核酸取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物提取技术领域，特别涉及一种核酸取样装置。


背景技术：

2.自沃森－克里克的dna双螺旋模型诞生以后，生物学进入到了一个全新的时代。在生物学界，无论是进行病原微生物的检测、物种鉴定，还是进行物种起源、多样性评估及其亲缘关系、系统进化等的研究，首先都需要对核酸进行分离纯化，因此对核酸的提取成为生物医药领域甚至农林牧渔等领域内所有学科进行科学研究的基础。
3.现有的核酸取样过程中，通常需要人工拿取装有样品的待检测试管，对待检测试管旋开盖子后对核酸进行取样和检测；由于整个核酸取样过程由人工完成，因此很容易因为人为操作失误，导致样品污染或病毒传播等情况发生。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种核酸取样装置，旨在实现核酸提取的自动化机械操作，从而避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的核酸取样装置，所述核酸取样装置用于对装有样品的待检测试管进行样品提取，所述核酸取样装置包括：
6.机架；
7.夹取机械手，所述夹取机械手可移动地安装于所述机架，夹取所述待检测试管以及对所述待检测试管进行旋盖；
8.取样机械手，所述取样机械手可移动地安装于所述机架，所述取样机械手用于提取所述待检测试管内的样品。
9.可选地，所述机架包括纵向支撑梁与横向支撑杆组件，所述横向支撑杆组件可移动地安装于两个所述纵向支撑梁之间。
10.可选地，所述横向支撑杆组件包括第一横向支撑杆和第二横向支撑杆，所述夹取机械手与所述第一横向支撑杆可移动连接，所述取样机械手与所述第二横向支撑杆可移动连接。
11.可选地，所述第一横向支撑杆包括支撑杆和连接件，所述支撑杆与所述连接件固定连接，并且所述支撑杆与所述纵向支撑梁可移动连接，所述连接件与所述夹取机械手可移动连接。
12.可选地，所述夹取机械手包括控制部和夹取部，所述控制部与所述连接件可移动连接，所述控制部与所述夹取部可转动连接，所述控制部包括壳体、控制组件和驱动组件，所述控制组件和驱动组件均安装于所述壳体内，所述壳体与所述连接件可移动连接，所述控制组件与所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述夹取部连接，所述驱动组件用于控制所述夹取部对所述待检测试管夹取和旋盖。
13.可选地，所述机架还包括条码识别器，所述条码识别器设于所述纵向支撑梁。
14.可选地，所述核酸取样装置还包括基板，所述基板与所述机架连接，所述基板设有第一区域，第二区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域分别位于所述第二区域两侧，所述第一区域用于放置所述待检测试管，所述第二区域用于对所述待检测试管进行取样，所述第三区域用于放置试剂盒。
15.可选地，所述核酸取样装置还包括限位件，所述限位件设于所述第二区域。
16.可选地，所述核酸取样装置还包括重置机械手，所述重置机械手可移动地安装于所述机架，且位于所述第三区域，所述重置机械手用于提取所述试剂盒里的样品。
17.可选地，所述纵向支撑梁的长度和所述横向支撑杆组件的长度均小于或等于80厘米。
18.本实用新型技术方案通过夹取机械手和取样机械手可移动地安装于机架上，以使夹取机械手可对装有样品的待检测试管进行夹取以及自动旋盖，随后取样机械手可对旋开盖子后的待检测试管进行取样，并将取样得到的样品移动至试剂盒进行保存。在实际应用过程中，夹取机械手可通过平面x轴和y轴方向的移动，到达集中放置待检测试管的放置区域上方，然后夹取机械手向下移动并对即将用于取样的待检测试管进行夹取固定，接着夹取机械手夹取待检测试管上升并移动至取样区域，随后夹取机械手再次下降并将待检测试管固定放置于取样区域，然后夹取机械手进行旋转，以将待检测试管的盖子旋开，接着取样机械手移动至旋开盖子的待检测试管上方，并对待检测试管进行取样，最后将取样得到的样品移动至试剂盒进行保存，从而完成核酸提取过程。由于对待检测试管的夹取、移动和旋盖都是由夹取机械手完成，而对待检测试管进行取样则是由取样机械手完成，即通过机械自动化操作替代了常规核酸取样过程的人工操作，因此能够提升核酸提取过程中的稳定性，避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型核酸取样装置一实施例的结构示意图；
21.图2为图1中核酸取样装置的左视图；
22.图3为图1中夹取机械手与连接件的装配示意图；
23.图4为图1中限位件与待检测试管的装配示意图。
24.附图标号说明：
[0025][0026][0027]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]
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的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0031]
本实用新型一种核酸取样装置，所述核酸取样装置用于对装有样品的待检测试管200进行样品提取，所述核酸取样装置包括：
[0032]
机架10；
[0033]
夹取机械手20，所述夹取机械手20可移动地安装于所述机架10，用于夹取所述待检测试管200以及对所述待检测试管200进行旋盖；
[0034]
取样机械手50，所述取样机械手50可移动地安装于所述机架10，所述取样机械手50用于提取所述待检测试管200内的样品。
[0035]
本实用新型技术方案通过夹取机械手20和取样机械手50可移动地安装于机架10上，以使夹取机械手20可对装有样品的待检测试管200进行夹取以及自动旋盖，随后取样机械手50可对旋开盖子后的待检测试管200进行取样，并将取样得到的样品移动至试剂盒300进行保存。
[0036]
在第一实施例中，如图1和图2所示，夹取机械手20可通过平面x轴和y轴方向的移动，到达集中放置待检测试管200的放置区域上方，然后夹取机械手20向下移动并对即将用于取样的待检测试管200进行夹取固定，接着夹取机械手20夹取待检测试管200上升并移动至取样区域，随后夹取机械手20再次下降并将待检测试管200固定放置于取样区域，然后夹取机械手20进行旋转，以将待检测试管200的盖子旋开，然后夹取机械手20离开待检测试管200上方位置，接着取样机械手50移动至旋开盖子的待检测试管200上方，并对待检测试管200进行取样，最后将取样得到的样品移动至试剂盒300进行保存，从而完成核酸提取过程。
[0037]
由于对待检测试管200的夹取、移动和旋盖都是由夹取机械手20完成，而对待检测试管200进行取样则是由取样机械手50完成，即通过机械自动化操作替代了常规核酸取样过程的人工操作，因此能够提升核酸提取过程中的稳定性，避免因人为操作失误导致样品污染或病毒传播等情况发生。
[0038]
进一步地，如图1所示，所述机架10包括纵向支撑梁11与横向支撑杆组件，所述横向支撑杆组件可移动地安装于两个所述纵向支撑梁11之间。
[0039]
具体地，所述横向支撑杆组件包括第一横向支撑杆12和第二横向支撑杆，所述夹取机械手20与所述第一横向支撑杆12可移动连接，所述取样机械手50与所述第二横向支撑杆可移动连接。
[0040]
在实际应用过程中，如图1所示，通过第一横向支撑杆12带动夹取机械手20沿着平行于纵向支撑梁11的长度的方向移动，从而实现夹取机械手20在x轴方向的移动，通过夹取机械手20在第一横向支撑杆12的长度方向上移动，从而实现夹取机械手20在y轴方向的移动。如此，夹取机械手20可通过x轴和y轴的平面移动以便于夹取待检测试管200。
[0041]
同理，通过第二横向支撑杆带动取样机械手50沿着平行于纵向支撑梁11的长度的方向移动，从而实现取样机械手50在x轴方向的移动，通过取样机械手50在第二横向支撑杆的长度方向上移动，从而实现取样机械手50在y轴方向的移动。如此，取样机械手50可通过x轴和y轴的平面移动以便于对待检测试管200进行提取样品。
[0042]
进一步地，如图1所示，所述第一横向支撑杆12包括支撑杆121和连接件122，所述支撑杆121与所述连接件122固定连接，并且所述支撑杆121与所述纵向支撑梁11可移动连接，所述连接件122与所述夹取机械手20可移动连接。
[0043]
具体地，支撑杆121可移动连接于纵向支撑梁11，以使夹取机械手20可通过支撑杆121的带动，沿着平行于纵向支撑梁11的长度的方向移动，从而实现夹取机械手20在x轴方向的移动，并且，第一横向支撑杆12的连接件122设有导向槽，该导向槽沿竖直方向设置，由于连接件122与夹取机械手20连接，因此夹取机械手20可沿着连接件122的导向槽实现上下移动。
[0044]
同理，所述第二横向支撑杆同样包括支撑杆121和连接件122，所述支撑杆121与所述连接件122固定连接，并且所述支撑杆121与所述纵向支撑梁11可移动连接，所述连接件122与所述取样机械手50可移动连接。
[0045]
具体地，支撑杆121可移动连接于纵向支撑梁11，以使取样机械手50可通过支撑杆121的带动，沿着平行于纵向支撑梁11的长度的方向移动，从而实现取样机械手50在x轴方向的移动，并且，第二横向支撑杆的连接件122设有导向槽，该导向槽沿竖直方向设置，由于连接件122与取样机械手50连接，因此取样机械手50可沿着连接件122的导向槽实现上下移
动。
[0046]
进一步地，如图3所示，所述夹取机械手20包括控制部21和夹取部22，所述控制部21与所述连接件122可移动连接，所述控制部21与所述夹取部22可转动连接，所述控制部21包括壳体、控制组件和驱动组件，所述控制组件和驱动组件均安装于所述壳体内，所述壳体与所述连接件122可移动连接，所述控制组件与所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述夹取部22连接，所述驱动组件用于控制所述夹取部22对所述待检测试管200夹取和旋盖。
[0047]
具体地，驱动组件包括气缸和电机，其中气缸用于控制夹取部22对待检测试管200进行夹取固定，电机用于控制夹取部22旋转以对待检测试管200进行旋盖操作。在实际应用过程中，夹取机械手20到达集中放置待检测试管200的放置区域上方，然后夹取机械手20向下移动，气缸控制夹取部22对即将用于取样的待检测试管200进行夹取固定，接着夹取机械手20上升并移动至用于核酸取样的取样区域，随后夹取机械手20再次下降并将待检测试管200固定放置于取样区域，然后电机控制夹取部22进行旋转，以将待检测试管200的盖子旋开，从而方便下一步对待检测试管200的取样操作。
[0048]
进一步地，如图1和图2所示，所述核酸取样装置还包括基板30，所述基板30与所述机架10连接，所述基板30设有第一区域31，第二区域32和第三区域33，所述第一区域31和所述第三区域33分别位于所述第二区域32两侧，所述第一区域31用于放置所述待检测试管200，所述第二区域32用于对所述待检测试管200进行取样，所述第三区域33用于放置试剂盒300。
[0049]
具体地，用于集中放置待检测试管200的第一区域31即上述放置区域，未进行取样的待检测试管200以及在取样完毕后的试管集中放置于放置区域，以便于集中成批管理，用于完成取样操作的是第二区域32，在实际应用中，夹取机械手20将待检测试管200夹取并移动至第二区域32进行固定，随后由取样机械手50对固定于第二区域32的待检测试管200进行取样，取样后的取样机械手50移动至用于放置试剂盒300的第三区域33，并将样品滴落至试剂盒300内进行保存，以供进一步对样品进行核酸提取。其中，第一区域31与第三区域33分别位于第二区域32两侧，夹取机械手20往返移动于第一区域31与第二区域32之间，取样机械手50则往返移动于第二区域32与第三区域33之间，如此，可以减少夹取机械手20与取样机械手50的移动距离，并且能够避免在核酸取样操作过程中，夹取机械手20与取样机械手50互相造成行动影响和妨碍，从而进一步提高核酸提取操作的效率。
[0050]
进一步地，如图1和图4所示，所述核酸取样装置100还包括限位件40，所述限位件40设于所述第二区域32。
[0051]
具体地，该限位件40设于基板30的第二区域32，用于在核酸取样时对待检测试管200进行固定。在实际应用过程中，夹取机械手20移动至第一区域31，并对放在第一区域31的限位凹槽中的单个待检测试管200进行夹取固定，接着将该待检测试管200转移至第二区域32，并将该待检测试管200放入限位件40的限位孔中进行固定，随后夹取机械手20的夹取部22开始旋转以将待检测试管200的盖子旋开，在取样机械手50对待检测试管200取样完毕后，夹取机械手20重新将盖子在取样完毕的试管上旋紧，并对该取样完毕的试管夹取固定，转移回到第一区域31。
[0052]
此外，在本实施例中，第二区域32中还包括更换区域和废弃区域。由于取样机械手50在每次对待检测试管200进行取样前，都需要套上一次性枪头，以保证样品不受污染，因
此该更换区域用于集中放置多个一次性枪头，以供取样机械手50在每次移动至第二区域32进行取样时，能够就近移动至更换区域套上一次性枪头，在取样完毕后，取样机械手50移动至第三区域33将样品滴落至试剂盒300，随后取样机械手50重新回到第二区域32，并移动至集中放置废弃枪头的废弃区域，将已被样品污染的一次性枪头卸下。
[0053]
进一步地，如图1和图2所示，所述核酸取样装置100还包括重置机械手60，所述重置机械手60可移动地安装于所述机架10，且位于所述第三区域33，所述重置机械手60用于更换所述试剂盒300。
[0054]
在实际应用过程中，在进行多次取样操作后，放置于第三区域33的试剂盒300已经装满了样品，此时将装满样品的试剂盒300更换为新的闲置的试剂盒300，则重置机械手60会对装满样品的试剂盒300里的样品进行提取，从而使该装满样品的试剂盒300恢复为待使用状态。如此，能够进一步完善核酸取样的自动化操作过程，提高核酸取样操作的效率。
[0055]
进一步地，所述机架10还包括条码识别器，所述条码识别器设于所述纵向支撑梁11。
[0056]
具体地，为了在核酸取样过程中，实现实时取样信息同步，以及保证夹取机械手20对待检测试管200进行准确提取，在本实施例中，在机架10的纵向支撑梁11设置条码识别器，且该条码识别器位于限位件40的上方，而待检测试管200的外表面贴有对应的条码，如此，夹取机械手20在对待检测试管200夹取至限位件40处进行固定时，设于纵向支撑梁11的条码识别器会对待检测试管200的条码进行识别并记录相应的条码信息，可以实时同步取样信息，避免对待检测试管200发生重复提取或者错误提取。
[0057]
进一步地，所述纵向支撑梁11的长度和所述横向支撑杆组件的长度均小于或等于80厘米。
[0058]
在本实施例中，机架10的形状为矩形，由于纵向支撑梁11的长度和横向支撑杆组件的长度均小于或等于80厘米，即机架10的边长均小于或等于80厘米，如此，通过限制机架10的体积，从而使核酸取样装置100的设计具有小型、便捷的特点，提高了核酸取样装置100的实用性；同时由于核酸取样装置100的体积较小，可以减少夹取机械手20与取样机械手50的移动距离，进一步提高核酸提取的自动化操作效率。
[0059]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。