CN218146713U - 上样装置及核酸测序设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及核酸测序技术领域，公开了一种上样装置及核酸测序设备，上样装置包括机架、进出料机构和存储机构，通过进出样机构的第一承载件实现待测芯片的进样，通过第二承载件对已检测完成的芯片进行出样，并通过存储机构的第一存储区和第二存储区实现具有不同温度要求的试剂的存储和供给，因此，该上样装置能够适用于开放式的核酸测序，便于芯片的进样和出样，并且满足不同温度要求的多种试剂的供给，从而便于测试及芯片和试剂的对外交互，实现芯片和试剂的有序管理，以便核酸测序的有序进行。具有该上样装置的核酸测序设备也具备上述优点。

Description

上样装置及核酸测序设备

技术领域

本申请涉及核酸测序技术领域，尤其是涉及一种上样装置及核酸测序设备。

背景技术

目前的二代测序技术中，生化反应部分通常是采用微流控系统实现，主要是通过动力源、选择阀和管路等配合，将试剂盒流体可控地流过流动池的流体通道并和连接于流动池衬底上的待测序的核酸链接触，实现生化反应，该过程需要精准的温控系统和封闭流体系统，确保整个生化反应的充分进行，成本较高且易出现反应不均衡而影响检测结果的问题，并且试剂利用率低。因此，相关技术中，提出了一种开放式的核酸测序方法，使载有核酸分子的芯片依次浸泡在不同的反应容器中，以实现核酸测序，可避免封闭流体系统带来的高精度的温控需求和试剂的浪费问题。采用开放式的测序方法，需要对芯片进行上料、浸泡和下料，并且在检测过程中需要多次进行不同温度要求的多种试剂的灌注和补液，因此，该测序过程操作繁杂，处理节拍难以提升和优化。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种上样装置，能够便于芯片的进样和出样，并且便于不同温度要求的多种试剂的供给。

本申请还提出一种具有该上样装置的核酸测序设备。

根据本申请第一方面实施例的上样装置，包括机架、进出料机构和存储机构，所述进出料机构包括第一承载件、第二承载件和移动机构，所述移动机构连接于所述机架，用于驱使所述第一承载件和所述第二承载件沿进出料方向往复移动，所述第一承载件用于承载待测序的芯片，所述第二承载件用于承载测序完成后的芯片；所述存储机构连接于所述机架，包括第一存储区和第二存储区，所述第一存储区配置为在常温下存储试剂，所述第二存储区设置有温控模块，所述温控模块用于使所述第二存储区的温度维持在设定温度范围内，以便在所述温度范围内存储试剂，所述温度范围低于常温。

本申请第一方面实施例的上样装置至少具有如下有益效果：可通过进出样机构的第一承载件实现待测芯片的进样，第二承载件对已检测完成的芯片进行出样，并通过存储机构的第一存储区和第二存储区实现具有不同温度要求的试剂的存储和供给，因此，该上样装置能够适用于开放式的核酸测序，便于芯片的进样和出样，并且满足不同温度要求的多种试剂的供给，从而便于测试及芯片和试剂的对外交互，实现芯片和试剂的有序管理，以便核酸测序的有序进行。

根据本申请的一些实施例，所述移动机构包括第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件连接于所述第一承载件，用于驱使所述第一承载件沿所述进出料方向往复移动至第一位置或第二位置，所述第二移动组件连接于所述第二承载件，用于驱使所述第二承载件沿所述进出料方向往复移动至第三位置或第四位置，所述第二位置与所述第三位置相对应。

根据本申请的一些实施例，所述第一承载件设置有若干第一容纳槽，所述第一容纳槽适于收容待测序的芯片。

根据本申请的一些实施例，所述第一容纳槽内设置有第一传感器，用于检测所述第一容纳槽内芯片的有无。

根据本申请的一些实施例，所述第二承载件设置有若干第二容纳槽，所述第二容纳槽适于收容测序完成后的芯片。

根据本申请的一些实施例，所述第二容纳槽内设置有第二传感器，用于检测所述第二容纳槽内芯片的有无。

根据本申请的一些实施例，所述温控模块包括半导体制冷器或压缩式制冷器，所述半导体制冷器或所述压缩式制冷器用于对所述第二存储区内的试剂制冷以维持在所述温度范围内。

根据本申请的一些实施例，所述存储机构还包括试剂针和第三移动组件，所述第三移动组件连接于所述试剂针，用于驱使所述试剂针相对所述第一存储区和所述第二存储区移动，以抽取所需的试剂。

根据本申请的一些实施例，所述机架包括平台和机柜，所述平台位于所述机柜的顶部，所述进出料机构设置于所述平台上，所述存储机构设置于所述机柜的内部。

根据本申请的一些实施例，还包括转移机构，所述转移机构包括夹持组件和转移组件，所述夹持组件适于夹持所述芯片，所述转移组件连接于所述夹持组件；所述转移组件用于驱使所述夹持组件相对于所述第一承载件移动，以通过所述夹持组件获取所述第一容纳槽内的待测芯片，以及用于驱使所述夹持组件相对于所述第二承载件移动，以将检测完成的芯片放置于所述第二容纳槽内。

本申请第二方面实施例的核酸测序设备，包括生化反应装置和上述第一方面实施例的上样装置，其中，所述存储机构用于向所述生化反应装置提供试剂，所述进出料机构用于向所述生化反应装置提供待测芯片以及回收测试完成的所述芯片。

本申请第二方面实施例的核酸测序设备，至少具有如下有益效果：采用上述实施例的上样装置为生化反应装置提供试剂以及待测芯片，并能够回收测试完成的芯片，可便于对生化反应装置进行芯片上料和下料，并且便于检测过程中所需的不同温度的试剂的灌注和补液，有助于加快处理节拍，提高测序效率。

根据本申请的一些实施例，所述核酸测序设备还包括转移装置，所述转移装置包括夹持机构和转移机构，所述夹持机构适于夹持所述芯片，所述转移机构连接于所述夹持机构；所述转移机构用于驱使所述夹持机构在所述第一承载件、生化反应装置和第二承载件之间移动。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1为本申请实施例上样装置的结构示意图；

图2为本申请实施例上样装置的俯视图；

图3为图1示出实施例的俯视图；

图4为本申请实施例上样装置中进出样机构的部分结构示意图；

图5为本申请实施例核酸测序设备的结构示意图。

附图标记：

机架100，平台101，机柜102，到位感应器103；

进出料机构200，第一承载件201，第二承载件202，第一移动组件203，第二移动组件204，第一容纳槽205，第二容纳槽206，第一位置207，第二位置208，第三位置209，第四位置210；

存储机构300；

生化反应装置400，试剂容器401；

转移装置500。

具体实施方式

以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或器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申请的限制。

在本申请实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本申请实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

采用开放式的测序方法，与目前二代测序技术中采用微流控系统将试剂盒流体流过待测序的核酸链实现生化反应的方式不同的是，通过将待测芯片反复浸泡多种试剂实现生化反应，因此需要对芯片进行上料、浸泡和下料，并且在检测过程中需要对不同温度要求的多种试剂进行多次灌注和补液，操作较为繁杂，因此，在开放式的核酸测序过程中，芯片和试剂的管理是测序系统对外交互的重要环节，目前尚未有技术提供相应的方案解决试剂的供给以及芯片的进样和出样的问题。本申请第一方面实施例提供了一种上样装置，能够用于开放式核酸测序中，实现芯片的进样和出样，并且便于不同温度要求的多种试剂的供给。

图1为本申请实施例上样装置的结构示意图，图2为本申请实施例上样装置的俯视图，参考图1和图2，本申请第一方面实施例的上样装置，包括机架100、进出料机构200和存储机构300，进出料机构200包括第一承载件201、第二承载件202和移动机构，移动机构连接于机架100，用于驱使第一承载件201和第二承载件202沿进出料方向往复移动，第一承载件201用于承载待测序的芯片，第二承载件202用于承载测序完成后的芯片。存储机构300连接于机架100，包括第一存储区和第二存储区，第一存储区配置为在常温下存储试剂，可用于存储没有额外的温度要求的试剂，例如检测过程中使用到的一些中间缓冲液和清洗液等。第二存储区设置有温控模块，温控模块用于使第二存储区的温度保持在设定温度范围内，以便在相应的温度范围内存储试剂，该温度范围低于常温，因此可以储存具有低温要求的试剂，例如一些含有酶，或者样本的试剂。

因此，本申请实施例的上样装置应用于开放式的核酸测序中时，可通过进出样机构的第一承载件201实现待测芯片的承载，并通过移动机构进样，以便于后续工位对待测芯片进行上料，通过第二承载件202对已检测完成的芯片进行承载，并通过移动机构移出实现出样。通过存储机构300的第一存储区和第二存储区实现具有不同温度要求的试剂的存储和供给。由此，该上样装置能够适用于开放式的核酸测序，便于芯片的进样和出样，并且满足不同温度要求的多种试剂的供给，从而便于测试及芯片和试剂的对外交互，实现芯片和试剂的有序管理，以便核酸测序的有序进行。

图3为图1示出实施例的俯视图，参考图1和图3，根据本申请的一些实施例，移动机构包括第一移动组件203和第二移动组件204。第一移动组件203连接于第一承载件201，用于驱使第一承载件201沿进出料方向往复移动至第一位置207或第二位置208，从而可将承载有待测芯片的第一承载件201放置于第一位置207，并通过第一移动组件203移动至第二位置208实现芯片的进样，便于后续芯片的上料检测。第二移动组件204连接于第二承载件202，用于驱使第二承载件202沿进出料方向往复移动至第三位置209或第四位置210，从而将第二承载件202移动至第三位置209，用于承载检测完成后的芯片，并通过第二移动组件204移出至第四位置210，实现芯片的出料。第二位置208与第三位置209相对应，便于对同一生化反应装置400进行进料和出料。

其中，机架100上对应于第二位置208设置有到位感应器103，用于感测第一承载件201移动到第二位置208，以便于芯片上料。机架100上对应于第三位置209也设置有到位感应器103，用于感测第二承载件202移动到第三位置209，以便于芯片下料至第二承载件202上。

上述实施例中，第一移动组件203和第二移动组件204可相互独立，从而实现进样和出样的分别操作，有助于优化节拍。第一移动组件203和第二移动组件204可采用步进电机、伺服电机或直线电机实现。

图4为本申请实施例上样装置中进出样机构的部分结构示意图，其中示出了第一承载件201及第一移动组件203，参考图1和图4，在一些实施例中，第一承载件201设置有若干第一容纳槽205，第一容纳槽205适于收容待测序的芯片，例如，第一容纳槽205可设置为与芯片外形相适配的窄缝结构，能够收容芯片并可实现芯片的有效定位，从而便于机械化的上料操作。其中，第一容纳槽205的数量可以是1个或多个，例如2个、3个、4个、5个、6个或更多，多个第一容纳槽205沿第一设定方向间隔排布设置，从而实现待测芯片的有序进料，该第一设定方向可以与第一承载件201的进料方向一致，或者垂直于该进料方向，具体的排布方向可根据后续工序的结构进行合理配置。

在一些实施例中，第一容纳槽205内设置有第一传感器，用于检测第一容纳槽205内芯片的有无，第一传感器可选用工业生产中常用的有无检测传感器，例如限位开关或光电传感器等，由此便于后续检测工序准确获取第一承载件201上的芯片，例如通过机械手抓取芯片时，避免机械手空抓，从而确保抓取的准确性和安全性。

在一些实施例中，第二承载件202设置有若干第二容纳槽206，第二容纳槽206适于收容测序完成后的芯片，例如，第二容纳槽206可设置为与芯片外形相适配的窄缝结构，能够收容芯片。其中，第二容纳槽206的数量可以是1个或多个，例如2个、3个、4个、5个、6个或更多，多个第二容纳槽206沿第二设定方向间隔排布设置，实现芯片的有序回收和出料。其中，第二容纳槽206内还可以设置第二传感器，用于检测第二容纳槽206内芯片的有无，第二传感器选用工业生产中常用的有无检测传感器，例如限位开关或光电传感器等，由此可避免芯片重叠放置于同一第二容纳槽206而发生碰撞风险，保证安全性。需要说明的是，在一些实施例中，第二承载件202的结构与第一承载件201的结构可以相同，也可以不同。采用相同结构的第一承载件201和第二承载件202时，由于芯片进料时需要保持一定的位置精度以便于被后续工序准确获取，第一承载件201需要时常清洁维护，以保持第一容纳槽205对芯片的定位的准确性，而出料时，对芯片的定位要求低，因此第二承载件202的维护要求低于第一承载件201。

在一些实施例中，对于无需对检测完成后的芯片有序摆放的情况，第二承载件202也可以不设置上述的多个第二容纳槽206，而只需具有用于承载芯片的承载部即可，从而可避免芯片回收时的对位放置，能够有效简化结构和操作控制。

参考图1和图2，温控模块可采用半导体制冷或压缩制冷的方式，以冷却第二存储区中的试剂。例如，温控模块包括半导体制冷器或压缩式制冷器，半导体制冷器或压缩式制冷器用于对第二存储区内的试剂制冷以维持在所需温度范围内，例如，在一些实施例中，温控模块用于使第二存储区的试剂保持在4℃至8℃之间，该温度适于保存一些含有酶或者样本的试剂，可采用常用的温控器实现温度的反馈和半导体制冷器或压缩式制冷器的工作状态的调节，从而维持所需的温度范围。半导体制冷器不需制冷剂、具有体积小、无噪音，重量轻等特点，且工作可靠，操作简便。压缩式制冷器主要包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，通过压缩机的抽吸压缩、冷凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的不停循环过程，达到使被冷对象温度下降目的，具有较高的制冷系数。两种制冷方式均能够实现第二存储区的有效制冷，具体实施时可根据实际的制冷和安装需求进行合理选择配置。

在一些实施例中，存储机构300还包括试剂针和第三移动组件，第三移动组件连接于试剂针，用于驱使试剂针相对第一存储区和第二存储区移动，通过试剂针抽取所需的试剂以便灌注和补液。

移液器是实验设备中通常用来准确移取一定体积的溶液的量器，因此，存储机构300也可根据试剂的体积和灌注或补液要求选择合适规格的移液器，以实现各试剂的定量移取，从而进行灌注或补液。

参考图1和图2，在一些实施例中，机架100包括平台101和机柜102，平台101位于机柜102的顶部，进出料机构200设置于平台101上，存储机构300设置于机柜102的内部，由此形成上下布局的结构，整体较为紧凑，可减少占用面积。

在一些实施例中，还包括转移机构，转移机构包括夹持组件和转移组件，夹持组件适于夹持芯片，转移组件连接于夹持组件；转移组件用于驱使夹持组件相对于第一承载件201移动，以通过夹持组件获取第一容纳槽205内的待测芯片，以及用于驱使夹持组件相对于第二承载件202移动，以将检测完成的芯片放置于第二容纳槽206内。

图5为本申请实施例核酸测序设备的结构示意图，参考图5，本申请第二方面实施例的核酸测序设备，包括生化反应装置400和上述第一方面实施例的上样装置，其中，生化反应装置400具有多个试剂容器401，用于灌注试剂以便芯片的浸泡反应，存储机构300用于向生化反应装置400的试剂容器401提供试剂，进出料机构200用于向生化反应装置400提供待测芯片以及回收测试完成的芯片。由此，可便于对生化反应装置400进行芯片上料和下料，并且便于检测过程中所需的试剂的灌注和补液，有助于加快处理节拍，提高测序效率。

参考图5，在一些实施例的核酸测序设备中，还包括转移装置500，转移装置500包括夹持机构和转移机构，夹持机构适于夹持芯片，转移机构连接于夹持机构；转移机构用于驱使夹持机构在第一承载件201、生化反应装置400和第二承载件202之间移动。转移机构可位于第一承载件201和第二承载件202的同一侧，第一承载件201和第二承载件202可沿进样方向靠近或远离转移机构，从而便于芯片的进料和出料。其中，转移机构可以采用多轴机械臂，实现夹持机构的位置转移，夹持机构可以采用机械抓手或吸盘，实现芯片的持取。

进料时，可将装载有待测芯片的第一承载件201放置于第一移动组件203，通过第一移动组件203将第一承载件201朝向生化反应装置400方向移动，实现芯片的进料，转移机构可驱使夹持机构相对于上样装置移动至第一承载件201处，通过夹持机构获取承载于第一承载件201上的待测芯片，并通过转移机构驱使夹持机构移动至生化反应装置400，从而将待测芯片上料至生化反应装置400。

检测完成后，芯片出料时，可通过转移机构驱使夹持机构移动至生化反应装置400处，并通过夹持机构获取通过生化反应装置400检测完成的芯片，再通过转移机构驱使夹持机构移动至第二承载件202处放置，通过第一移动组件203驱使第二承载件202移动以将收集的芯片送出，实现出料。

由上述可知，本申请实施例的核酸测序设备适用于开放式的检测，可通过上样装置实现芯片和试剂的对外交互，从而有助于加快处理节拍，提高检测效率。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (11)

1.上样装置，其特征在于，用于核酸测序中，包括：

机架；

进出料机构，包括第一承载件、第二承载件和移动机构，所述移动机构连接于所述机架，用于驱使所述第一承载件和所述第二承载件沿进出料方向往复移动，所述第一承载件用于承载待测序的芯片，所述第二承载件用于承载测序完成后的芯片；

存储机构，连接于所述机架，包括第一存储区和第二存储区，所述第一存储区配置为在常温下存储试剂，所述第二存储区设置有温控模块，所述温控模块用于使所述第二存储区的温度维持在设定温度范围内，以便在所述温度范围内存储试剂，所述温度范围低于常温。

2.根据权利要求1所述的上样装置，其特征在于，所述移动机构包括第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件连接于所述第一承载件，用于驱使所述第一承载件沿进出料方向在之间往复移动至第一位置或第二位置，所述第二移动组件连接于所述第二承载件，用于驱使所述第二承载件沿所述进出料方向往复移动至第三位置或第四位置，所述第二位置与所述第三位置相对应。

3.根据权利要求1所述的上样装置，其特征在于，所述第一承载件设置有若干第一容纳槽，所述第一容纳槽适于收容待测序的芯片。

4.根据权利要求3所述的上样装置，其特征在于，所述第一容纳槽内设置有第一传感器，用于检测所述第一容纳槽内芯片的有无。

5.根据权利要求1所述的上样装置，其特征在于，所述第二承载件设置有若干第二容纳槽，所述第二容纳槽适于收容测序完成后的芯片。

6.根据权利要求5所述的上样装置，其特征在于，所述第二容纳槽内设置有第二传感器，用于检测所述第二容纳槽内芯片的有无。

7.根据权利要求1所述的上样装置，其特征在于，所述温控模块包括半导体制冷器或压缩式制冷器，所述半导体制冷器或所述压缩式制冷器用于对所述第二存储区内的试剂制冷以维持在所述温度范围内。

8.根据权利要求1所述的上样装置，其特征在于，所述存储机构还包括试剂针和第三移动组件，所述第三移动组件连接于所述试剂针，用于驱使所述试剂针相对所述第一存储区和所述第二存储区移动，以抽取所需的试剂。

9.根据权利要求8所述的上样装置，其特征在于，所述机架包括平台和机柜，所述平台位于所述机柜的顶部，所述进出料机构设置于所述平台上，所述存储机构设置于所述机柜的内部。

10.核酸测序设备，其特征在于，包括生化反应装置和权利要求1至9中任一项所述的上样装置，其中，所述存储机构用于向所述生化反应装置提供试剂，所述进出料机构用于向所述生化反应装置提供待测芯片以及回收测试完成的所述芯片。

11.根据权利要求10所述的核酸测序设备，其特征在于，还包括转移装置，所述转移装置包括夹持机构和转移机构，所述夹持机构适于夹持所述芯片，所述转移机构连接于所述夹持机构；所述转移机构用于驱使所述夹持机构在所述第一承载件、所述生化反应装置和所述第二承载件之间移动。

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