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原文传递样本处理设备

专利名称：	样本处理设备
摘要：	本公开涉及样本处理设备，样本处理设备包括载台运输机构和可移动地设置在载台运输机构上的多个载台，载台运输机构上布置的工作区域至少包括：第一工作区域，第一机械臂用于将样本分注至第一工作区域内的载台的各个样本容纳器内；设置有核酸提取机构的第二工作区域，核酸提取机构设置为能够沿靠近或远离载台的方向运动，以用于提取样本容纳器内的样本中所含的核酸并将提取的核酸存放至各个样本容纳器；第三工作区域，第二机械臂用于向多个深孔板内分注检测试剂和提取的核酸而检测核酸，各个载台通过载台驱动机构能沿载台移动方向依次从第一工作区域运动至第二和第三工作区域以执行相应工作。由此样本处理设备能提高样本处理效率。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东见微生物科技有限公司
发明人：	曹玉峰;陈韡崧
专利状态：	有效
申请日期：	2018-07-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201821212593.8
公开号：	CN208902743U
代理机构：	北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈庆超;桑传标
分类号：	G01N35/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N35
申请人地址：	250104 山东省济南市高新区大正路1777号生物医药园中小企业产业化基地5号楼101厂房和6号楼105厂房
主权项：	1.一种样本处理设备，其特征在于，该样本处理设备包括载台运输机构(1)和可移动地设置在所述载台运输机构(1)上的多个载台(2)，各个所述载台(2)上设置有多个样本容纳器(3)，各个样本容纳器(3)内容纳有用于处理样本的多个试剂溶液，所述载台运输机构(1)上布置有多个工作区域，所述载台运输机构(1)上设置有第一机械臂(6)和第二机械臂(7)，所述工作区域至少包括：第一工作区域(A)，所述第一机械臂(6)设置在靠近所述第一工作区域(A)的位置，且该第一机械臂(6)设置为，能够沿平行于载台移动方向(Z1)的纵向方向(X1)和垂直于所述载台移动方向(Z1)的横向方向(X2)调整位置，且能够沿高度方向(H)升降，以用于将样本分注至所述第一工作区域(A)内的所述载台(2)的各个样本容纳器(3)内；第二工作区域(B)，该第二工作区域(B)内设置有核酸提取机构(4)，该核酸提取机构(4)设置为能够沿靠近或远离所述载台(2)的方向运动，以用于提取样本容纳器(3)内的样本中所含的核酸，并将提取的核酸存放至各个所述样本容纳器(3)；第三工作区域(C)，所述第二机械臂(7)设置在靠近所述第三工作区域(C)的位置，且该第二机械臂(7)设置为，能够沿所述纵向方向(X1)和所述横向方向(X2)调整位置，且能够沿所述高度方向(H)升降，以用于向多个深孔板(100)内分别分注检测试剂和提取的核酸而检测核酸，各个所述载台(2)通过载台驱动机构能够沿所述载台移动方向(Z1)依次从所述第一工作区域(A)运动至所述第二工作区域(B)和所述第三工作区域(C)，以执行相应工作。 2.根据权利要求1所述的样本处理设备，其特征在于，所述核酸提取机构(4)包括：枪头移动装置(41)，该枪头移动装置(41)可沿所述高度方向(H)升降地设置在所述载台运输机构(1)上，以用于驱动可脱离地设置在所述枪头移动装置(41)上的取样枪头(200)沿所述高度方向(H)移动位置，并能够使得取样枪头(200)吸附所述样本容纳器(3)内的液体或排放所述取样枪头(200)内的液体；磁珠转移装置(42)，该磁珠转移装置(42)包括磁性件，所述磁性件能够沿靠近或远离取样枪头(200)的方向伸缩地设置在所述载台运输机构(1)上，以使得磁性件具有对取样枪头(200)内的磁珠提供磁力的供磁状态、和除去作用于取样枪头(200)内的磁珠的磁力的去磁状态。 3.根据权利要求2所述的样本处理设备，其特征在于，所述枪头移动装置(41)包括设置在所述载台运输机构(1)上的基座(411)、和可沿所述高度方向(H)升降地设置在所述基座(411)上的枪头顶出脱离机构(5)，该枪头顶出脱离机构(5)包括用于安装取样枪头(200)的取样枪(51)、取样枪驱动件(52)和顶出脱离件(53)，所述取样枪驱动件(52)的驱动部与所述取样枪(51)的伸缩杆(511)连接并用于驱动所述伸缩杆(511)伸缩，以使得所述取样枪(51)为所述取样枪头(200)提供吸液的吸力或排液的压力，所述顶出脱离件(53)安装在所述取样枪驱动件(52)上并能够使得所述取样枪头(200)与所述取样枪(51)分离。 4.根据权利要求3所述的样本处理设备，其特征在于，所述取样枪(51)包括主体(512)和多个所述伸缩杆(511)，所述主体(512)设置在所述取样枪驱动件(52)的固定基座(521)上，且具有供所述伸缩杆(511)插入的两端开口的多个伸缩杆通道(513)，各个所述伸缩杆(511)的顶部与所述取样枪驱动件(52)的驱动部连接，且各个所述伸缩杆(511)通过所述驱动部的驱动而能够沿高度方向(H)伸缩地插入到各自对应的所述伸缩杆通道(513)内，所述主体(512)的对应于各个所述伸缩杆通道(513)的底部分别构成为用于与对应的所述取样枪头(200)连接的枪头连接部(514)，所述顶出脱离件(53)设置为能够相对于各个所述枪头连接部(514)运动，以能够使得各个所述取样枪头(200)与各自对应的所述枪头连接部(514)分离。 5.根据权利要求4所述的样本处理设备，其特征在于，所述顶出脱离件(53)包括能够沿所述高度方向(H)升降地支撑在所述取样枪驱动件(52)的固定基座(521)上的顶出脱离板(531)，该顶出脱离板(531)在所述高度方向(H)上位于所述主体(512)的下方，且所述顶出脱离板(531)上形成有多个枪头连接部插入孔(532)，各个所述枪头连接部(514)的枪头连接段(515)各自对应地贯通所述枪头连接部插入孔(532)并露出于所述顶出脱离板(531)的一侧，所述取样枪驱动件(52)的驱动部设置为，在所述伸缩杆(511)缩回的缩回状态下能够驱动所述顶出脱离板(531)沿取样枪头(200)的脱离方向挤压各个所述枪头连接部(514)上的取样枪头(200)。 6.根据权利要求5所述的样本处理设备，其特征在于，所述顶出脱离件(53)包括抵顶板(533)以及与所述抵顶板(533)和所述顶出脱离板(531)连接的连接杆(534)，所述抵顶板(533)位于所述取样枪驱动件(52)的驱动部和所述主体(512)之间，所述抵顶板(533)和所述顶出脱离板(531)通过所述连接杆(534)能够沿所述高度方向(H)升降地设置在所述固定基座(521)上，所述驱动部在所述缩回状态下能够与所述抵顶板(533)抵接，以推动所述顶出脱离件(53)沿所述脱离方向移动，所述连接杆(534)通过套设在该连接杆(534)上的复位弹簧(535)弹性支撑在所述固定基座(521)上，所述复位弹簧(535)的两端分别与所述抵顶板(533)和所述固定基座(521)抵接，以用于提供始终驱使所述顶出脱离件(53)回复至初始位置的弹性回复力。 7.根据权利要求6所述的样本处理设备，其特征在于，所述取样枪(51)沿横向方向(X2)间隔地设置有多个，所述抵顶板(533)和所述顶出脱离板(531)分别沿所述横向方向(X2)延伸，所述连接杆(534)为多个且分别沿所述横向方向(X2)间隔有一个所述取样枪(51)的方式设置在所述抵顶板(533)和所述顶出脱离板(531)之间，以使得所述抵顶板(533)、所述顶出脱离板(531)以及相邻的每两个所述连接杆(534)之间分别构成取样枪布置区域，各个所述取样枪(51)的主体(512)位于所述取样枪布置区域内。 8.根据权利要求7所述的样本处理设备，其特征在于，所述取样枪驱动件(52)包括所述固定基座(521)、设置在该固定基座(521)上的取样枪驱动电机(522)、与所述取样枪驱动电机(522)的输出轴传动相连并设置有所述驱动部的取样枪传动机构，以将所述取样枪驱动电机(522)的旋转运动转化为所述驱动部的直线运动。 9.根据权利要求8所述的样本处理设备，其特征在于，所述取样枪传动机构为螺杆螺母传动机构，包括与所述取样枪驱动电机(522)的输出轴连接且可旋转地支撑在所述固定基座(521)上的第一螺杆(523)和能够沿所述高度方向(H)移动地设置在所述第一螺杆(523)上的第一螺母(524)，所述驱动部为套设在所述第一螺母(524)的外周面上的驱动挡板(525)，该驱动挡板(525)上形成有用于夹持所述伸缩杆(511)的头部的夹持槽(526)。 10.根据权利要求2所述的样本处理设备，其特征在于，所述磁珠转移装置(42)包括设置在载台运输机构(1)靠近取样枪头(200)的位置上的磁珠转移装置固定座(421)、设置在所述磁珠转移装置固定座(421)上的磁性件驱动件、以及磁性件移动板(422)，该磁性件移动板(422)设置在所述磁珠转移装置固定座(421)上，且与所述磁性件驱动件连接以能够沿靠近或远离所述取样枪头(200)的方向伸缩，所述磁性件为磁铁(423)且安装在所述磁性件移动板(422)靠近所述取样枪(51)的一侧。 11.根据权利要求10所述的样本处理设备，其特征在于，所述磁性件驱动件包括磁性件驱动电机(426)和磁性件螺杆螺母机构，所述磁性件驱动电机(426)设置在所述磁珠转移装置固定座(421)上，所述磁性件螺杆螺母机构的磁性件螺杆(427)与该磁性件驱动电机(426)的输出轴连接，所述磁性件螺杆螺母机构的磁性件螺母(428)与所述磁性件移动板(422)连接。 12.根据权利要求11所述的样本处理设备，其特征在于，所述磁性件移动板(422)上形成有沿所述磁性件移动板(422)的伸缩方向延伸的导向长孔(424)，所述磁珠转移装置(42)上设置有用于插入并安装到所述导向长孔(424)内的定位螺杆(425)，所述磁性件移动板(422)通过所述导向长孔(424)和所述定位螺杆(425)的配合可伸缩地设置在所述磁珠转移装置(42)上。 13.根据权利要求2所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台运输机构(1)包括沿高度方向(H)布置的多层载台运输平台(11)，所述第一工作区域(A)、所述第二工作区域(B)和所述第三工作区域(C)布置在多层所述载台运输平台(11)中的任意一者上，所述载台驱动机构包括载台平移驱动结构(12)和载台升降驱动结构(13)，所述载台平移驱动结构(12)设置在所述载台运输平台(11)中的至少一者上，并用于驱动所述载台(2)在对应的所述载台运输平台(11)的工作区域内沿载台移动方向(Z1)调整位置，所述载台升降驱动结构(13)设置在所述载台运输平台(11)中的其余至少一者上，并用于驱动所述载台(2)沿高度方向(H)升降，以使得所述载台(2)在各层所述载台运输平台(11)之间切换位置。 14.根据权利要求13所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台运输机构(1)包括沿高度方向(H)贯通地布置的上层载台运输平台(111)和下层载台运输平台(112)，所述第一工作区域(A)、所述第二工作区域(B)以及所述第三工作区域(C)沿载台移动方向(Z1)依次布置在所述上层载台运输平台(111)上，所述载台平移驱动结构(12)设置在所述上层载台运输平台(111)上，所述载台升降驱动结构(13)设置在所述下层载台运输平台(112)上，所述工作区域还包括用于存放多个所述载台(2)的载台初始存放区域(D)，所述载台初始存放区域(D)的至少一部分区域布置在所述下层载台运输平台(112)上。 15.根据权利要求14所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台平移驱动结构(12)设置为，能够驱动所述载台(2)在所述第二工作区域(B)沿相反于所述载台移动方向(Z1)的远离所述第三工作区域(C)的方向以步进式行进，以能够通过与所述核酸提取机构(4)的枪头移动装置(41)的升降动作以及所述磁珠转移装置(42)的伸缩动作的配合，提取所述样本容纳器(3)内的样本中所含的核酸并将提取的核酸存放至各个所述样本容纳器(3)。 16.根据权利要求14所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台初始存放区域(D)分别布置在所述上层载台运输平台(111)和所述下层载台运输平台(112)的一侧且位于靠近所述第一工作区域(A)的区域，所述载台运输机构(1)对应于载台初始存放区域(D)的侧壁上形成有用于使得所述载台(2)伸出或缩回的载台取放开口(14)，所述载台(2)设置为，在所述载台初始存放区域(D)通过所述载台取放开口(14)能够相对于所述载台运输机构(1)伸出或缩回。 17.根据权利要求16所述的样本处理设备，其特征在于，所述工作区域还包括用于所述第一工作区域(A)的样本分注的第一耗材存放区域(E)，所述第一机械臂(6)设置在第一耗材存放区域(E)内，该第一耗材存放区域(E)具有用于存放取样枪头(200)的取样枪头存放区域(E1)、和用于存放容纳有样本的取样管(300)的取样管存放区域(E2)，所述第一耗材存放区域(E)布置在所述上层载台运输平台(111)上且位于所述载台初始存放区域(D)的上方，所述第一机械臂(6)设置在所述第一耗材存放区域(E)内且布置为，能够在所述第一工作区域(A)和所述第一耗材存放区域(E)之间往复移动，以能够向第一工作区域(A)上搭载在所述载台(2)上的样本容纳器(3)内分注取样管(300)内的样本。 18.根据权利要求14所述的样本处理设备，其特征在于，所述工作区域还包括用于第三工作区域(C)的分注检测试剂和提取的核酸的第二耗材存放区域(F)，所述第二机械臂(7)设置在所述第二耗材存放区域(F)内，该第二耗材存放区域(F)具有用于存放分注枪头(400)的分注枪头存放区域(F1)、用于存放深孔板(100)的深孔板存放区域(F2)、和用于存放容纳有检测试剂的检测试剂容纳管(500)的检测试剂容纳管存放区域(F3)，所述第二耗材存放区域(F)设置在所述上层载台运输平台(111)的另一侧且位于靠近所述第三工作区域(C)的区域，所述第二机械臂(7)能够在所述第三工作区域(C)和所述第二耗材存放区域(F)之间往复移动，以能够向所述第二耗材存放区域(F)内的多个所述深孔板(100)内分别分注所述检测试剂容纳管(500)内的检测试剂和，位于所述第三工作区域(C)内搭载在所述载台(2)上的样本容纳器(3)内的核酸，从而检测核酸。 19.根据权利要求14所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台平移驱动结构(12)设置在所述上层载台运输平台(111)的一侧内壁上，且包括第一驱动电机(121)、与该第一驱动电机(121)的输出轴传动相连的第一传动组件、以及与所述第一传动组件连接并能够与所述载台可脱离地配合的活动台车(122)，所述第一传动组件用于将所述第一驱动电机(121)的旋转运动转化成所述活动台车(122)的线性运动，以能够使得所述活动台车(122)通过与所述载台(2)的配合来调整所述载台(2)所处的所述工作区域。 20.根据权利要求19所述的样本处理设备，其特征在于，所述第一传动组件为带传动配合机构、齿轮副传动配合机构或螺旋副传动配合机构。 21.根据权利要求20所述的样本处理设备，其特征在于，所述第一传动组件为带传动配合机构，且包括第一传动带(123)、设置在所述第一传动带(123)一侧且与所述第一驱动电机(121)的输出轴连接的第一主动轮(124)以及设置在所述第一传动带(123)另一侧的第一从动轮(125)，所述活动台车(122)安装在所述第一传动带(123)上。 22.根据权利要求21所述的样本处理设备，其特征在于，所述上层载台运输平台(111)中位于所述第一传动带(123)的下侧内壁部分上设置有沿所述载台移动方向(Z1)延伸的台车导轨(126)，所述活动台车(122) 固定在所述第一传动带(123)的下侧带部分上，所述活动台车(122)的底部设置有可滑动地与所述台车导轨(126)配合的第二滑轮组件(127)。 23.根据权利要求22所述的样本处理设备，其特征在于，所述第二滑轮组件(127)通过第二滑轮安装座(128)设置在所述活动台车(122)的底部，所述第二滑轮安装座(128)位于所述第一传动带(123)下侧且通过所述第二滑轮组件(127)支撑在所述台车导轨(126)上。 24.根据权利要求23所述的样本处理设备，其特征在于，所述活动台车(122)上可伸缩地设置有伸缩结构(8)，所述载台(2)对应于所述活动台车(122)的一侧侧壁上，设置有用于与所述伸缩结构(8)配合而相互锁止的锁止结构(21)。 25.根据权利要求24所述的样本处理设备，其特征在于，所述伸缩结构(8)包括第二电磁杆(81)，所述第二电磁杆(81)具有锁止状态和解锁状态，在所述锁止状态，所述第二电磁杆(81)断电，以使得第二电磁杆(81)的推杆伸出并卡入到所述锁止结构(21)上而锁止所述载台(2)和所述活动台车(122)；在所述解锁状态，所述第二电磁杆(81)通电，以通过所述第二电磁杆(81)内产生的磁力使得所述推杆缩回而解锁所述载台(2)和所述活动台车(122)，所述锁止结构(21)形成为具有与所述第二电磁杆(81)配合的形状的锁止槽或锁止孔。 26.根据权利要求25所述的样本处理设备，其特征在于，所述伸缩结构(8)还包括电磁铁(82)，所述电磁铁(82)为两个且分别设置在所述活动台车(122)的位于所述第二电磁杆(81)两侧的位置上，载台(2)对应于所述电磁铁(82)的侧壁上形成有用于与所述电磁铁(82)配合的电磁铁锁止块(28)，在所述锁止状态，所述电磁铁(82)通电而通过产生的磁力而吸附到所述电磁铁锁止块(28)内，以锁止所述载台(2)和所述活动台车(122)；在所述解锁状态，所述电磁铁(82)断电而脱离所述电磁铁锁止块(28)，以解锁所述载台(2)和所述活动台车(122)。 27.根据权利要求26所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台运输机构(1)包括设置在所述载台运输机构(1)的工作区域的一侧内侧壁上且沿所述载台移动方向(Z1)延伸的第二定位座(15)，以用于将所述载台(2)定位到各个所述工作区域，所述第二定位座(15)上沿所述载台移动方向(Z1)间隔地设置有多个第二定位部，所述第二定位部用于与载台(2)的所述一侧侧壁上设置的第一定位部配合或分离，在所述锁止状态，所有所述第二定位部均与所述第一定位部分离，以使得所述载台(2)在与所述活动台车(122)锁止的状态下在所述上层载台运输平台(111)上自由移动，在所述解锁状态，所述第一定位部位于与所述第二定位部中任意一个第二定位部相对的位置时，所述第一定位部与对应的所述第二定位部配合，以使得所述载台(2)在与所述活动台车(122)解锁的状态下定位到所述上层载台运输平台(111)上。 28.根据权利要求27所述的样本处理设备，其特征在于，所述第二定位部为第一电磁杆(151)，所述第一定位部为定位槽(221)，所述第一电磁杆(151)具有工作状态和非工作状态，在所述工作状态，所述第一电磁杆(151)断电，以使得第一电磁杆(151)的推杆伸出并卡入到所述定位槽(221)内，在所述非工作状态，所述第一电磁杆(151)通电，以通过第一电磁杆(151)内产生的磁力使得所述推杆缩回而脱离所述定位槽(221)。 29.根据权利要求28所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台(2) 的所述一侧侧壁上设置有第一定位座(22)，所述定位槽(221)形成在所述第一定位座(22)上，所述第二定位座(15)邻近各个所述第一电磁杆(151)的位置上，分别设置有用于检测所述第一定位座(22)的位置的位置传感器，以在多个所述位置传感器中的一个位置传感器检测到所述第一定位座(22)的位置时，使得所述第一电磁杆(151)中对应于所述一个位置传感器的第一电磁杆与所述定位槽(221)配合。 30.根据权利要求29所述的样本处理设备，其特征在于，所述位置传感器为槽型光电位置传感器(16)，所述槽型光电位置传感器(16)的槽朝向所述上层载台运输平台(111)的内侧开口，所述第一定位座(22)上形成有用于穿过所述槽型光电位置传感器(16)的所述槽的挡块(222)。 31.根据权利要求14所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台升降驱动结构(13)包括设置在所述下层载台运输平台(112)上的升降固定基座(131)和可升降地设置在所述升降固定基座(131)上并能够与所述载台(2)可脱离配合的升降缸(132)，以使得载台(2)在所述上层载台运输平台(111)和所述下层载台运输平台(112)之间切换位置。 32.根据权利要求31所述的样本处理设备，其特征在于，所述下层载台运输平台(112)的内侧壁上设置有载台回位驱动结构(18)，该载台回位驱动结构(18)与所述升降固定基座(131)连接，并用于驱动所述载台升降驱动结构(13)沿载台移动方向(Z1)或相反于所述载台移动方向(Z1)的方向移动。 33.根据权利要求32所述的样本处理设备，其特征在于，所述载台回位驱动结构(18)包括第二驱动电机(181)和与该第二驱动电机(181)的输出轴传动相连的第二传动组件，所述升降固定基座(131)安装在所述第二传动组件的活动件上，所述第二传动组件用于将所述第二驱动电机(181)的旋转运动转化成所述载台升降驱动结构(13)沿所述载台移动方向(Z1)的线性运动，或者相反于所述载台移动方向(Z1)的方向的线性运动。 34.根据权利要求33所述的样本处理设备，其特征在于，所述第二传动组件为带传动配合机构、齿轮副传动配合机构或螺旋副传动配合机构。 35.根据权利要求34所述的样本处理设备，其特征在于，所述第二传动组件为带传动配合机构，且包括与所述升降固定基座(131)连接的第二传动带(182)、设置在所述第二传动带(182)一侧且与所述第二驱动电机(181)的输出轴连接的第二主动轮(183)、设置在所述第二传动带(182)另一侧的第二从动轮(184)，所述升降固定基座(131)固定在所述第二传动带(182)上。 36.根据权利要求35所述的样本处理设备，其特征在于，所述第二传动组件设置有两组且分别设置在所述下层载台运输平台(112)的两侧内壁上，两组的所述第二从动轮(184)通过传动轴(185)相互连动。 37.根据权利要求36所述的样本处理设备，其特征在于，所述下层载台运输平台(112)的两侧内壁中位于所述第二传动带(182)下方的位置上，分别设置有沿载台移动方向(Z1)延伸且与所述升降固定基座(131)的两侧壁配合的升降固定基座导轨(133)，以使得所述升降固定基座(131)带动所述载台(2)在所述升降固定基座导轨(133)上移动而使所述载台(2)回复至所述载台初始存放区域(D)。
所属类别：	实用新型