CN218298273U - 一种样本移液封盖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种样本移液封盖装置，包括机架以及设置在其上的移液装置和压盖装置：该移液装置包括滴液台、耗材料仓以及设置在其上的移液机械手，该移液机械手用于将该耗材料仓内的八连管移送至滴液台，并从含有检测样本的核酸提取管内取液滴入到该八连管，得到待检样品；该压盖装置用于将八连盖盖压紧盖入该八连管。本实用新型所述的样本移液封盖装置集身裂解样本的开盖、取液、滴液、取盖、压盖等一系列功能，全自动机械化操作，可大大降低相关专业人员需求，节约医疗资源，降低防疫成本。

Description

一种样本移液封盖装置

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种样本移液封盖装置。

背景技术

近年来，新、突发传染病呈现来源多、传播快、波及广等特点，给传染病防控和社会稳定带来了巨大挑战。尤其是对于海关、基层医疗机构这类场所，建立健全重大传染病病原体核酸检测体系变得尤为关键。

然而，现有核酸检测体系仍有较大提升空间，核酸检测主要依托专业机构，多采用大型、高通量、自动化设备，且样品预处理步骤繁琐、耗时长，难以适用于现场快速诊断。

近年来，已有一系列具备自动化“样品进-结果出”特征的病原核酸检测平台出现，但或成本高昂(需酶促扩增)、或通量有限(大多单一靶标)、或关键检测性能不足(如灵敏度达不到单拷贝/测试)，尚不能完全满足现场快速实时诊断的需求。

在全球新冠诊断方法中，核酸检测是公认的“金标准”。目前，常规的核酸检测包括采样及前处理、核酸提取、PCR扩增和数据分析这4个流程，且必须依赖专业的实验室、精密的PCR设备和专业的操作人员，但仍不可避免出现医护人员感染、病毒/试剂交叉污染、检测流程试剂多个独立空间以及检测结果一致性不理想等问题，使得核酸快速检测一体机的研发迫在眉睫。

现有核酸检测一体机主要分为以下三类：流水线自动化系统、卡盒式一体化机器以及其他型式一体化机器(免扩增、免提取核酸等)。流水线自动化系统是最成熟的一体化核酸检测仪，开发主要是基于用机械自动化替换人工的理念，将人工操作的部分缩减至仅需放置试剂耗材和样本管，由样品导入、样品转移、样品分离提纯扩增以及扩增检测这4个模块组成。能实现从样本移液、样本准备、扩增检测、结果计算和上传全流程的自动化，有效提高操作人员的防护力和避免外源污染，但设备体积限制了其POCT应用的潜力。

国外代表性产品Roche cobas 8800，其24h检测通量高达2880；国内以上海之江的“青耕一号”为代表，24小时连续工作只需4次人工耗材移放，能大幅节省专业检测人力，每日单管检测通量达4500。卡盒式一体化机器将流水线式系统的所有功能集成在一个卡盒内，大大缩减了设备体积，加速了检测流程和提高了便携性。

国外代表性产品cepheid infinity80-80，其定义了“样本进，结果出”的分子POCT产品概念，基于特殊的微流控试剂卡盒和积木式累加的反应模块组成，样本的处理、核酸提取纯化、体系配置和扩增检测都在特殊的试剂盒中完成，24h 检测通量可达768，且能实现随到随检；

国内Automolec 3000是当前国产分子诊断一体机的巅峰，不仅把核酸提取、纯化、扩增、检测集成到了一台机器上，还做到了“样本随来随检”。突破了以前高通量一体机只能按批量检测的限制。

随着对检测速度和便携式要求的不断提高，免扩增型和免提取型核酸一体化检测设备不断涌现，通过优化裂解流程和后端扩增试剂，清华大学研发出免核酸提取的一体集成化微流控卡盒，可在30分钟内实现“样本入，结果出”；基于CRISPR-Cas13a体系靶标特异性识别并激活非特异性切割功能的特性，日本开发出9分钟内自动检测新冠病毒装置。

综上，国内外相关产品层出不穷，国外产品在机械精度控制和新技术开发应用方面略有优势，但大多停留在研发层面，市面上缺少大规模应用的相关资料和实践，提示还有很大的改进空间。国内产品在PCR扩增模块、通量扩展和防护模块进行了更多的思考，尤其是在基层可实际推广应用的自动化一体机还需要投入更多的研究。

针对新、突发感染性疾病频繁爆发的趋势，核酸快速检测一体机的发展趋势将由大体积流水线式自动化转向微型自动化卡盒式检测装置，最后融合检测新方法和新技术推动其向快速、精准、高通量、一体化、全自动化、微型化分子诊断设备发展。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种样本移液封盖装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。

一种样本移液封盖装置，包括机架以及设置在其上的移液装置和压盖装置：

所述移液装置包括滴液台、耗材料仓以及设置在其上的移液机械手，

所述移液机械手用于将所述耗材料仓内的八连管移送至滴液台，并从含有检测样本的核酸提取管内取液滴入到所述八连管，得到待检样品；

所述压盖装置用于将八连盖盖压紧盖入所述八连管。

优选的，还包括取液台，所述取液台为台架结构，用于安放已经开盖的含有检测样本的核酸提取管。

优选的，所述耗材料仓包括以下耗材中的至少一种：

八连管，用于盛装从核酸提取管中取出的待检样本；

八连盖，用于封盖所述八连管；

移液套管，用于从所述核酸提取管中取液滴入到所述八连管中。

优选的，所述移液机械手包括：

用于驱动其沿所述机架左右方向移动的X轴驱动器六；

用于驱动其沿所述机架前后方向移动的Y轴驱动器六；

用于驱动其沿所述机架上下方向移动的Z轴驱动器六；

用于将所述八连管移至所述滴液台的夹爪七；

移液器，用于操作所述移液套管从所述取液台上的核酸提取管取液并滴入到所述滴液台上的八连管里。

优选的，所述移液机械手还设置有用于将所述八连盖移送至八连管上的夹爪八。

优选的，所述压盖装置包括：

压盖台，用于安放带有八连盖的八连管，在所述压盖台的的下部设置有驱动其移动到压盖机下方的直线驱动机构；

压盖机，用于将所述八连盖压紧盖入所述八连管。

优选的，还包括套管回收装置，所述套管回收装置装有消毒剂，用于存放使用过的移液套管。

优选的，还包括消杀装置，用于在检测前、检测后进行消杀动作，以避免受检样本受到污染或泄漏。

优选的，所述耗材料仓为抽屉状结构，其可沿所述机架左右方向抽离机架，以更换所述耗材。

优选的，所述X轴驱动器六、Y轴驱动器六、Z轴驱动器六、直线驱动器均为直线驱动机构，其驱动方式为电动、气动或液压驱动方式。

本实用新型所述的样本移液封盖装置，相对于现有技术，具有以下优点：

(1)全自动机械操作，节约医疗资源，降低专业人员需求。本实用新型所述的样本移液封盖装置，集身裂解样本的开盖、取液、滴液、取盖、压盖等一系列功能，全自动机械化操作，可大大降低相关专业人员需求，节约医疗资源，降低防疫成本。

(2)封闭空间的操作，完备的消杀措施，避免交叉感染。本实用新型所述的样本移液封盖装置，皆在机架内相对密闭的空间中完成，且具备一系列的如高温灭菌、紫外灯灭菌等符合国家标准的杀菌、灭菌措施，可有效防止避免交叉污染，极大的提高疫情防控效率，降低人群感染风险。

(3)结构紧凑，可实现多多节点、多层次、快速部署。本实用新型所述的样本移液封盖装置，结构紧凑、占地面积小、轻量化、布置灵活，可组成全自动无人化核酸采样及检测系统，系统模块化程度高，针对目前国内疫情纷繁复杂、多层次、分布式、突发性的疫情防控需求，极易部署，可快速推广至城市社区、学校、园区、酒店、工地、交通入口、大型商超、城乡接合部以及广大农村地区，筑牢基层疫情防控的坚强堡垒。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置装于整机的结构示意图；

图2为图1隐藏机架上的封板的结构示意图；

图3为图2隐藏机架底部结构的示意图一；

图4为图2隐藏机架底部结构的示意图二；

图5为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图一；

图6为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图二；

图7为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图三；

图8为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图四；

图9为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图五；

图10为本实用新型实施例所述样本移液封盖装置的结构示意图六。

附图标记说明：

1-机架；

11-废料收集装置；

12-消杀装置；

13-识别验证装置；

14-隔离门装置；

2-样本预处理装置；

21-样本富集装置；

22-样本裂解装置；

3-待检样本预制装置；

31-移管装置；

311-取液台；

3111-夹爪六；

312-移管机械手；

3121-X轴驱动器五；

3122-Y轴驱动器五；

3123-Z轴驱动器五；

3124-旋转爪三；

32-移液装置；

321-滴液台；

322-耗材料仓；

3221-八连管；

3222-八连盖；

3223-移液套管；

3224-套管回收装置；

323-移液机械手；

3231-X轴驱动器六；

3232-Y轴驱动器六；

3233-Z轴驱动器六；

3234-夹爪七；

3235-移液器；

3236-夹爪八；

33-压盖装置；

331-压盖台；

3311-直线驱动器；

332-压盖机；

4-PCR仪；

5-试管料仓；

51-富集管；

511-富集盖；

52-裂解管；

53-核酸提取管；

6-升降装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

需要说明的是，下文中所述的步骤，其后缀的数字，只是为了区分不同的步骤，并不代表步骤的顺序。

图1为本实施例所述样本移液封盖装置应用于整机结构示意图，图2为图1 去除机架1上的蒙板的结构示意图，图3、图4为图2去除机架1底部结构的两个示意图，图5、图6分别为本实施例所述样本移液封盖装置的两个结构示意图。

如图中所示，该待检样本预制装置3的核心即为样本移液封盖装置，其主要包括由后至前依序设置在机架1上的压装置33和移液装置32。在机架1后部还封闭设置有升降装置6，用于传送该试管料仓5，该试管料仓5用于提供存有裂解液的裂解管52以及存放含有受检样本的核酸提取管53。

该移管装置31包括取液台311以及设置在其上方的移管机械手312，该移管机械手312用于将该试管料仓5内装有裂解样本的核酸提取管53移送至取液台311并开盖；该压盖装置33用于将八连盖3222盖压紧盖入所述八连管3221，该移液装置32包括滴液台321、耗材料仓322以及设置在其上的移液机械手323，该移液机械手323用于将该耗材料仓322内的八连管3221移送至滴液台321，并从该核酸提取管53内取液滴入到该八连管3221，得到待检样品。

图7和图8为移管装置31的两个结构示意图，参照图7、8所示，该移管装置31的取液台311为台架结构，其下部设置有用于夹持该核酸提取管53的夹爪六3111。该移管机械手312包括：X轴驱动器五3121、Y轴驱动器五3122、 Z轴驱动器五3123和旋转爪三3124，X轴驱动器五3121用于驱动其沿该机架1 左右方向移动，Y轴驱动器五3122用于驱动其沿该机架1前后方向移动，Z轴驱动器五3123用于驱动其沿该机架1上下方向移动，旋转爪三3124用于夹持该核酸提取管53并旋转开盖。

具体工作时，移管机械手312将该试管料仓5内装有裂解样本的核酸提取管53移送至取液台311，取液台311的夹爪六3111夹紧该核酸提取管53，旋转爪三3124将该核酸提取管53的富集盖511旋开以供移液机械手323的移液器 3235取液，取液完成后，旋转爪三3124将该核酸提取管53的管盖盖回并拧紧，夹爪六3111松开该核酸提取管53，该移管机械手312将该核酸提取管53送回至该试管料仓5。

图9和图10为移液装置32的两个结构示意图，图10中，隐藏了移液装置 32X轴驱动器六3231和Y轴驱动器六3232，显示出了压盖装置33的结构示意图。参照图7、图8、图9和图10所示，该移液装置32的耗材料仓322为抽屉状结构，其可沿该机架1左右方向抽离机架1，以更换该耗材。该耗材包括：八连管3221，用于盛装从核酸提取管53中取出的待检样本；八连盖3222，用于封盖该八连管3221；移液套管3223，用于从该核酸提取管53中取液滴入到该八连管3221中。在该耗材料仓322上，还设置了套管回收装置3224，该套管回收装置3224装有消毒剂，用于存放使用过的移液套管3223。

该移液装置32的移液机械手323包括X轴驱动器六3231、Y轴驱动器六3232、Z轴驱动器六3233、夹爪七3234、夹爪八3236和移液器3235，其中：

X轴驱动器六3231用于驱动其沿该机架1左右方向移动，Y轴驱动器六3232 用于驱动其沿该机架1前后方向移动，Z轴驱动器六3233用于驱动其沿该机架 1上下方向移动，夹爪七3234用于将该八连管3221移至该滴液台321，夹爪八 3236用于将该八连盖3222移送至八连管3221上，移液器3235用于操作该移液套管3223从该取液台311上的核酸提取管53取液并滴入到该滴液台321上的八连管3221里。

该压盖装置包括压盖台331和压盖机332，压盖台331用于安放带有八连盖 3222的八连管3221，在该压盖台331的的下部设置有驱动其移动到压盖机332 下方的直线驱动器3311；压盖机332用于将该八连盖3222压紧盖入该八连管 3221。

具体工作时，移液机械手323的夹爪七3234将该耗材料仓322内的八连管 3221移至该滴液台321，移液器3235从该试管料仓5内装上移液套管3223，再从该取液台311上的核酸提取管53取液并滴入到该滴液台321上的八连管3221 里，取液完成后，夹爪八3236将该试管料仓5内的八连盖3222移至位于该滴液台321的八连管3221上，夹爪六3111从该滴液台321将盖有八连盖3222的八连管3221移送至压盖台331，压盖台331通过直线驱动器3311将盖有八连盖 3222的八连管3221，送至该压盖机332下方，压盖机332下压，将该八连盖3222紧压盖入该八连管3221。

移液器3235在取液完成后，还会将用过的该移液套管3223丢入套管回收装置3224。

如图1、图2所示，本实施例所述的样本移液封盖装置还包括识别验证装置 13和隔离门装置14，该识别验证装置13包括用于识别该富集管51上条码信息的扫码装置，和/或，用于识别受检人身份信息的身份认证装置，和/或，用于识别受检人操作是否规范的图像识别装置2114。本实施例中，包括全部上述识别验证装置13，在其他实施例中，也可以只设置其中的一个或两个。

该隔离门装置14设置在该样本富集装置21前方，用于封闭该样本富集装置21，以避免受检样受到污染。

本实施例所述的样本移液封盖装置还包消杀装置12，用于在检测前、检测后进行消杀动作，以避免受检样本受到污染或泄漏。在本实施例中，该消杀装置12主要为222纳米新型紫外线准分子智能消杀灯，不仅设置于机架1下层，在机架1上层内也设有多处(图中未示出)。在其他实施例中，消杀装置12还可以包括高温蒸汽消杀设备、消毒剂喷洒设备等。

在本实施例所述的样本移液封盖装置中，X轴驱动器五3121、X轴驱动器六3231、Y轴驱动器五3122、Y轴驱动器六3232、Z轴驱动器五3123、Z轴驱动器六3233、直线驱动器3311均为直线驱动机构，其驱动方式为电动、气动或液压驱动方式，具体不再赘述。

本实施例所述样本移液封盖装置，在工作时主要包括移管环节、移液环节和压盖环节，其中：

移管环节，主要通过移管机械手312将该试管料仓5内装有裂解样本的核酸提取管53移送至取液台311并开盖；

移液环节，主要通过移液机械手323将该耗材料仓322内的八连管3221移送至滴液台321，并从该核酸提取管53内取液滴入到该八连管3221；

压盖环节，主要通过压盖机332将八连盖3222紧压盖入该八连管3221；

上机检测环节，主要是通过该移液机械手323将盖好八连盖3222的八连管 3221送入PCR仪4进行检测。

该移管环节包括以下步骤：

步骤一，移管机械手312将该试管料仓5内装有裂解样本的核酸提取管53 移送至取液台311；

步骤二，该取液台311的夹爪六3111夹紧该核酸提取管53；

步骤三，该移管机械手312的旋转爪三3124将该核酸提取管53的富集盖 511旋开；

步骤四，取液完成后，该移管机械手312的旋转爪三3124将该核酸提取管 53的管盖盖回；

步骤五，该取液台311的夹爪六3111夹紧该核酸提取管53，该旋转爪三3124 驱动该富集盖511旋转以将该富集盖511拧紧；

步骤六，该取液台311的夹爪六3111松开该核酸提取管53，该移管机械手 312将该核酸提取管53送回至该试管料仓5。

该移液环节包括以下步骤：

步骤一，该移液机械手323的夹爪七3234，将该耗材料仓322内的八连管 3221移至该滴液台321；

步骤二，该移液机械手323的移液器3235，从该试管料仓5内装上移液套管3223；

步骤三，该移管机械手312的移液器3235，操作该移液套管3223从该取液台311上的核酸提取管53取液并滴入到该滴液台321上的八连管3221里；

步骤四，该移管机械手312的移液器3235，将用过的该移液套管3223丢入套管回收装置3224。

该压盖环节包括以下步骤：

步骤一，该移液机械手323的夹爪八3236，将该试管料仓5内的八连盖3222 移至位于该滴液台321的八连管3221上；

步骤二，该移液机械手323的夹爪六3111，从该滴液台321，将盖有八连盖3222的八连管3221移送至压盖台331；

步骤三，该压盖台331通过直线驱动器3311将盖有八连盖3222的八连管 3221，送至该压盖机332下方；

步骤四，该压盖机332下压，将该八连盖3222紧压盖入该八连管3221。

在识别验证环节，其包括以下步骤：

步骤一，通过身份认证装置，识别受检人的身份信息，认证通过后，打开隔离门，并提示受检人将该富集管51放入置物台211；

步骤二，通过扫码装置，识别放在置物台211上的富集管51的条码信息，识别成功后，关闭隔离门并发出提示。

在消杀环节，即在进行样本预处理之前和之后，通过紫外线、高温蒸汽、消毒剂中至少一种方式，对待检样本预制装置3性进行消杀。

本实用新型实施例所述的样本移液封盖装置，相对于现有技术，具有以下优点：

(1)全自动机械操作，节约医疗资源，降低专业人员需求。本实用新型所述的样本移液封盖装置，集身裂解样本的开盖、取液、滴液、取盖、压盖等一系列功能，全自动机械化操作，可大大降低相关专业人员需求，节约医疗资源，降低防疫成本。

(2)封闭空间的操作，完备的消杀措施，避免交叉感染。本实用新型所述的样本移液封盖装置，皆在机架内相对密闭的空间中完成，且具备一系列的如高温灭菌、紫外灯灭菌等符合国家标准的杀菌、灭菌措施，可有效防止避免交叉污染，极大的提高疫情防控效率，降低人群感染风险。

(3)结构紧凑，可实现多多节点、多层次、快速部署。本实用新型所述的样本移液封盖装置，结构紧凑、占地面积小、轻量化、布置灵活，可组成全自动无人化核酸采样及检测系统，系统模块化程度高，针对目前国内疫情纷繁复杂、多层次、分布式、突发性的疫情防控需求，极易部署，可快速推广至城市社区、学校、园区、酒店、工地、交通入口、大型商超、城乡接合部以及广大农村地区，筑牢基层疫情防控的坚强堡垒。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种样本移液封盖装置，其特征在于，包括机架以及设置在其上的移液装置和压盖装置：

所述移液装置包括滴液台、耗材料仓以及设置在其上的移液机械手，

所述移液机械手用于将所述耗材料仓内的八连管移送至滴液台，并从含有检测样本的核酸提取管内取液滴入到所述八连管，得到待检样品；

所述压盖装置用于将八连盖盖压紧盖入所述八连管。

2.根据权利要求1所述的样本移液封盖装置，其特征在于，还包括取液台，所述取液台为台架结构，用于安放已经开盖的含有检测样本的核酸提取管。

3.根据权利要求2所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述耗材料仓包括以下耗材中的至少一种：

八连管，用于盛装从核酸提取管中取出的待检样本；

八连盖，用于封盖所述八连管；

移液套管，用于从所述核酸提取管中取液滴入到所述八连管中。

4.根据权利要求3所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述移液机械手包括：

用于驱动其沿所述机架左右方向移动的X轴驱动器六；

用于驱动其沿所述机架前后方向移动的Y轴驱动器六；

用于驱动其沿所述机架上下方向移动的Z轴驱动器六；

用于将所述八连管移至所述滴液台的夹爪七；

移液器，用于操作所述移液套管从所述取液台上的核酸提取管取液并滴入到所述滴液台上的八连管里。

5.根据权利要求4所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述移液机械手还设置有用于将所述八连盖移送至八连管上的夹爪八。

6.根据权利要求1所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述压盖装置包括：

压盖台，用于安放带有八连盖的八连管，在所述压盖台的下部设置有驱动其移动到压盖机下方的直线驱动机构；

压盖机，用于将所述八连盖压紧盖入所述八连管。

7.根据权利要求3所述的样本移液封盖装置，其特征在于，还包括套管回收装置，所述套管回收装置装有消毒剂，用于存放使用过的移液套管。

8.根据权利要求1所述的样本移液封盖装置，其特征在于，还包括消杀装置，用于在检测前、检测后进行消杀动作，以避免受检样本受到污染或泄漏。

9.根据权利要求3所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述耗材料仓为抽屉状结构，其可沿所述机架左右方向抽离机架，以更换所述耗材。

10.根据权利要求4所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述X轴驱动器六、Y轴驱动器六、Z轴驱动器六中的任意一个为电动、气动或液压传动的驱动器。

11.根据权利要求6所述的样本移液封盖装置，其特征在于，所述直线驱动机构为电动、气动或液压传动的驱动器。

Images