CN220048183U - 一种液滴生成及收集一体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液滴生成及收集一体装置，其包括置料台、置于置料台上方的移动架、安装在移动架上的气压机构和安装在移动架上的移液机构，置料台上放置有用于生成液滴的芯片组、用于收集液滴的孔板、用于放置枪头的置放板以及回收桶，其中，芯片组在气压机构的压盖下生成液滴，其中，移液机构从置放板上取上枪头，移液机构通过枪头将芯片组上的液滴转移至孔板上，完成液滴转移后，移液机构将枪头脱落于回收桶内，实现液滴生成、加压、收集以及替换更新的自动化处理，降低人工干涉，避免液滴污染风险以及提高生产效率。

Description

一种液滴生成及收集一体装置

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种液滴生成及收集一体装置。

背景技术

当前的数字PCR系统可以分为两类，包括基于微腔式和液滴式的数字PCR系统。基于微腔的数字PCR系统集成了控制阀或对表面进行了亲水和疏水修饰处理，以使样品能够加载到芯片上预制的反应孔中。但是微孔结构，不可避免地存在一些缺点，包括复杂的设计和制造工艺，样品溶液在芯片上流动和密封失败率高，以及相对较高的成本。基于液滴式的数字PCR系统，利用液滴微流控技术产生油包水乳化液，用于样品离散化。这些高度均匀的液滴可作为隔离的反应器，非常适合高通量化学和生物学分析。Bio-Rad和RainDance系统都使用微流芯片中以高频率形成液滴，然后将液滴收集在PCR管中。

目前针对液滴生成及加压的设备仅是具有单一加压生成液滴的功能，且每次加压生成液滴后都需要人工进行收集液滴以及替换对应的液滴生成单元，不仅费时费力以及生产效率低下，而且人工操作容易出现污染液滴的情况。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于一种解决上述技术问题的液滴生成及收集一体装置。

本实用新型在提供了一种液滴生成及收集一体装置，其包括置料台、置于所述置料台上方的移动架、安装在所述移动架上的气压机构和安装在所述移动架上的移液机构，所述置料台上放置有用于生成液滴的芯片组、用于收集液滴的孔板、用于放置枪头的置放板以及回收桶，其中，所述芯片组在所述气压机构的压盖下生成液滴，其中，所述移液机构从所述置放板上取上所述枪头，所述移液机构通过枪头将芯片组上的液滴转移至所述孔板上，完成所述液滴转移后，所述移液机构将枪头脱落于所述回收桶内。

优选地，所述移动架包括并排设置的第一板和第二板，所述第二板上设有第一导向轨。

优选地，所述气压机构包括第一架、第一驱动件和第二驱动件，所述第一架的第一端可滑动地安装于所述第一导向轨上，所述第一架的第二端朝向置料台延伸，所述第一驱动件安装在所述第一板上，所述第一驱动件与第一架的第一端驱动连接，所述第二驱动件安装在所述第一架的第二端上，所述第二驱动件的输出端上设有用于压盖芯片组的压盖组，其中，在所述第二驱动件的驱动下，所述压盖组靠近或远离芯片组。

优选地，安装在所述第一板的第一端上的第一传感器。

优选地，所述压盖组包括安装在所述第二驱动件的输出端上的上板、下板和两个弹性件，所述上板的两端设有通孔，所述下板的两端分别设有与两个所述通孔滑动连接的光轴，所述光轴上设有断层台阶，所述下板远离上板的一侧上设有用于压盖芯片组的气压条，两个所述弹性件分别套设于两个光轴上，所述弹性件的一端与下板连接，所述弹性件的另一端与所述断层台阶连接。

优选地，所述移液机构包括第二架、安装在所述第一板上的第四驱动件、第三架和可滑动地安装在所述第三导向轨上的移液器，所述第二架的第一端可滑动地安装于所述第一导向轨上，所述第二架的第二端上设有第二导向轨和第三驱动件，所述第四驱动件与第二架的第一端驱动连接，所述第三架的第一端可滑动地安装于所述第二导向轨上并与所述第三驱动件驱动连接，所述第三架的第二端上设有第三导向轨和第五驱动件，所述移液器与第五驱动件驱动连接。

优选地，所述移液机构包括安装在第一板的第二端上的第二传感器，所述第二传感器用于监控第二架的位置信息。

优选地，所述置料台包括主架台以及设置在所述主架台一侧的侧翼板，所述主架台上设有用于放置芯片组的容纳槽，所述侧翼板用于放置孔板、置放板以及回收桶。

优选地，所述侧翼板上设有用于放置置放板的安装座以及置物孔，所述安装座中部位置镂空，所述回收桶的开口周遭设有支撑翼，所述回收桶穿过所述置物孔内并通过支撑翼搭接于置物孔的周遭。

优选地，所述液滴生成及收集一体装置还包括输送台和第六驱动件，所述输送台置于主架台下方，所述输送台上设有第四导向轨，所述主架台上设有与所述第四导向轨滑动连接的滑动板，所述第六驱动件与滑动板驱动连接。

本实用新型的有益效果在于：提供了一种液滴生成及收集一体装置，其包括置料台、置于所述置料台上方的移动架、安装在所述移动架上的气压机构和安装在所述移动架上的移液机构，所述置料台上放置有用于生成液滴的芯片组、用于收集液滴的孔板、用于放置枪头的置放板以及回收桶，其中，所述芯片组在所述气压机构的压盖下生成液滴，其中，所述移液机构从所述置放板上取上所述枪头，所述移液机构通过枪头将芯片组上的液滴转移至所述孔板上，完成所述液滴转移后，所述移液机构将枪头脱落于所述回收桶内，实现液滴生成、加压、收集以及替换更新的自动化处理，降低人工干涉，避免液滴污染风险以及提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型中实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中移液机构和气压机构的结构示意图一；

图3为本实用新型中移液机构和气压机构的结构示意图二；

图4为本实用新型中移液机构和气压机构的结构示意图三；

图5为本实用新型中压盖组的爆炸示意图；

图6为本实用新型中移液机构的爆炸示意图；

图7为本实用新型中置料台的爆炸示意图。图中标号表：

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

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，所描述的实施例仅仅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。

参阅附图1-6，本实用新型所提供的一种液滴生成及收集一体装置，其包括置料台100、置于置料台100上方的移动架200、安装在移动架200上的气压机构300和安装在移动架200上的移液机构400，置料台100上放置有用于生成液滴的芯片组101、用于收集液滴的孔板102、用于放置枪头的置放板103以及回收桶104，其中，芯片组101在气压机构300的压盖下生成液滴，其中，移液机构400从置放板103上取上枪头，通过芯片内部微流道与气压加压得作用，使得在芯片组内部生成液滴。移液机构400通过枪头将芯片组101上的液滴转移至孔板102上，完成液滴转移后，移液机构400将枪头脱落于回收桶104内，通过自动化的方式实现枪头的替换、自动移液等操作，减少人为干预，提高生产效率的同时避免污染环境以及样本。

具体的，芯片组101由多个液滴生成芯片组成，在气压机构300对芯片组101进行压盖工作，实际是气压机构300分别对每个液滴生成芯片进行逐个压盖，使得液滴生成芯片内部产生气压以生成液滴，后续其他液滴生成芯片也是如上述加压来生成液滴，其中液滴生成芯片上置放有橡胶片，其用于作为气压机构300与液滴生成芯片的连接媒介，提高气压机构300对液滴生成芯片充气加压的气密性，其中，气压机构300与移液机构400所使用的是同一移动架200，也就是在气压机构300运作时，移液机构400需要待定，待气压机构300完成工作后，移液机构400则开始进行移液操作，上述气压机构300针对芯片组101内的所有液滴生成芯片均进行压盖后，气压机构300需要事先移动至移动架200最远离移液机构400的一侧上，移液机构400方能对芯片组101上的液滴进行转移，当然，为了进一步提高工作效率，可以使得气压机构300以及移液机构400同时进行，不过需要注意的是，气压机构300与移液机构400之间需要间隔几个液滴生成芯片来确保安全距离，以避免气压机构300与移液机构400发生碰撞的情况发生，移液机构400在对液滴进行转移之前是需要从置放板103上获取用于汲取液滴的枪头，移液机构400通过枪头完成液滴的转移后，需要将枪头脱落于回收桶104内进行回收，避免出现枪头长时间的使用而导致污染液滴的情况发生。

进一步的，移动架200包括并排设置的第一板201和第二板202，第二板202上设有第一导向轨2021。

气压机构300包括第一架301、第一驱动件302和第二驱动件303，第一架301的第一端可滑动地安装于第一导向轨2021上，第一架301的第二端朝向置料台100延伸，第一驱动件302安装在第一板201上，第一驱动件302与第一架301的第一端驱动连接，第二驱动件303安装在第一架301的第二端上，第二驱动件303的输出端上设有用于压盖芯片组101的压盖组304，其中，在第二驱动件303的驱动下，压盖组304靠近或远离芯片组。

具体的，第一架301是挂置于移动架200上的，该第一架301的第一端上设有与第一导向轨2021滑动连接的块体，第一架301的第二端靠近置料台100并安装有第一驱动件302，其中，第一驱动件302为伸缩电机，其输出端固定有压盖组304，在第二驱动件303的驱动下，压盖组304靠近或远离芯片组101，从而进行压紧或者抬升。

进一步的，安装在第一板201的第一端上的第一传感器305，第一传感器305用于监控第一架301的位置信息。

具体的，该第一传感器305的具体作用是检测气压机构300是否完成对芯片组101的压盖工作后回到待机位置上，若检测到气压机构300回到待机位置，则传递信号至移液机构400，此时移液机构400便开始进行移动工作。

进一步的，压盖组304包括安装在第二驱动件303的输出端上的上板3041、下板3043和两个弹性件3046，上板3041的两端设有通孔3042，下板3043的两端设有分别与两个通孔3042滑动连接的光轴3044，光轴3044上设有断层台阶3045，下板3043远离上板3041的一侧上设有用于压盖芯片组101的气压条3047，两个弹性件3046分别套设于两个光轴3044上，弹性件3046的一端与下板3043连接，弹性件3046的另一端与断层台阶3045连接。

具体的，下板3043与气压条3047是一体结构，其中下板3043内设有引气道，气压条3047上设有多个接通引气道的气孔，气孔的数量对应液滴生成芯片所布置的数量，本实施例中，气孔的数量为八个。

进一步的，移液机构400包括第二架401、安装在第一板201上的第四驱动件402、第三架403和可滑动地安装在第三导向轨404上的移液器406，第二架401的第一端可滑动地安装于第一导向轨2021上，第二架401的第二端上设有第二导向轨4011和第四驱动件402，第四驱动件402与第二架401的第一端驱动连接，第三架403的第一端可滑动地安装于第二导向轨4011上并与第四驱动件402驱动连接，第三架403的第二端上设有第三导向轨404和第五驱动件405，移液器406与第五驱动件405驱动连接。

具体的，第一驱动件302、第三驱动件4012以及第四驱动件402均采用电机传动皮带的驱动机构，移液机构400是个三轴机械机构，其中一轴为移动架200所提供，另外两轴为横轴和纵轴，其分别由第二架401和第三架403所提供，移液器406能够在三维空间下准确且快速地完成取枪头、移液以及更换枪头的工作。

进一步的，移液机构400包括安装在第一板201的第二端上的第二传感器407，第二传感器407用于监控第二架401的位置信息。

具体的，第二传感器407设置在第一板201的第二端上，也就是与第一传感器305相对立，第二传感器407所处的位置是移液机构400待机的位置，在移液机构400处于初始或者完成移液工作后都会回到第二传感器407所处的位置进行待机，此时，置料台100的上方工作空间由气压机构300所占用。

进一步的，置料台100包括主架台105以及设置在主架台105一侧的侧翼板106，主架台105上设有用于放置芯片组101的容纳槽107，侧翼板106用于放置孔板102、置放板103以及回收桶104。

侧翼板106上设有用于放置置放板103的安装座1061以及置物孔1062，安装座1061中部位置镂空，回收桶104的开口周遭设有支撑翼1041，回收桶104穿过置物孔1062内并通过支撑翼1041搭接于置物孔1062的周遭。

液滴生成及收集一体装置还包括输送台500和第六驱动件600，输送台500置于主架台105下方，输送台500上设有第四导向轨501，主架台105上设有与第四导向轨501滑动连接的滑动板1051，第六驱动件600与滑动板1051驱动连接。

具体的，置料台100上的芯片组101、孔板102的滴液、置放板103的枪头以及回收桶104内的旧枪头都是需要更新替换或者转移，其中需要注意的是，上述所提到第二传感器407感应到移液机构400回归待机状态，则更换气压机构300来对置料台100上的芯片组101进行压盖操作，这里还有另一种情况就是上述的更新替换需求，因此通过第六驱动件600将主架台105转移到其他工作区域内，通过人工或者其他设备对芯片组101、孔板102的滴液、置放板103的枪头以及回收桶104内的旧枪头进行更新替换，待完成后，第六驱动件600便会将该主架台105转移回原来的位置上，等待气压机构300和移液机构400的操作。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种液滴生成及收集一体装置，其特征在于，包括：

置料台，所述置料台上放置有用于生成液滴的芯片组、用于收集液滴的孔板、用于放置枪头的置放板以及回收桶；

置于所述置料台上方的移动架；

安装在所述移动架上的气压机构，其中，所述芯片组在所述气压机构的压盖下生成液滴；

安装在所述移动架上的移液机构，其中，所述移液机构从所述置放板上取上所述枪头，所述移液机构通过枪头将芯片组上的液滴转移至所述孔板上，完成所述液滴转移后，所述移液机构将枪头脱落于所述回收桶内。

2.根据权利要求1所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述移动架包括并排设置的第一板和第二板，所述第二板上设有第一导向轨。

3.根据权利要求2所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述气压机构包括：

第一架，所述第一架的第一端可滑动地安装于所述第一导向轨上，所述第一架的第二端朝向置料台延伸；

安装在所述第一板上的第一驱动件，所述第一驱动件与第一架的第一端驱动连接；

安装在所述第一架的第二端上的第二驱动件，所述第二驱动件的输出端上设有用于压盖芯片组的压盖组，其中，在所述第二驱动件的驱动下，所述压盖组靠近或远离芯片组。

4.根据权利要求3所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述液滴生成及收集一体装置还包括安装在所述第一板的第一端上的第一传感器。

5.根据权利要求3所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述压盖组包括：

安装在所述第二驱动件的输出端上的上板，所述上板的两端设有通孔；

下板，所述下板的两端分别设有与两个所述通孔滑动连接的光轴，所述光轴上设有断层台阶，所述下板远离上板的一侧上设有用于压盖芯片组的气压条；

两个弹性件，两个所述弹性件分别套设于两个光轴上，所述弹性件的一端与下板连接，所述弹性件的另一端与所述断层台阶连接。

6.根据权利要求2所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述移液机构包括：

第二架，所述第二架的第一端可滑动地安装于所述第一导向轨上，所述第二架的第二端上设有第二导向轨和第三驱动件；

安装在所述第一板上的第四驱动件，所述第四驱动件与第二架的第一端驱动连接；

第三架，所述第三架的第一端可滑动地安装于所述第二导向轨上并与所述第三驱动件驱动连接，所述第三架的第二端上设有第三导向轨和第五驱动件；

可滑动地安装在所述第三导向轨上的移液器，所述移液器与第五驱动件驱动连接。

7.根据权利要求6所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述移液机构包括安装在第一板的第二端上的第二传感器，所述第二传感器用于监控第二架的位置信息。

8.根据权利要求1所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述置料台包括主架台以及设置在所述主架台一侧的侧翼板，所述主架台上设有用于放置芯片组的容纳槽，所述侧翼板用于放置孔板、置放板以及回收桶。

9.根据权利要求8所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述侧翼板上设有用于放置置放板的安装座以及置物孔，所述安装座中部位置镂空，所述回收桶的开口周遭设有支撑翼，所述回收桶穿过所述置物孔内并通过支撑翼搭接于置物孔的周遭。

10.根据权利要求9所述的液滴生成及收集一体装置，其特征在于，所述液滴生成及收集一体装置还包括输送台和第六驱动件，所述输送台置于主架台下方，所述输送台上设有第四导向轨，所述主架台上设有与所述第四导向轨滑动连接的滑动板，所述第六驱动件与滑动板驱动连接。