一种自分离溶液的基因检测用离心装置的制作方法

1.本发明属于基因检测技术领域，具体是一种自分离溶液的基因检测用离心装置。


背景技术：

2.在基因检测的过程中，需要先对细胞内的基因进行提取分离，在分离的过程中，为了保证分离的效率，通常使用离心机对溶液中的不同物质进行分离，并且在提取分离的过程中，需要对试管内的溶液进行多次的提取以及加入新的反应溶液，才能得到所需要的基因进行实验调整。
3.申请号为cn202020245106.9的专利公开了一种自分离溶液的基因检测用离心装置虽然解决了在离心机离心过程中的震荡问题，但仍需要多次的对离心机内试管中的溶液进行多次分离和加液提取，使得基因提取的效率缓慢。
4.同时在生物实验的过程中，对试管中的溶液进行提取分离时，仅仅只能对固定深度的溶液进行提取分离，但在实验的过程中，由于添加的反应试剂成分不同，细胞中的基因在离心后试管中的位置也不同，无法做出及时调整，进而仍需人为的对试管中溶液进行提取。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种自分离溶液的基因检测用离心装置，具有对试管内不同深度的溶液进行快速分离且可在不拿出试管的情况下进行快速加液的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自分离溶液的基因检测用离心装置，包括机体，机体包括工作箱，工作箱的一侧连接设有支撑座，工作箱内一端开设有离心腔，离心腔的开口位于远离支撑座的一端，工作箱远离支撑座的一端转动设有顶盖，顶盖能对离心腔的开口实现密封；离心腔内设有若干连接组件，连接组件包括固定块，固定块固定连接在离心腔上，固定块一侧滑动设有伸缩板，伸缩板远离固定块的一端转动设有转动板；工作箱与支撑座之间连接设有管道组件，管道组件靠近工作箱的一端连接在连接组件上，管道组件包括用于分离试管中溶液的出液管、用于溶液进入试管内部的进液管和用于辅助液体分离的输气管；支撑座内开设有储液腔和气腔，出液管和输气管远离连接组件的一端分别与储液腔和气腔连通，其中气腔与储液腔之间连通设有连通腔，连通腔内固定设有阀门控制器，阀门控制器的两端固定设有压强传感器；离心腔内转动设有用于放置试管的水平转子，水平转子转动时不与离心腔的腔壁接触；支撑座与工作箱之间固定设有伸缩杆；通过控制出液管在试管中对不同层面的溶液进行提取时，气腔和储液腔处于不同
的工作状态，当出液管位于试管浅层溶液时，储液腔直接对试管溶液进行提取分离，当出液管位于试管深层溶液中时，通过气腔加压和储液腔的负压实现对试管内的液体快速分离。
7.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、通过出液口的端口在试管中提取溶液的不同深度，进而控制气腔和储液腔的工作状态，当出液口端口位于试管的浅层溶液中时，通过气腔抽气实现对储液腔内负压，直接通过储液腔与出液管对试管中的浅层液体进行抽取，当出液口的端口位于试管底层溶液中时，此时通过气腔和储液腔对试管中的溶液进行提取，使得液体在提取分离的过程中能够精准的对不同深度的溶液进行分离。
8.2、在试管中的溶液分离以后，通过进液管将二次反应的试剂直接加入至试管中，进而在试管不拿出的情况下直接进行二次离心反应，减少了拿取试管所消耗的时间，提高了离心速率。
9.3、通过将试管端口的密封盖上设置三个密封橡胶孔，在方便出液口、进液口以及输气口通过的同时，从而不影响试管在离心腔内密封离心，同时为了避免工作人员在离心机工作的过程中误将密封盖打开，进而在工作箱与支撑座之间设置伸缩杆用于提醒工作人员。
附图说明
10.图1为本发明整体装置的结构示意图；图2为本发明离心腔内的结构示意图；图3为图2中另一个方向的结构示意图；图4为本发明伸缩杆的连接分布示意图；图5为图2中a的结构放大示意图；图6为本发明支撑座的剖视结构示意图；图7为图6中b的结构放大示意图；图8为管道组件与支撑座之间的连接结构示意图。
11.附图说明：1、机体；11、支撑座；1101、储液腔；1102、气腔；12、工作箱；1201、离心腔；1202、水平转子；1203、动力轴；13、顶盖；2、管道组件；21、出液管；2101、出液口；22、进液管；2201、进液口；23、输气管；2301、输气口；3、连接组件；31、固定块；32、伸缩板；33、转动板；4、伸缩杆；5、连通腔；51、阀门控制器。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
13.如图1-图8所示，一种自分离溶液的基因检测用离心装置，包括机体1，机体1包括用于离心样品放置的工作箱12，工作箱12的一侧连接设有支撑座11，通过支撑座11将工作箱12支撑，从而使得工作箱12在工作时的振动频率不会影响离心工作的进行，工作箱12内一端开设有离心腔1201，离心腔1201的开口位于远离支撑座11的一端，工作箱12远离支撑
座11的一端转动设有顶盖13，顶盖13能对离心腔1201的开口实现密封，当需要离心的试管放置在离心腔1201内以后，通过顶盖13的翻转对离心腔1201实现密封，使得液体在高速转动离心的过程中，离心腔1201内的气体压强稳定，且无杂物影响离心的试管，确保离心的安全运行。
14.离心腔1201内设有用于管道组件出口位置约束的若干连接组件3，连接组件3包括固定块31，固定块31固定连接在离心腔1201上，固定块31远离离心腔1201腔壁连接处的一侧滑动设有伸缩板32，伸缩板32的伸缩程度由电导轨控制，伸缩板32上设有供转动板33转动的凹槽，伸缩板32远离固定块31的一端转动设有转动板33，转动板33的转动动力由转动电机提供，转动电机固定连接在伸缩板32上，同时通过转动板33的转动使得出液口2101、进液口2201和输气口2301转动至试管口上侧，方便出液口2101、进液口2201和输气口2301进行工作。
15.工作箱12与支撑座11之间连接设有管道组件2，管道组件2靠近工作箱12的一端连接在连接组件3上，管道组件2包括用于分离试管中溶液的出液管21、用于溶液进入试管内部的进液管22和用于辅助液体分离的输气管23，通过管道组件2将工作箱12与支撑座11进行连接，进而通过管道组件2方便将工作箱12内的溶液导入至支撑座11内，同时为了避免管道组件2在工作箱12与支撑座11发生相对位移时断裂，影响溶液的正常输送，进而将出液管21、进液管22和输气管23的管道材料设置橡胶弹性管，使得工作箱12发生位移后，出液管21、进液管22和输气管23发生延展，使得管道组件2的两端始终连接在工作箱12和支撑座11上，需要说明的是，工作箱12与支撑座11之间的位移量小于管道组件2的延展长度。
16.支撑座11内开设有储液腔1101和气腔1102，通过储液腔1101对试管内分离出来的液体进行置放，通过气腔1102对需要排入试管内的气体进行压缩存放，出液管21和输气管23远离连接组件3的一端分别与储液腔1101和气腔1102连通，使得气腔1102内的气体通过输气管23通入至试管内，同时通过输入的气体使得试管内上端的气体压强增加，使得试管底部的液体通过出液管21流入至储液腔1101内放置，同时为了提高试管内溶液的分离速率以及分离的多样性，使得储液腔1101内与试管内的压强存在压强差，提高试管内的溶液向储液腔1101内移动的速率，进而在气腔1102与储液腔1101之间连通设有连通腔5，其中连通腔5在储液腔1101内的位置不影响液体的放置，连通腔5内固定设有阀门控制器51，通过阀门控制器51将储液腔1101与气腔1102分隔，使得两个腔室在工作时分别属于独立的个体，同时阀门控制器51的两端固定设有压强传感器，通过安装在储液腔1101一侧的压强传感器对储液腔1101内的压强进行检测，方便在储液腔1101对液体吸取时压强差值足够使液体完全通过出液管21进入至储液腔1101内，同时通过安装在气腔1102内的压强传感器对气腔1102内的压强进行检测，当气腔1102内的压强低时，即意味着气腔1102内的气体含量低，不满足补充入试管内的要求，进而通过压强传感器将数据上传至控制终端，使得控制终端控制抽气装置及时的对气腔1102内的气体进行补充，并且通过两侧的气体压强，控制阀门控制器51的开关，当需要储液腔1101单独对试管内的液体进行吸取时，控制阀门控制器51打开，使得气腔1102内的抽气装置对储液腔1101内的气体进行抽取，当储液腔1101内的压强传感器检测到腔内的压强能够抽取试管溶液时，控制阀门控制器51闭合。
17.在离心实验中，当需要对试管上层的分离溶液进行抽取时，使得出液管21伸入至试管内的上层溶液中，此时输气管23不对试管内部加压，利用储液腔1101内的压强差，通过
出液管21将位于上层的液体吸附出试管；当需要对试管下层的分离溶液进行抽取时，使得出液管21伸入至试管底部的溶液中，此时输气管23位于试管上侧的空腔处，从而利用输气管23对试管内的加压，使得液体受到向下的压迫，同时利用储液腔1101与出液管21之间的负压，实现对试管下侧的液体抽取，提高液体的分离速率，需要说明的是，在出液管21和输气管23未工作时，出液管21与储液腔1101以及输气管23与气腔1102之间的阀门为闭合状态，当出液管21与输气管23的端口到达工作位置后，控制阀门打开，使得出液管21与输气管23开始工作。
18.同时在机体1外端连接控制终端，使得控制终端控制阀门、阀门控制器51的开关闭合以及转动板33的偏转等装置的运行。
19.为了方便对试管内的溶液进行分离提取，加快分离溶液的速率，在离心腔1201内转动设有用于试管放置的水平转子1202，同时水平转子1202转动时不与离心腔1201的腔壁接触，确保在水平转子1202工作的过程中水平转子1202的转动稳定，不会发生大幅度震荡。
20.在本实施例中，水平转子1202上放置试管的端口数量为六个，进而连接组件3的数量与水平转子1202的数量相同，也为六个，且连接组件3的位置位于水平转子1202的上侧。
21.离心腔1201内靠近支撑座11的一侧内壁上转动设有动力轴1203，动力轴1203的转动由伺服电机提供，伺服电机固定连接在工作箱12的箱体内，水平转子1202内贯穿设有通孔，水平转子1202的通孔内固定设有能够与动力轴1203连接的卡合组件，在此实施例中，卡合组件的优选为转动卡盘，即通过水平转子1202与动力轴1203之间发生相对滑动时，转动卡盘旋出与动力轴1203抵触，并且为了避免转动卡盘在动力轴1203工作时松动，进而转动卡盘旋出抵触的方向与动力轴1203转动方向相同，水平转子1202的通孔能安装在动力轴1203上，同时为了方便卡合组件方便对动力轴1203进行卡合，在动力轴1203上设置能够卡合的凹槽。
22.支撑座11与工作箱12之间固定设有伸缩杆4，支撑座11与地面接触支撑，工作箱12与支撑座11的端面接触，在工作箱12准备工作完成后，通过伸缩杆4将工作箱12抬升，避免工作箱12在离心工作进行时被工作人员误开，致使离心失败的情况发生，同时通过直接观察工作箱12与支撑座11之间的间距，就能直观的观察出工作箱12是否完成离心的情况。
23.为了方便对试管内的溶液进行分离，同时减少管道组件2的延伸长度，进而在转动板33上分别固定设有出液口2101、进液口2201和输气口2301，出液管21、进液管22和输气管23远离支撑座11的一端贯穿工作箱12箱体分别与出液口2101、进液口2201和输气口2301连通，进而出液口、进液口2201以及输气口2301分别相当于出液管21、进液管22和输气管23的延伸端，且出液口2101、进液口2201和输气口2301翻转后能伸入至水平转子1202上的试管内进行工作。
24.同时为了避免出液口2101、进液口2201以及2输气口2301在离心腔1201内的长度过长，影响转动板33的正常翻转，进而将出液口2101、进液口2201和输气口2301远离转动板33的一端为活动伸缩端，通过活动伸缩端能够带动出液口2101、进液口2201和输气口2301延伸，同时活动伸缩端伸长过程中不会对出液口2101、进液口2201和输气口2301的连通情况产生影响，在本实施例中，活动伸缩端的伸缩方式优选为电导轨伸缩，从而在伸缩的过程中不会对试管内的分离的溶液产生影响，同时为了使得出液口2101、进液口2201和输气口2301更方便的在试管内进行工作，进而出液口2101的延伸端最长能够伸入至试管底部，进
液口2201的延伸端最长能够伸入至试管中部，输气口2301的延伸端最长能够伸入至试管上部。
25.由于液体在试管中进行离心时，为了避免液体飞溅，进而试管需要保持密封状态，进而使得转动板33转动完成后，无法直接将出液口2101、进液口2201和输气口2301伸入至试管内部，进而试管上使用的密封塞上设置有三个孔，其中三个孔分别与出液口2101、进液口2201和输气口2301对应，且孔的密封形式为多个柔性橡胶相互抵触组成，进而在有物体伸入至试管内时，先抵触在柔性橡胶上，增大抵触力后物体透过橡胶伸入至试管内，同时当物体移出密封塞后，多个柔性橡胶恢复相互抵触的状态，保持试管管腔内为密封的状态，进而当转动板33带动出液口2101、进液口2201和输气口2301转动至试管上端时，通过活动伸缩端将三个口伸入至试管中进行工作，同时不会影响试管在离心过程中的密封性。
26.在基因检测的过程中，溶液离心需要加入多种溶液对细胞上不同的物质进行分离，所以在基因提取的过程中，需要分别加入多组试剂进行多组离心，进而为了减少在离心完成后拿取试管的时间，设置进液管22远离工作箱12的一端穿过支撑座11与支撑座11的外端连通，使得工作人员直接通过进液管22和进液口2201进入至试管内部，同时在进液管22的连通端上固定设有密封塞，避免进液管22在不使用时有杂质进入，进而影响试剂通过进液管22进入试管后，影响离心的结果。
27.为了方便对气腔1102内的气体进行补充，进而气腔1102侧壁上设有通气孔，通气孔内设有开合板，当气腔1102内的气体为充足状态时，开合板为密闭状态，使得气腔1102为一个密闭的腔室，当气腔1102内的气体需要补充时，气腔1102为打开状态，方便对气腔1102内的气体进行补充，当气腔1102内的压强传感器检测到气腔1102内的压强低时，将数据上传至控制终端，使得控制终端控制开合板打开，通过气腔1102内的气体存放，同时直接将气体吸入至气腔1102中时，容易将气体中含有的杂质也吸附进气腔1102内，从而通过输气管23排放气体时，容易将杂质引入至试管中，从而在气腔1102靠近通气孔的一侧设有气体净化装置，将气体中杂质进行过滤，使得存放在气腔1102内的气体纯净。
28.初始时，顶盖13对离心腔1201进行密封，伸缩杆4为收缩状态，阀门控制器51为闭合状态，出液口2101、进液口2201和输气口2301未在转动板33上发生转动且长度未发生变化，水平转子1202与动力轴1203为分离状态，伸缩板32收纳在固定块31内。
29.工作时，将顶盖13翻转，使得离心腔1201打开，将水平转子1202放置在动力轴1203上，进而在维持动力轴1203不发生转动的同时，使得水平转子1202与动力轴1203之间发生相对转动，使得水平转子1202上的卡合组件展开与动力轴1203之间实现位置固定，确保水平转子1202在离心过程中的稳定性，将存放有溶液试管放置在水平转子1202的放置腔内，进而将顶盖13复位，对离心腔1201内实现再次密封，同时伸缩杆4的工作前提为水平转子1202与动力轴1203之间连接稳定，即当水平转子1202与动力轴1203之间稳定连接后，控制终端才能发送控制指令使得伸缩杆4工作，如果未连接稳定，需重新打开顶盖13对水平转子1202的约束位置进行调节，当连接稳定后通过控制终端调控伸缩杆4伸长，进而带动工作箱12升高，同时在工作箱12升高的过程中，带动管道组件2发生弹性伸长，当工作箱12随着伸缩杆4升高至最大高度后，伸缩杆4停止伸长，进而通过控制终端使得伺服电机开始工作，带动动力轴1203转动，从而带动水平转子1202开始转动，实现对水平转子1202上放置的试管内的溶液成分进行分离。
30.当离心结束后，水平转子1202的在停止转动时，放置腔的端口与连接组件3的位置相对应，通过电导轨调控伸缩板32在固定块31的伸长长度，通过伸缩板32收缩在固定块31内，使得不同型号的试管在水平转子1202上转动时不会与伸缩板32发生碰撞，使得伸缩板32带动转动板33移动，进而将转动板33移动至翻转后出液口2101、进液口2201以及输气口2301恰好位于试管口上端，同时试管在离心腔1201内离心时，为了避免试管中的溶液溅射，进而试管需要始终维持密封的状态，从而通过设置在试管上端密封盖的三个橡胶密封口，当转动板33转动完成后，出液口2101、进液口2201以及输气口2301伸长，由于试管上密封盖的三个橡胶密封口与三个口的位置相互对应，进而随着出液口2101和输气口2301的伸长，进液口2201位于密封盖上端位置不变，穿过试管上的密封橡胶口进入至试管腔内部，同时输气口2301位于试管内的空腔处，由于在基因检测过程中，需要提取的细胞在不同的溶液中分布在不同的位置上，需要根据实际需求情况对不同深度的溶液进行分别提取：当需要对试管上层的分离溶液进行抽取时，即需要储液腔1101单独对试管内的液体进行吸取，使得出液口2101伸入至试管内的上层溶液中，此时将出液口2101的伸长程度以及位于储液腔1101内的气压传感器的数据上传至控制终端，从而通过控制终端控制阀门控制器51打开，使得气腔1102内的抽气装置对储液腔1101内的气体进行抽取，当储液腔1101内的压强传感器检测到腔内的压强能够抽取试管溶液时，控制阀门控制器51闭合，同时输气口2301不对试管内部加压，利用储液腔1101与试管内的压强差，通过出液管21将位于上层的液体吸附出试管；当需要对试管下层的分离溶液进行抽取时，使得出液管21伸入至试管底部的溶液中，此时输气管23位于试管上侧的空腔处，从而利用输气管23对试管内的加压，使得液体受到向下的压力，此时储液腔1101与气腔1102之间的阀门控制器51为打开状态，使得储液腔1101内的气体通过连通腔5进入至气腔1102内存放，使得利用储液腔1101与试管之间形成负压，对试管底层的溶液进行引流，进而随着输气口2301的气体输入，使得试管底层的液体进入至出液管21内，进而随着液体在出液管21内的流动，通过控制终端回馈至阀门控制器51上，使得阀门控制器51随着液体距离储液腔1101的距离变短而调小，当液体流入储液腔1101内后，阀门控制器51彻底关闭，同时气腔1102通过输气管23继续对试管内进行加压，使得试管内的溶液分离，通过安装在储液腔1101一侧的压强传感器对储液腔1101内的压强进行检测，方便在储液腔1101对液体吸取时压强差值足够使液体完全通过出液管21进入至储液腔1101内，通过安装在气腔1102内的压强传感器对气腔1102内的压强进行检测，当气腔1102内的压强低时，即意味着气腔1102内的气体含量低，不满足补充入试管内的要求，进而通过压强传感器将数据上传至控制终端，使得控制终端控制抽气装置及时的对气腔1102内的气体进行补充，并且通过两侧的气体压强，控制阀门控制器51的开关，实现对试管下侧的液体抽取，提高液体的分离速率。
31.当试管内的溶液分离结束后，使得出液口2101和输气口2301移出试管内，同时控制进液口2201伸长，伸入至试管内部，进而工作人员打开位于支撑座11上的密封塞，进而通过进液管22的开口端将液体注入至试管内部，同时在进液口2201上安装抽液泵，使得进液管22内的液体能够完全进入至试管内，进而抽取进液口2201使得试管重新处于密封状态，进而二次离心，直至基因提取完成，减少在基因离心过程中所消耗的时间。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。