次连接蠕动泵泵头7、紫外对射座9后与分样针29的上端的分样接管33连接。各连接管路和紫外对射座9中的流通池可在线清洗、灭菌以及整体抛弃。
软件控制主要通过外设的surface控制，支持有线/无线连接，可实现进样流速可调节、组分收集体积可调节、实时紫外显示与标记以及历史数据存档功能。
利用本实用新型进行超速离心特定组分的方法，包括如下步骤：
S1、分别将离心试管3和收集管31放入对应的离心管架2和分样管架20上，离心试管3内存有需要分样的样品；
S2、启动电源17，离心模块和分样模块开始工作，取样旋转电机14带动离心管架2旋转，进行离心；
S3、离心完毕后，取样推杆电机22带动取样推杆23运动，控制取样针4的上下运动，电机驱动器21通过光电开关的控制信号控制取样推杆23的运动距离，当取样针4到达离心试管3底部时，开始取样，完成取样后取样针4上移，离心管架2旋转至下一只未被取样的离心试管3；
S4、光源检测模块开始检测离心模块处理完的样品，主要是检测卡在紫外对射座9中流通池中的样品，光谱仪19在分析后将反馈信号传给分样推杆电机的驱动器，符合条件则将样品送入分样模块，不符合则送至废液收集管12；
S5、离心模块处理完的样品经过检测后进入收集管31，分样针29在分样推杆电机25的控制下做左右运动，在分样时，分样管架20做旋转运动，当分装完一圈的收集管31后，分样针29向右移动一格，继续开始下一圈的分装。
以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动筛选分装装置，其特征在于，包括底座以及设置在底座上的离心模块、分样模块、光源检测模块、电气控制模块、动力输液模块；
所述的离心模块包括可转动固定在底座上的离心管架以及与离心管架配合的取样针，所述的离心管架上沿周向设有多个离心试管放置孔，所述取样针的上端与纵向驱动单元固定，所述的纵向驱动单元用于驱动取样针上下移动；
所述的分样模块包括可转动固定在底座上的分样管架以及与分样管架配合的分样针，所述的分样管架上沿周向均匀设有多个收集管放置孔，所述的分样针的上端与横向驱动单元固定，所述的横向驱动单元用于驱动分样针水平横向移动；
所述取样针的上端连接有取样接管，所述取样接管依次连接动力输液模块、光源检测模块后与分样针上端的分样接管连接；
所述的电气控制模块分别与纵向驱动单元、横向驱动单元、光源检测模块和动力输液模块电连接。
2.根据权利要求1所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的离心管架和分样管架的底部分别通过旋转电机与底座固定，所述的旋转电机与电气控制模块电连接。
3.根据权利要求1所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的纵向驱动单元包括与电机固定板固定的取样推杆电机，所述的电机固定板固定在底座上；所述取样推杆电机的输出端与取样推杆的下端固定，所述的取样推杆的上端通过取样针固定支架与取样针上端固定。
4.根据权利要求3所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的横向驱动单元包括与电机固定板固定的分样推杆电机；所述分样推杆电机的输出端与分样推杆的一端连接，分样推杆的另一端通过分样针固定支架与分样针上端固定。
5.根据权利要求4所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的光源检测模块包括光谱仪和紫外对射座，所述的紫外对射座中设有流通池；所述紫外对射座的进口端与动力输液模块的输出端连接，紫外对射座的出口端与分样接管连接；所述紫外对射座的信号输出端与光谱仪的输入端连接，所述光谱仪的输出端与电气控制模块电连接。
6.根据权利要求5所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的动力输液模块包括蠕动泵泵头以及用于驱动蠕动泵泵头的步进电机，所述蠕动泵泵头的进口端与取样接管连接，蠕动泵泵头的出口端与紫外对射座的进口端连接。
7.根据权利要求1所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的电气控制模块包括电源和PCB控制板，所述的PCB控制板通过PCB安装底座固定在固定支架上，所述的固定支架与底座固定。
8.根据权利要求1所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述底座的侧边上设有废液收集管。
9.根据权利要求1所述的自动筛选分装装置，其特征在于，所述的分样管架沿径向设有三层收集管放置孔，每一层均匀设有多个收集管放置孔。
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