CN220393687U - 一种测序文库制备卡盒及其制备仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测序文库制备卡盒及其制备仪，涉及基因测序技术领域，包括壳体以及均安装在壳体上的试剂盒和切换组件；所述试剂盒具有至少两个用于盛放试剂的试剂管；所述切换组件的主体竖直回转连接在所述壳体内，且其可相对于所述壳体上下移动，所述切换组件的顶端穿出所述壳体，且该端上通过同一个接头与外界的回转机构、升降机构以及移液机构相联接，所述切换组件上设有移液通道，该移液通道的一端连通有竖向布置的移液管，所述移液通道的另一端竖直向上延伸且与移液机构相连通。其解决了现有技术中制备卡盒的结构不够简便的问题。

Description

一种测序文库制备卡盒及其制备仪

技术领域

本实用新型涉及基因测序技术领域，尤其是涉及一种测序文库制备卡盒及其制备仪。

背景技术

20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，人们逐渐认识到基因的本质是控制生物性状、具有遗传效应的DNA片段。基因一方面能忠实地进行自我复制，以保证生物的基本特征；另一方面基因也能发生变异，导致疾病的发生。基因测序可以快速准确地获取生物遗传信息，揭示基因组的复杂性和多样性，在生命科学研究中扮演十分重要的角色；同样，基因测序对临床医学也具有十分重要的意义和价值，很多疾病的机理研究和临床诊断逐渐依赖于基因测序技术。

目前，传统的基因测序文库制备的主要方式还是通过手工操作来完成的，加样、温浴反应、纯化、洗脱等过程都需要人为参与来完成，同时整个过程是在一个相对开放的实验室环境中来完成；这样操作的缺点就是环境极易对样液造成污染。

针对上述问题，现有技术中虽也开发了封闭式的卡盒，例如公告号CN113322524A的专利，公开了一种捕获建库装置，其具有封闭式的卡盒，该卡盒通过配置三套驱动件以分别驱动移液管上下移动、移液管回转运动以及移液机构的移液作业，相应的，卡盒至少需要设置三个接头，才能分别与各驱动件联接，卡盒作为耗材使用，可见其结构仍然不够简便。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的第一个目的在于提供了一种测序文库制备卡盒，其解决了现有技术中制备卡盒的结构不够简便的问题。

根据本实用新型的实施例，一种测序文库制备卡盒，包括：壳体以及均安装在壳体上的试剂盒和切换组件；

所述试剂盒具有至少两个用于盛放试剂的试剂管；

所述切换组件的主体竖直回转连接在所述壳体内，且其可相对于所述壳体上下移动，所述切换组件的顶端穿出所述壳体，且该端上通过同一个接头与外界的回转机构、升降机构以及移液机构相联接，所述切换组件上设有移液通道，该移液通道的一端连通有竖向布置的移液管，所述移液通道的另一端竖直向上延伸且与移液机构相连通。

本实用新型的工作原理为：

使用时，外界的升降机构驱动回转机构下移，使回转机构与切换组件顶部的接头连接且外界的移液机构与移液管相连通，此时升降机构继续驱动回转机构以及切换组件一同下移，直至移液管插入到其中一个试剂管中，移液机构通过移液管将试剂管内的试剂抽吸至移液通道，最后升降机构带动回转机构和切换组件一同上移，直至移液管退出该试剂管，此时回转机构驱动切换组件回转至移液管对齐另一试剂管，随后移液管下移并连通与之对齐的试剂管，移液机构将移液通道内的试剂挤出至该试剂管。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

由于将升降机构和回转机构均布置在卡盒的上方，升降机构驱动回转机构和移液机构下移，仅需将回转机构通过一个接头与切换组件联接，就可以使升降机构、回转机构以及移液机构分别按需使移液管实现升降、回转和移液作业，大大的简化了接头的数量和结构，从而使卡盒的结构更加简便。

进一步的，所述切换组件包括柱状的本体以及固设在其环侧的导向块，所述导向块的自由端与所述壳体的内壁接触且可与该内壁相对滑动。

进一步的，所述导向块为长条状且其设有多个，各所述导向块均布在所述本体的环侧。

进一步的，所述壳体的顶部固设有向上延伸的导向筒，所述试剂盒的中部固设有向下延伸的柱状凹槽，所述导向筒和所述柱状凹槽分别套设在所述本体的上下两端外。

进一步的，所述本体包括固定连接的外筒和内筒，其中一个所述导向块内设有横向延伸的通孔，所述通孔的一端与所述内筒底端相连通，所述通孔的另一端固设有向下延伸且用以连通所述移液管的连接筒。

进一步的，所述接头包括环状的卡槽且其设置在所述本体的顶端。

进一步的，所述卡槽为互不连通的左半槽和右半槽。

进一步的，所述卡槽设有两组且其上下分布。

进一步的，所述壳体的顶部设有竖向贯穿且与所述试剂管对齐的加液孔。

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的第二个目的在于提供了一种测序文库制备仪，其解决了现有技术中制备仪的制备卡盒的结构不够简便且操作较为麻烦的问题。

一种测序文库制备仪，其特征在于，包括：机架、安装在该机架上的升降机构和均安装在升降机构上的回转机构以及移液机构，所述机架上配置有用于安装上述的一种测序文库制备卡盒的安装位，所述升降机构可驱动所述回转机构上下移动，所述回转机构上设置有与所述接头相连接的连接模块，所述移液机构与所述移液管相连通。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

由于采用了上述制备卡盒，大大简化了制备卡盒的接头数量和结构；此外，制备仪工作过程中仅需升降机构下移即可完成制备仪与切换组件的连接，操作过程更加简便。

附图说明

图1为本实用新型实施例中卡盒的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例中切换组件俯视状态下的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中制备仪及卡盒使用状态下的结构示意图。

上述附图中：

1、壳体；2、试剂盒；3、切换组件；4、安装位；5、压紧件；6、升降机构；7、回转机构；8、移液机构；

101、导向筒； 102、加液孔；

201、试剂管； 202、柱状凹槽；

301、接头；302、移液通道；303、移液管；304、本体；305、导向块；

3011、卡槽；3012、隔条；3041、外筒；3042、内筒；3051、连接筒；

701、连接模块；

801、活塞杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种测序文库制备卡盒，参见图1至图3，包括：壳体1以及均安装在壳体1上的试剂盒2和切换组件3，其中，

壳体1具有容腔，考虑到切换组件3工作时要相对于壳体1回转(详见后文阐述)，将壳体1的内腔设置为圆柱状较佳；

试剂盒2具有至少两个用于盛放试剂的试剂管201，各试剂管201绕着壳体1的轴向分布，试剂管201的数量根据卡盒的用途而定，例如常见的可依次设置裂解腔、洗涤腔、烘干腔以及洗脱腔等，各试剂管201的形状也可按需设置，例如可设置为上大下小且顶部敞口的圆锥管状，为了保证试剂管201内的试剂不受污染，试剂管201的顶部可通过热封膜密封(现有技术)；为了方便装配试剂盒2，将试剂盒2可拆卸的连接在壳体1的底部，例如但不限于，在壳体1的环侧上设置多个卡孔，在试剂盒2的环侧上设置多个卡扣，各卡扣卡在与之对应的卡孔内即可将试剂盒2快速且稳固的装配在壳体1上；

切换组件3的主体竖直回转连接在壳体1内，且其可相对于壳体1上下移动，切换组件3的顶端穿出壳体1，且该端上通过同一个接头301与外界的回转机构7、升降机构6以及移液机构8相联接，为了使移液机构8顺利从试剂管201抽吸试剂或挤出试剂至试剂管201内，在切换组件3上设有移液通道302，该移液通道302的一端连通有竖向布置的移液管303，移液通道302的另一端竖直向上延伸且与外界的移液机构8相连通。

由于上述制备卡盒在使用时需要与制备仪相互配合作业，为了更加清楚的阐述本实用新型的工作过程和有益效果，此处将制备卡盒和制备仪再结合做整体描述；

本实用新型还提出了一种测序文库制备仪，如图5所示，包括：机架、安装在该机架上的升降机构6和均安装在升降机构6上的回转机构7以及移液机构8，其中，

为了方便安装试剂盒2，在机架上设置有安装位4，安装位4对试剂盒2起到定位作用，例如但不限于，安装位4包括向上延伸的凸台，凸台上设有与试剂管201的外形相匹配且向下延伸的的孔洞，如此，各试剂管201向下插入与之对应的孔洞中以限制试剂盒2横向和纵向窜动，试剂盒2的底端抵靠在凸台的顶端面上限制试剂盒2向下窜动，而为了限制卡盒向上窜动，机架上还可设置压紧件5，具体的，为了使卡盒能够方便的放至安装位4上，将压紧件5的位置设置为上下可调节，例如但不限于，压紧件5包括压板和线性驱动机构，线性驱动机构安装在机架上，且线性驱动机构的移动端与压板固定连接，使压板的底端面抵靠在卡盒的顶端面上；

为了使移液管303能够按需回转、上下移动以及移液，相应的在回转机构7上设置有与接头301相连接的连接模块701、将回转机构7安装在升降机构6上以及将移液机构8与移液管303连通；

具体的，升降机构6包括固设在机架上且竖直延伸的第一滑轨、可沿着第一滑轨上下滑动的第一安装板以及与第一安装板连接的第一驱动机构，该第一驱动机构可以是现有的气缸/油缸/电动推杆以及丝杠等，将其移动端与第一安装板固定连接即可驱动第一安装板上下移动，具体的，本实施例中第一驱动机构选用的是丝杠结构，运行更加精准；回转机构7包括安装在第一安装板上的减速电机以及与其输出端连接的连接模块701，连接模块701与接头301相联接，为了保证密封性，还可在二者之间设置密封结构，例如橡胶密封垫；移液组件包括竖直固设在第一安装板上的第二滑轨、可沿着第二滑轨滑动的第二安装板以及与第二安装板连接的第二驱动机构(其可参照第一驱动机构设置，此处不再赘述)，第二安装板上固设有活塞杆801，且该活塞杆801可插入至移液通道302的竖直段并沿着移液通道302的竖直段上下移动；当然，活塞杆801也可分为活塞和连接杆，将活塞预置在移液通道302的竖直段中，活塞的顶部设有供连接杆插入的开口，例如将连接杆的底端设置为球头状，卡接至活塞的开口中能够方便的实现二者的连接；应当理解的是，上述各驱动机构均可电连接于现有的PLC控制器，以提升制备仪的自动化程度。

使用时，制备仪的升降机构6驱动回转机构7和移液机构8下移，使回转机构7与切换组件3顶部的接头301连接且移液机构8的活塞杆801插入至移液通道302的竖直段内，此时升降机构6继续驱动回转机构7以及切换组件3一同下移，直至移液管303戳破其中一个试剂管201顶部的热封膜并插入到试剂管201中，移液机构8的活塞杆801上移，进而通过移液管303将试剂管201内的试剂抽吸至移液通道302，最后升降机构6带动回转机构7和切换组件3一同上移，直至移液管303退出该试剂管201，此时回转机构7驱动切换组件3回转至移液管303对齐另一试剂管201，随后移液管303下移并连通此时与之对齐的试剂管201，移液机构8的活塞下移，进而将移液通道302内的试剂挤出至该试剂管201；移液机构8一方面能够起到移液作用，另一方面还可将试剂反复抽吸至同一试剂孔内，实现振荡作业。

由于将升降机构6和回转机构7均布置在卡盒的上方，升降机构6驱动回转机构7和移液机构8下移，仅需将回转机构7通过一个接头301与切换组件3联接，就可以使升降机构6、回转机构7以及移液机构8分别按需使移液管303实现升降、回转和移液作业，大大的简化了接头301的数量和结构，从而使卡盒的结构更加简便；此外，制备仪工作过程中仅需升降机构6下移即可完成制备仪与切换组件3的连接，操作过程更加简便。

进一步的，为了对试剂管201内的试剂加热，可在机架上设置加热机构，该加热机构可以是现有的电加热器或帕尔贴加热器；此外，为了吸附磁珠，还可在机架上设置磁吸机构，该磁吸机构可以通过常规的线性移动机构驱动磁铁按需靠近或远离储存磁珠的试剂管201的侧壁，磁铁靠近磁珠时，隔着试剂管201的壁面吸附磁珠，避免移液机构8将磁珠吸出该试剂管201，当然，磁吸机构也可以采用现有的电磁铁，磁铁通电从而将试剂管201内的磁珠吸附，进而留存在该试剂管201内。

在本实用新型提出的另一实施例中，为了使切换组件3上下移动过程中更加稳定，在上述实施例的基础上，如图2至图4所示，切换组件3包括柱状的本体304以及固设在其环侧的导向块305，导向块305的自由端与壳体1的内壁接触且可相对于该内壁上下滑动，以保证切换组件3上下移动时不会左右晃动；具体的，导向块305为长条状且其设有多个，此处以三个导向块305为例，三个导向块305均匀布置在本体304的环侧，如此既能起到良好的导向作用，又可避免设置过多的导向块305而由于加工误差导致切换组件3上下滑动受阻；此外，导向块305结构简单，便于制造。

在本实用新型提出的另一实施例中，考虑到有的试剂需要特定的储存条件(常见的如冷藏加热等)，而有的试剂又不需要，本卡盒作为耗材，为了降低对运输环境的要求以及方便将另外的试剂添加至试剂管201中的预置试剂中，在壳体1的顶部设有竖向贯穿且与试剂管201对齐的加液孔102；为了保证壳体1内腔环境干净，可通过热封膜密封加液孔102，添加试剂时，用加液管戳破热封膜即可，密封良好且简单方便。

在本实用新型提出的另一实施例中，为了使切换组件3上下移动过程中更加稳定，其在上述实施例的基础上，如图1至图3所示，还在壳体1的顶部固设有向上延伸的导向筒101，试剂盒2的中部固设有向下延伸的柱状凹槽202，导向筒101和柱状凹槽202分别套设在本体304的上下两端外；如此，本体304的上中下分别被导向筒101、壳体1以及柱状凹槽202导向限位，增强了切换组件3上下移动的稳定性；为了进一步增强移动组件上下移动以及回转运动的稳定性，将本体304、导向筒101以及柱状凹槽202设置为同轴。

在本实用新型提出的另一实施例中，其在上述实施例的基础上，如图2和图4所示，将本体304设置为直径不等的外筒3041和内筒3042，内筒3042套设在外筒3041内且二者固定连接，其中一个导向块305内设有横向延伸的通孔，通孔的一端与内筒3042的内腔底端相连通，通孔的另一端固设有向下延伸且用以连通移液管303的连接筒3051，为了方便装拆移液管303，将移液管303设置为可拆卸的连接在连接筒3051上，具体的，连接筒3051的外壁固设有环条或外螺纹，相应的，移液管303的顶部设有凹槽或内螺纹，以使移液管303卡接或螺纹连接在连接筒3051上，即可快速完成二者的装配。

如此，一来外筒3041直径较大，外筒3041上的接头301相应较大有利于承受外界的驱动力，二来，内筒3042直径较小，减小了试剂的流通截面，便于移液作业；此外，由内筒3042的内腔以及导向块305内的通孔组成的移液通道302隐藏在本体304和导向块305内，结构布局更加紧凑合理且美观，移液通道302不另外占用空间。

在本实用新型提出的另一实施例中，如图1、图3和图5所示，其在上述实施例的基础上，对接头301进行了优化，为了方便将连接模块701与接头301连接，将连接模块701与接头301的连接方式设置为卡接，例如采用子母扣的形式连接；具体的，接头301包括环状的卡槽3011且其设置在本体304的顶端，相应的，连接模块701为可柔性变形的套筒，套筒的内壁设有与上述卡槽3011相匹配的环状凸起，驱动机构驱动套筒向下移动，套筒与本体304顶端接触时产生柔性变形，如此套筒即可套设在接头301外并与之卡接，当升降机构6驱动套筒上移时，套筒带动切换组件3上移，当卡盒作业完成后，升降机构6进一步上移，还能带动套筒与接头301脱离连接，操作方便。

进一步的，将卡槽3011设置为互不连通的左半槽和右半槽，左半槽和右半槽之间形成隔条3012，相应的，套筒上设有避让该隔条3012的缺口；设置缺口可以使套筒形变更加顺畅，此外，也利于回转机构7将扭矩传递至接头301上。

进一步的，为了使连接模块701与接口连接更加稳定，卡槽3011设有两组且其上下分布。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。

Claims (10)

1.一种测序文库制备卡盒，其特征在于，包括：壳体(1)以及均安装在壳体(1)上的试剂盒(2)和切换组件(3)；

所述试剂盒(2)具有至少两个用于盛放试剂的试剂管(201)；

所述切换组件(3)的主体竖直回转连接在所述壳体(1)内，且其可相对于所述壳体(1)上下移动，所述切换组件(3)的顶端穿出所述壳体(1)，且该端上通过同一个接头(301)与外界的回转机构(7)、升降机构(6)以及移液机构(8)相联接，所述切换组件(3)上设有移液通道(302)，该移液通道(302)的一端连通有竖向布置的移液管(303)，所述移液通道(302)的另一端竖直向上延伸且与移液机构(8)相连通。

2.如权利要求1所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于：所述切换组件(3)包括柱状的本体(304)以及固设在其环侧的导向块(305)，所述导向块(305)的自由端与所述壳体(1)的内壁接触且可与该内壁相对滑动。

3.如权利要求2所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述导向块(305)为长条状且其设有多个，各所述导向块(305)均布在所述本体(304)的环侧。

4.如权利要求2所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述壳体(1)的顶部固设有向上延伸的导向筒(101)，所述试剂盒(2)的中部固设有向下延伸的柱状凹槽(202)，所述导向筒(101)和所述柱状凹槽(202)分别套设在所述本体(304)的上下两端外。

5.如权利要求2至4任意一项所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述本体(304)包括固定连接的外筒(3041)和内筒(3042)，其中一个所述导向块(305)内设有横向延伸的通孔，所述通孔的一端与所述内筒(3042)底端相连通，所述通孔的另一端固设有向下延伸且用以连通所述移液管(303)的连接筒(3051)。

6.如权利要求5所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述接头(301)包括环状的卡槽(3011)且其设置在所述本体(304)的顶端。

7.如权利要求6所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述卡槽(3011)为互不连通的左半槽和右半槽。

8.如权利要求6所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述卡槽(3011)设有两组且其上下分布。

9.如权利要求1至4任意一项所述的一种测序文库制备卡盒，其特征在于，所述壳体(1)的顶部设有竖向贯穿且与所述试剂管(201)对齐的加液孔(102)。

10.一种测序文库制备仪，其特征在于，包括：机架、安装在该机架上的升降机构(6)和均安装在升降机构(6)上的回转机构(7)以及移液机构(8)，所述机架上配置有用于安装如权利要求1至4任意一项所述的一种测序文库制备卡盒的安装位(4)，所述升降机构(6)可驱动所述回转机构(7)上下移动，所述回转机构(7)上设置有与所述接头(301)相连接的连接模块(701)，所述移液机构(8)与所述移液管(303)相连通。