CN108865659A - 核酸提取与扩增荧光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物样本分析检测领域，具体而言，涉及一种核酸提取与扩增荧光检测系统。该核酸提取与扩增荧光检测系统包括：样本进样装置、试剂盒运送装置、样本预处理装置、核酸提取装置、扩增检测装置以及机械臂系统。通过设置核酸提取装置对磁珠样本进行提取与处理，通过设置扩增检测装置实现了高通量信号检测，具有较高的自动化程度。通过将样本进样、试剂盒运送、样本预处理、核酸提取、扩增检测、废液处理各个功能集成到一个系统，一体化程度高。该核酸提取与扩增荧光检测系统的各个功能模块布局合理，结构紧凑，整个核酸提取与扩增荧光检测系统具有小型化的特点，能够适应个体化医疗的要求，应用于各种医疗机构场合以及及时诊断等。
Description
技术领域
本发明涉及生物样本分析检测领域，具体而言，涉及一种核酸提取与扩增荧光检测系统。
背景技术
生物样本分析检测需要自动化程度高、一体化程度高且小型化的诊断系统的需求迫切。
“自动化”是指全自动分子诊断系统能够完成“样本制备-靶分子富集或扩增-信号检测-数据分析”的生物分子检测分析的全过程自动化。
“一体化”是指将自动化设备需要能够将样本存储，样本制备，分析反应，信号检测和分析等功能集成。
“小型化”是指全自动分子诊断系统小型化以适应个体化医疗的要求，以应用于各个医疗机构场合以及及时诊断等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核酸提取与扩增荧光检测系统，自动化程度高、一体化程度高且小型化。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一种核酸提取与扩增荧光检测系统，包括：样本进样装置，样本进样装置包括多个用于放置样本瓶的样本架以及样本输送机构；试剂盒运送装置，试剂盒运送装置包括多个试剂盒存储组件以及试剂盒输送机构；样本预处理装置，样本预处理装置用于将样本与试剂混合后进行加热、搅拌及离心处理；核酸提取装置，核酸提取装置用于对样本采用提取试剂进行核酸提取以及磁性分离；扩增检测装置，扩增检测装置用于将经过核酸处理的样本制成微观芯片后进行扩增及荧光检测分析；以及机械臂系统，机械臂系统用于将样本或者试剂运输至样本进样装置、试剂盒运送装置、样本预处理装置、核酸提取装置或者扩增检测装置。
在本发明较佳的实施例中，试剂盒存储组件包括多个用于存放试剂盒的容置腔以及弹夹壳体；每一个容置腔内均放置有一个弹夹壳体；多个试剂盒叠放在弹夹壳体内。
在本发明较佳的实施例中，试剂盒输送机构包括夹取组件、移动轨道以及驱动组件；夹取组件用于将试剂盒从弹夹壳体内夹取出；夹取组件传动连接于驱动组件，以带动夹取组件沿移动轨道移动。
在本发明较佳的实施例中，样本预处理装置包括用于放置试剂盒的转盘和吸取组件；吸取组件连接于转盘，且位于转盘的上方，吸取组件能够进入到试剂盒内吸取试液或者搅拌。
在本发明较佳的实施例中，转盘的底部设置有加热组件，用于对试剂盒内的试液加热。
在本发明较佳的实施例中，扩增检测装置包括检测装置、微观芯片以及芯片移运组件；微观芯片用于容置多个待检测的样本；检测装置包括热循环系统和实时信号检测系统，热循环系统用于为微观芯片中的样本进行核酸扩增提供合适的温度；实时信号检测系统用于对发生核酸扩增后的样本进行荧光检测；芯片移运组件用于抓取微观芯片并将微观芯片转移至检测装置的检测区。
在本发明较佳的实施例中，核酸提取装置包括磁性分离器、核酸提取试剂贮器、加热器组件以及移液组件；磁性分离器用于将试液与磁珠分离；核酸提取试剂贮器用于存储从样品提取核酸的一种或多种试剂；加热器组件用于对核酸提取反应提供适合温度。
在本发明较佳的实施例中，核酸提取与扩增荧光检测系统还包括废液公共液盒子；废液公共液盒子设置在核酸提取装置和样本进样装置之间。
在本发明较佳的实施例中，每一个样本架上均设置有多个用于放置样本瓶的容置腔；样本输送机构包括驱动部和移动导轨；驱动部传动连接于移动导轨；每一个样本架均连接于移动导轨。
在本发明较佳的实施例中，机械臂系统包括吸取臂和抓取臂；吸取臂用于吸取试液并移动至需要的位置；抓取臂用于抓取试液盒并移动至需要的位置。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种核酸提取与扩增荧光检测系统，包括：样本进样装置、试剂盒运送装置、样本预处理装置、核酸提取装置、扩增检测装置以及机械臂系统。其中，样本进样装置包括多个用于放置样本瓶的样本架以及样本输送机构。试剂盒运送装置包括多个试剂盒存储组件以及试剂盒输送机构。样本预处理装置用于将样本与试剂混合后进行加热、搅拌及离心处理。核酸提取装置用于对样本采用提取试剂进行核酸提取以及磁性分离。扩增检测装置用于将经过核酸处理的样本制成微观芯片后进行扩增及荧光检测分析。机械臂系统用于将样本或者试剂运输至样本进样装置、试剂盒运送装置、样本预处理装置、核酸提取装置或者扩增检测装置。该核酸提取与扩增荧光检测系统通过设置核酸提取装置对磁珠样本进行提取与处理，通过设置扩增检测装置实现了高通量信号检测，具有较高的自动化程度。该核酸提取与扩增荧光检测系统将样本进样、试剂盒运送、样本预处理、核酸提取、扩增检测、废液处理各个功能集成到一个系统，一体化程度高。该核酸提取与扩增荧光检测系统的各个功能模块布局合理，结构紧凑，整个核酸提取与扩增荧光检测系统具有小型化的特点，能够适应个体化医疗的要求，应用于各种医疗机构场合以及及时诊断等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的结构示意图；
图2为图1中Ⅱ处的放大图；
图3为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的第一视角的结构示意图；
图4为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的第二视角的结构示意图；
图5为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的弹夹壳体的结构示意图；
图6为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的样本预处理装置的第一视角的结构示意图；
图7为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的样本预处理装置的第二视角的结构示意图；
图8为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的扩增检测装置的结构示意图；
图9为图1中Ⅸ处的放大图；
图10为本发明第一实施例提供的核酸提取与扩增荧光检测系统的试剂盒运送装置的扩增检测装置的结构示意图。
图标：10-核酸提取与扩增荧光检测系统；20-基板；21-第一侧；22-第二侧；23-第三侧；24-第四侧；100-样本进样装置；110-样本架；120-样本输送机构；121-驱动部；122-移动导轨；200-试剂盒运送装置；210-试剂盒存储组件；211-容置腔；212-弹夹壳体；213-试剂盒；220-试剂盒输送机构；221-夹取组件；222-移动轨道；223-驱动组件；300-样本预处理装置；310-转盘；320-吸取组件；330-加热组件；331-导热环；332-加热带；333-隔热层；400-扩增检测装置；410-检测装置；411-热循环系统；412-实时信号检测系统；420-微观芯片；430-芯片移运组件；500-核酸提取装置；510-支架；520-固定器；530-磁性分离器；600-废液公共液盒子；610-第一层容置部；620-第二层容置部；630-搅拌装置；611-腔室；710-吸取臂；711-第一吸取臂；712-第二吸取臂；713-第三吸取臂；714-吸液针组；715-液针本体；716-安装板；720-抓取臂；721-第一抓取臂；723-第三抓取臂；800-显示系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1-图10，本实施例提供一种核酸提取与扩增荧光检测系统10，其包括样本进样装置100、试剂盒运送装置200、样本预处理装置300、扩增检测装置400、核酸提取装置500、废液公共液盒子600以及机械臂系统。该核酸提取与扩增荧光检测系统10通过设置核酸提取装置500对磁珠样本进行提取与处理，通过设置扩增检测装置400实现了高通量信号检测，具有较高的自动化程度。该核酸提取与扩增荧光检测系统10将样本进样、试剂盒运送、样本预处理、核酸提取、扩增检测、废液处理各个功能集成到一个系统，一体化程度高。该核酸提取与扩增荧光检测系统10的各个功能模块布局合理，结构紧凑，整个核酸提取与扩增荧光检测系统10具有小型化的特点，能够适应个体化医疗的要求，应用于各种医疗机构场合以及及时诊断等。
进一步地，核酸提取与扩增荧光检测系统10具有基板20，前述的样本进样装置100、试剂盒运送装置200、样本预处理装置300、核酸提取装置500、扩增检测装置400、废液公共液盒子600以及机械臂系统均设置在该基板20上。
进一步地，在本实施例中，基板20的形状为方形。基板20具有第一侧21和相对的第二侧22；以及第三侧23和相对的第四侧24。样本预处理装置300和试剂盒运送装置200设置在第一侧21且样本预处理装置300靠近第三侧23。从而方便将试剂盒运送至样本预处理装置300处。进一步地，样本进样装置100设置在第三侧23，且位于远离样本预处理装置300的一端，从而方便将样本运输至远离样本预处理装置300处。进一步地，核酸提取装置500设置在基板20中间，从而方便样本进样装置100运送样本、试剂盒运送装置200运送试剂以及样本预处理装置300运送经过处理的样本。进一步地，扩增检测装置400设置在第二侧22，方便核酸提取装置500上的样本运送至扩增检测装置400上。
进一步地，试剂盒运送装置200包括多个试剂盒存储组件210以及试剂盒输送机构220。
进一步地，试剂盒存储组件210包括多个用于存放试剂盒的容置腔211以及弹夹壳体212；每一个容置腔211内均放置有一个弹夹壳体212；多个试剂盒213叠放在弹夹壳体212内。进一步地，试剂盒输送机构220包括夹取组件221、移动轨道222以及驱动组件223。进一步地，夹取组件221用于将试剂盒213从弹夹壳体212内夹取出；夹取组件221传动连接于驱动组件223，以带动夹取组件221沿移动轨道222移动。
进一步地，样本预处理装置300用于将样本与试剂混合后进行加热、搅拌及离心处理。具体地，样本预处理装置300包括用于放置试剂盒的转盘310和吸取组件320；吸取组件320连接于转盘310，且位于转盘310的上方，吸取组件320能够进入到试剂盒内吸取试液或者搅拌。进一步地，转盘310的底部设置有加热组件330，用于对试剂盒内的试液加热。转盘310上设置有多个容置试剂盒的容置部。在转盘310转动的过程中与吸取组件320配合进行搅拌。
进一步地，加热组件330包括导热环331、加热带332和隔热层333。每一个容置部的底部均设置有导热环331；加热带332设置在导热环331之下。加热带332与转盘310的底壁之间还设置有隔热层333。从而避免了热量的扩散，进一步提高整个样本预处理装置300结构可靠性。
进一步地，扩增检测装置400用于对经过预处理的样本采用提取试剂进行核酸提取以及磁性分离。具体地，扩增检测装置400包括检测装置410、微观芯片420以及芯片移运组件430。微观芯片420用于容置多个待检测的样本。检测装置410包括热循环系统411和实时信号检测系统412，热循环系统411用于为微观芯片420中的样本进行核酸扩增提供合适的温度。实时信号检测系统412用于对发生核酸扩增后的样本进行荧光检测。芯片移运组件430用于抓取微观芯片420并将微观芯片420转移至检测装置410的检测区。
进一步地，核酸提取装置500包括磁性分离器530、核酸提取试剂贮器、加热器组件以及移液组件。磁性分离器530用于将试液与磁珠分离；核酸提取试剂贮器用于存储从样品提取核酸的一种或多种试剂；加热器组件用于对核酸提取反应提供适合温度。具体地，上述的磁性分离器530、核酸提取试剂贮器、加热器组件均设置在多个支架510上，各自配置成接受一定数目的样品和相应数目的固定器520。其中每个固定器520包括处理室，废料室，一个或多个移液管吸头，和一个或多个贮器。其中一个或多个贮器分别含有足够量的用于进行从样品提取核酸的一种或多种试剂。配置成相对于每个固定器520的处理室移动的磁性分离器530。配置成独立加热每一个处理室的加热器组件。和配置成在两个或多个固定器520上同时进行流体传递操作的液体分配器等。
进一步地，废液公共液盒子600设置在所述核酸提取装置500和样本进样装置100之间。具体地，废液公共液盒子600包括第一层容置部610、第二层容置部620以及搅拌装置630。其中，第一层容置部610包括多个相互不连通的腔室611。每一个腔室611均具有至少一个入口。至少一个腔室611为废液收集腔。第二层容置部620设置在第一层容置部610之下。第二层容置部620被配置为用于盛放废液。每一个废液收集腔均连通于第二层容置部620。搅拌装置630连接于废液收集腔。该废液公共液盒子600的多个腔室611以及搅拌装置630的空间布局紧凑合理，方便了操作者的使用。在一个盒子中同时设置公共试剂容置部和废液收集部，不仅节省空间，而且减少了使用者更换耗材的次数，节约了时间，提高了使用效率。搅拌装置630的设置，解决了磁珠沉淀的问题，使用效果更好。
进一步地，样本进样装置100包括多个用于放置样本瓶的样本架110以及样本输送机构120。进一步地，每一个样本架110上均设置有多个用于放置样本瓶的容置腔；样本输送机构120包括驱动部121和移动导轨122；驱动部121传动连接于移动导轨122；每一个样本架110均连接于移动导轨122。具体地，在本实施例中，样本进样装置100包括4排样本架110进样，每排样本架110可存放12个样本瓶。
进一步地，机械臂系统用于将样本或者试剂运输至样本进样装置100、试剂盒运送装置200、样本预处理装置300、核酸提取装置500或者扩增检测装置400处。进一步地，机械臂系统包括吸取臂710和抓取臂720。进一步地，吸取臂710用于吸取试液并移动至需要的位置；抓取臂720用于抓取试液盒并移动至需要的位置。具体地，在本实施例中，吸取臂710包括沿基板20第一侧21延伸方向设置的第一吸取臂711、沿基板20第二侧22延伸方向设置的第二吸取臂712、滑动设置在第一吸取臂711和第二吸取臂712之间的第三吸取臂713以及吸液针组714。吸液针组714滑动连接于第三吸取臂713，能够在第三吸取臂713上来回移动，同时当第三吸取臂713在第二吸取臂712和第一吸取臂711上滑动时，能够实现吸液针组714在X和Y两个方向的移动。进一步地，吸液针组714包括吸液针本体715和安装板716，吸液针本体715滑动连接于安装板716，从而实现了吸液针本体715在Z轴方向的运动，进而使得整个吸取臂710能够在整个基板20的范围内运动。
进一步地，抓取臂720设置在吸取臂710的内侧，且高度低于抓取臂720。抓取臂720主要用于抓取试剂盒。抓取臂720包括第一抓取臂721、第二抓取臂(图未示)、第三抓取臂723以及夹爪组件(图未示)。第一抓取臂721连接于基板20第四侧24设置的背板上，且沿第四侧24的延伸方向设置；第二抓取臂沿第一侧21的方向设置，且垂直连接于第一抓取臂721，第三抓取臂723沿垂直基板20平面的方向连接于第一抓取臂721。夹爪组件滑动连接于第二抓取臂，从而当夹爪组件能够沿XYZ三个方向运动，夹取试剂盒。
应理解，上述的夹爪组件的具体结构可以选择本领域常见的能够用于夹取试剂盒的抓手结构。
进一步地，该核酸提取与扩增荧光检测系统10还设置有显示系统800，从而能够显示检测数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
Claims (10)
1.一种核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，包括：
样本进样装置，所述样本进样装置包括多个用于放置样本瓶的样本架以及样本输送机构；
试剂盒运送装置，所述试剂盒运送装置包括多个试剂盒存储组件以及试剂盒输送机构；
样本预处理装置，所述样本预处理装置用于将样本与试剂混合后进行加热、搅拌及离心处理；
核酸提取装置，所述核酸提取装置用于对样本采用提取试剂进行核酸提取以及磁性分离；
扩增检测装置，所述扩增检测装置用于将经过核酸处理的所述样本制成微观芯片后进行扩增及荧光检测分析；以及
机械臂系统，所述机械臂系统用于将所述样本或者试剂运输至所述样本进样装置、所述试剂盒运送装置、所述样本预处理装置、所述核酸提取装置或者所述扩增检测装置。
2.如权利要求1所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述试剂盒存储组件包括多个用于存放试剂盒的容置腔以及弹夹壳体；每一个所述容置腔内均放置有一个所述弹夹壳体；多个所述试剂盒叠放在所述弹夹壳体内。
3.如权利要求2所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述试剂盒输送机构包括夹取组件、移动轨道以及驱动组件；
所述夹取组件用于将所述试剂盒从所述弹夹壳体内夹取出；所述夹取组件传动连接于所述驱动组件，以带动所述夹取组件沿所述移动轨道移动。
4.如权利要求1所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述样本预处理装置包括用于放置试剂盒的转盘和吸取组件；所述吸取组件连接于所述转盘，且位于所述转盘的上方，所述吸取组件能够进入到所述试剂盒内吸取试液或者搅拌。
5.如权利要求4所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述转盘的底部设置有加热组件，用于对所述试剂盒内的试液加热。
6.如权利要求1所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述扩增检测装置包括检测装置、微观芯片以及芯片移运组件；所述微观芯片用于容置多个待检测的样本；所述检测装置包括热循环系统和实时信号检测系统，所述热循环系统用于为所述微观芯片中的所述样本进行核酸扩增提供合适的温度；所述实时信号检测系统用于对发生核酸扩增后的所述样本进行荧光检测；所述芯片移运组件用于抓取所述微观芯片并将所述微观芯片转移至所述检测装置的检测区。
7.如权利要求1所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述核酸提取装置包括磁性分离器、核酸提取试剂贮器、加热器组件以及移液组件；
所述磁性分离器用于将试液与磁珠分离；所述核酸提取试剂贮器用于存储从样品提取核酸的一种或多种试剂；所述加热器组件用于对核酸提取反应提供适合温度。
8.如权利要求1-7任一项所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述核酸提取与扩增荧光检测系统还包括废液公共液盒子；所述废液公共液盒子设置在所述核酸提取装置和所述样本进样装置之间。
9.如权利要求8所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
每一个所述样本架上均设置有多个用于放置样本瓶的容置腔；
所述样本输送机构包括驱动部和移动导轨；所述驱动部传动连接于所述移动导轨；每一个所述样本架均连接于所述移动导轨。
10.如权利要求1所述的核酸提取与扩增荧光检测系统，其特征在于，
所述机械臂系统包括吸取臂和抓取臂；
所述吸取臂用于吸取试液并移动至需要的位置；所述抓取臂用于抓取试液盒并移动至需要的位置。
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