本發(fā)明涉及一種低溫樣本存取裝置。

背景技術(shù)：

生命科學(xué)研究的發(fā)展以及臨床醫(yī)療領(lǐng)域疾病分析檢測(cè)和治療保健技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了對(duì)生物樣本越來越廣泛的需求，也對(duì)生物樣本的存儲(chǔ)技術(shù)和設(shè)備提出了更高的要求，包括對(duì)存儲(chǔ)樣本的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，以及樣本存取過程和程序的準(zhǔn)確性、高效性和科學(xué)性的要求。生物樣品儲(chǔ)存的對(duì)象往往涵蓋生物大分子、細(xì)胞、組織和器官等樣本，如人體器官組織、全血、血漿、血清、生物體液或經(jīng)處理過的生物樣本(包括DNA、RNA、蛋白等)，等等。而生物樣本的長期儲(chǔ)存，通常需使用盡可能低的溫度來降低樣本內(nèi)的生化反應(yīng)，提高樣本內(nèi)各種成分的穩(wěn)定性。生物大分子、細(xì)胞、組織和器官等生物樣本，其常用的儲(chǔ)存溫度常有-80℃(超低溫冰箱)、-140℃(液氮?dú)庀嗷蛏罾浔?以及-196℃(液氮液相)等，而且，溫度越低樣本的穩(wěn)定保存時(shí)間越長。

為了實(shí)現(xiàn)大批量生物樣本的長期、穩(wěn)定、可靠存儲(chǔ)和取樣，自動(dòng)化的低溫或超低溫生物樣本存取設(shè)備的研制和使用是必然的一個(gè)發(fā)展方向。然而，機(jī)電機(jī)構(gòu)往往適宜在常溫環(huán)境中運(yùn)作；而在低溫環(huán)境下，機(jī)電機(jī)構(gòu)中的電氣、電子元件以及潤滑方式等均將受到影響，從而降低其長時(shí)間工作的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性；但是用于生物樣本存取的機(jī)電轉(zhuǎn)運(yùn)部件必然長時(shí)間處于樣本存儲(chǔ)環(huán)境(即低溫或超低溫環(huán)境)中，因而現(xiàn)有技術(shù)中生物樣本存取裝置穩(wěn)定性、可靠性以及安全性都較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中生物樣本存取裝置穩(wěn)定性、可靠性以及安全性都較低的缺陷，提供一種低溫樣本存取裝置。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種低溫樣本存取裝置，其特點(diǎn)在于，其包括：

外殼體，所述外殼體所包圍的內(nèi)部空間包括第一空間、第二空間，所述第一空間位于所述第二空間的下方；

隔離部件，所述隔離部件可以打開或者關(guān)閉以使得所述第一空間與所述第二空間連通或者隔離；

轉(zhuǎn)運(yùn)部件，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件用于轉(zhuǎn)移物體，所述隔離部件關(guān)閉時(shí)所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件位于所述第二空間內(nèi)，所述隔離部件打開時(shí)所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件可進(jìn)出所述第一空間。

較佳地，所述隔離部件為折疊板，所述折疊板可以折疊或者展開以使得所述第一空間與所述第二空間連通或者隔離。

較佳地，所述折疊板包括第一板體、第二板體，所述外殼體設(shè)有軌道，所述第一板體的一端鉸接于所述外殼體的內(nèi)壁，所述第一板體的另一端與所述第二板體的一端鉸接，所述第二板體的另一端在所述軌道上運(yùn)動(dòng)。

采用上述設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作。

較佳地，所述第二板體的另一端設(shè)有凸起部，所述軌道為凹槽，所述凸起部與所述凹槽相匹配。

較佳地，所述折疊板包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第一板體，以及對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第二板體。

采用上述設(shè)置，使得布局更加緊湊、合理。

較佳地，所述第一板體由第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

較佳地，所述第一動(dòng)力部件為電缸，所述第一動(dòng)力部件的一端設(shè)于所述外殼體的內(nèi)壁且位于所述第一板體的上方，所述第一動(dòng)力部件的另一端設(shè)于所述第一板體。

采用上述設(shè)置，第一動(dòng)力部件位于第二空間內(nèi)，安全可靠性高。

較佳地，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件包括機(jī)械手。

采用上述設(shè)置，機(jī)械手操作速度快、效率高，從而樣本存取的效率高。

較佳地，所述機(jī)械手的關(guān)節(jié)處設(shè)有加熱片。

采用上述設(shè)置，當(dāng)機(jī)械手位于低溫的第一空間內(nèi)時(shí)，可以啟用加熱片對(duì)其關(guān)節(jié)進(jìn)行加熱，進(jìn)一步保證機(jī)械手的可靠性。

較佳地，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件還包括設(shè)于所述機(jī)械手的末端的真空吸附頭。

采用上述設(shè)置，真空吸附頭可以便捷的完成生物樣本以及其他部件的吸取、存放動(dòng)作。

本技術(shù)方案的機(jī)械手在采用一定的保護(hù)措施后，可以長期、可靠地適應(yīng)自動(dòng)化的低溫樣本轉(zhuǎn)運(yùn)過程。

較佳地，所述低溫樣本存取裝置還包括位于所述第一空間內(nèi)的樣本存儲(chǔ)容器，所述樣本存儲(chǔ)容器具有箱體和用于蓋合所述箱體的箱蓋，所述箱蓋上設(shè)有若干蓋孔，所述樣本存儲(chǔ)容器還包括用于蓋合若干所述蓋孔的若干孔蓋。

較佳地，所述蓋孔為圓孔，若干所述蓋孔繞所述箱蓋的中心軸線旋轉(zhuǎn)所形成的若干區(qū)域相切或交叉重疊。

采用上述設(shè)置，蓋孔旋轉(zhuǎn)后可覆蓋箱體的整個(gè)開口，而操作時(shí)僅需要打開待存取空間處的孔蓋，即可完成存取操作，對(duì)位于其他位置處的生物樣本的影響降到最小。

較佳地，若干所述蓋孔為兩個(gè)圓孔，兩個(gè)所述圓孔的圓心與所述箱蓋的圓心共線。

采用上述設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易加工。

較佳地，所述外殼體所包圍的內(nèi)部空間還包括第三空間，所述第三空間位于所述第二空間的頂部，所述第三空間與所述第二空間通過內(nèi)殼體相隔離。

采用上述設(shè)置，第三空間可為常溫空間，用于放置電氣部件，進(jìn)一步增加本樣本存取裝置的可靠性。

較佳地，所述低溫樣本存取裝置還包括可旋轉(zhuǎn)的第一盤體，所述第一盤體安裝于所述內(nèi)殼體且位于所述第二空間內(nèi)，所述機(jī)械手的首端設(shè)于所述第一盤體。

采用上述設(shè)置，機(jī)械手可在第一盤體的帶動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第一盤體可擴(kuò)大機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡，覆蓋整個(gè)樣本存取面，因此可選擇較小運(yùn)動(dòng)半徑的機(jī)械手，節(jié)省空間、節(jié)省成本。

較佳地，所述低溫樣本存取裝置還包括與所述第一盤體嚙合的第二盤體，所述第一盤體為第一齒盤，所述第二盤體為第二齒輪，所述第一齒盤安裝于所述內(nèi)殼體上的環(huán)形導(dǎo)軌，所述第二齒輪由第二動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

較佳地，所述第二動(dòng)力部件為電機(jī)，且第二動(dòng)力部件位于所述第三空間內(nèi)。

較佳地，所述低溫樣本存取裝置還包括提升組件和旋轉(zhuǎn)組件，所述提升組件用于提升所述箱蓋，所述旋轉(zhuǎn)組件用于旋轉(zhuǎn)所述箱蓋。

較佳地，所述提升組件包括提升軸以及第三動(dòng)力部件，所述提升軸與所述箱蓋固定連接，所述第三動(dòng)力部件用于驅(qū)動(dòng)所述提升軸進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)組件包括旋轉(zhuǎn)軸以及第四動(dòng)力部件，所述旋轉(zhuǎn)軸套設(shè)于所述提升軸且相對(duì)于所述提升軸徑向定位，所述第四動(dòng)力部件用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)軸通過徑向定位部件相對(duì)于所述提升軸徑向定位，所述徑向定位部件與所述旋轉(zhuǎn)軸固定連接，所述提升組件還包括與所述提升軸平行設(shè)置的提升短軸，所述提升短軸與所述提升軸固定連接，所述提升短軸穿設(shè)于所述徑向定位部件。

較佳地，所述第三動(dòng)力部件、第四動(dòng)力部件均為電機(jī)，且所述第三動(dòng)力部件、第四動(dòng)力部件均位于所述第三空間內(nèi)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副，所述第四動(dòng)力部件通過所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副為同步帶輪傳動(dòng)副，且所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副位于所述第三空間內(nèi)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括固定軸，所述固定軸固設(shè)于所述內(nèi)殼體且套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸，所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有軸承。

采用上述設(shè)置，使得旋轉(zhuǎn)軸可以更加可靠地工作。

較佳地，包圍所述第一空間的外殼體處設(shè)有第一出入口、第二出入口，所述第一出入口用于制冷循環(huán)，所述第二出入口用于進(jìn)出樣本中轉(zhuǎn)容器；所述外殼體嵌設(shè)有或者包覆有保溫材料。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

本發(fā)明公開的低溫樣本存取裝置，第一空間、第二空間采取隔離部件分隔開來，第一空間作為低溫空間仍然可以用于樣本的存儲(chǔ)，而轉(zhuǎn)運(yùn)部件僅在操作時(shí)進(jìn)入低溫的第一空間，在非操作狀態(tài)下則位于非低溫的第二空間，增強(qiáng)低溫樣本存取裝置的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的隔離部件關(guān)閉時(shí)，低溫樣本存取裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的隔離部件打開時(shí)，低溫樣本存取裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的隔離部件關(guān)閉時(shí)的俯視示意圖。

圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的并列放置的樣本存儲(chǔ)容器以及樣本中轉(zhuǎn)容器的俯視示意圖。

圖5為圖2中A部分的局部放大示意圖。

圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例的互相嚙合的第一盤體、第二盤體的仰視示意圖。

圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的提升組件和旋轉(zhuǎn)組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7下部結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100：低溫樣本存取裝置

200：外殼體

210：第一空間

220：第二空間

230：第三空間

240：內(nèi)殼體

251：第一出入口

252：第二出入口

300：隔離部件

310：第一板體

311：第一動(dòng)力部件

320：第二板體

321：凸起部

400：轉(zhuǎn)運(yùn)部件

410：機(jī)械手

420：真空吸附頭

500：樣本存儲(chǔ)容器

510：箱體

520：箱蓋

521：蓋孔

530：孔蓋

610：第一盤體

620：第二盤體

630：環(huán)形導(dǎo)軌

640：第二動(dòng)力部件

700：提升組件

710：提升軸

720：第三動(dòng)力部件

730：提升短軸

750：徑向定位部件

800：旋轉(zhuǎn)組件

810：旋轉(zhuǎn)軸

820：第四動(dòng)力部件

830：旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副

840：固定軸

900：樣本中轉(zhuǎn)容器

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

如圖1-2所示，一種低溫樣本存取裝置100，包括：外殼體200、隔離部件300、轉(zhuǎn)運(yùn)部件400。其中，外殼體200所包圍的內(nèi)部空間包括第一空間210、第二空間220，第一空間210位于第二空間220的下方。隔離部件300可以打開或者關(guān)閉以使得第一空間210與第二空間220連通或者隔離。轉(zhuǎn)運(yùn)部件400用于轉(zhuǎn)移物體，隔離部件300關(guān)閉時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)部件400位于第二空間220內(nèi)，隔離部件300打開時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)部件400可進(jìn)出第一空間210。

低溫樣本存取裝置100還包括位于第一空間210內(nèi)的樣本存儲(chǔ)容器500。包圍第一空間210的外殼體200處設(shè)有第一出入口251、第二出入口252，第一出入口251用于制冷循環(huán)，第二出入口252用于進(jìn)出樣本中轉(zhuǎn)容器900。同時(shí)，外殼體200嵌設(shè)有或者包覆有保溫材料。

其中，隔離部件300為折疊板，折疊板可以折疊或者展開以使得第一空間210與第二空間220連通或者隔離。結(jié)合圖3所示，折疊板包括第一板體310、第二板體320，外殼體200設(shè)有軌道(未示出)，第一板體310的一端鉸接于外殼體200的內(nèi)壁，第一板體310的另一端與第二板體320的一端鉸接，第二板體320的另一端在軌道上運(yùn)動(dòng)。第二板體320的另一端設(shè)有凸起部321，軌道為凹槽，凸起部321與凹槽相匹配。本實(shí)施例中，折疊板由兩塊板體組成；其他實(shí)施例中，折疊板也可由更多塊板體組成，以進(jìn)一步節(jié)省空間。本實(shí)施例中，折疊板包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第一板體310，以及對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第二板體320。因此，布局更加緊湊、合理。

第一板體310由第一動(dòng)力部件311驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中，第一動(dòng)力部件311為電缸，第一動(dòng)力部件311的一端設(shè)于外殼體200的內(nèi)壁且位于第一板體310的上方，第一動(dòng)力部件311的另一端設(shè)于第一板體310。電缸具有操作、布局方便的優(yōu)點(diǎn)。其他實(shí)施例中，第一動(dòng)力部件也可為氣缸，同樣具備驅(qū)動(dòng)第一板體的功能。

轉(zhuǎn)運(yùn)部件400包括機(jī)械手410。操作速度快、效率高，從而樣本存取的效率高。機(jī)械手410的關(guān)節(jié)處設(shè)有加熱片。本實(shí)施例中，加熱片為PTC加熱片。轉(zhuǎn)運(yùn)部件400還包括設(shè)于機(jī)械手410的末端的真空吸附頭420。

結(jié)合圖4所示，樣本存儲(chǔ)容器500具有箱體510和用于蓋合箱體510的箱蓋520，箱蓋520上設(shè)有若干蓋孔521，樣本存儲(chǔ)容器500還包括用于蓋合若干蓋孔521的若干孔蓋530。本實(shí)施例中，蓋孔521為圓孔，若干蓋孔521繞箱蓋520的中心軸線旋轉(zhuǎn)所形成的若干區(qū)域相切或交叉重疊。具體地，本實(shí)施例的若干蓋孔521為兩個(gè)圓孔，兩個(gè)圓孔的圓心與箱蓋520的圓心共線。

此外，如圖1-2所示，外殼體200所包圍的內(nèi)部空間還包括第三空間230，第三空間230位于第二空間220的頂部，第三空間230與第二空間220通過內(nèi)殼體240相隔離。內(nèi)殼體240同樣嵌設(shè)有或者包覆有保溫材料，減少第三空間230與其他空間之間的熱傳遞。

結(jié)合圖5-6所示，低溫樣本存取裝置100還包括可旋轉(zhuǎn)的第一盤體610，第一盤體610安裝于內(nèi)殼體240且位于第二空間220內(nèi)，機(jī)械手410的首端設(shè)于第一盤體610。第一盤體610的使用可擴(kuò)大機(jī)械手410的運(yùn)動(dòng)軌跡，覆蓋整個(gè)樣本存取面，因此可選擇較小運(yùn)動(dòng)半徑的機(jī)械手410，節(jié)省空間、節(jié)省成本。

低溫樣本存取裝置100還包括與第一盤體610嚙合的第二盤體620。本實(shí)施例中，第一盤體610為第一齒盤，第二盤體620為第二齒輪，第一齒盤安裝于內(nèi)殼體240上的環(huán)形導(dǎo)軌630，第二齒輪由第二動(dòng)力部件640驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中，第一盤體610、第二盤體620均采用304不銹鋼制成，其在低溫下的機(jī)械性能十分穩(wěn)定。

結(jié)合圖7-8所示，低溫樣本存取裝置100還包括提升組件700和旋轉(zhuǎn)組件800，提升組件700用于提升箱蓋520，旋轉(zhuǎn)組件800用于旋轉(zhuǎn)箱蓋520。提升組件700包括提升軸710以及第三動(dòng)力部件720，提升軸710與箱蓋520固定連接，第三動(dòng)力部件720用于驅(qū)動(dòng)提升軸710進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)組件800包括旋轉(zhuǎn)軸810以及第四動(dòng)力部件820，旋轉(zhuǎn)軸810套設(shè)于提升軸710且相對(duì)于提升軸710徑向定位，第四動(dòng)力部件820用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸810進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具體而言，旋轉(zhuǎn)軸810通過徑向定位部件750相對(duì)于提升軸710徑向定位。徑向定位部件750與旋轉(zhuǎn)軸810固定連接，方式可以為焊接、緊固件連接等。

提升組件700還包括與提升軸710平行設(shè)置的提升短軸730，提升短軸730與提升軸710固定連接，提升短軸730穿設(shè)于徑向定位部件750。以具體實(shí)現(xiàn)提升軸710與徑向定位部件750的徑向定位，這樣提升軸710相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸810僅能做軸向運(yùn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)組件800還包括旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副830，第四動(dòng)力部件820通過旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副830驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸810進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副830為同步帶輪傳動(dòng)副。

此外，旋轉(zhuǎn)組件800還包括固定軸840，固定軸840固設(shè)于內(nèi)殼體240且套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸810，固定軸840與旋轉(zhuǎn)軸810之間設(shè)有軸承。固定軸840固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸810受固定軸840和軸承的支撐，使得其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定、可靠。

第二動(dòng)力部件640為電機(jī)，且第二動(dòng)力部件640位于第三空間230內(nèi)。第三動(dòng)力部件720、第四動(dòng)力部件820均為電機(jī)，且第三動(dòng)力部件720、第四動(dòng)力部件820均位于第三空間230內(nèi)。旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)副830位于第三空間230內(nèi)。第三空間230為常溫空間，上述電機(jī)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副位于常溫空間內(nèi)，性能不受低溫影響。

本低溫樣本存取裝置100的使用方法如下：

1、當(dāng)不需要存取操作時(shí)，可參見圖1，第一空間210保持低溫狀態(tài)，轉(zhuǎn)運(yùn)部件400收縮至第二空間220內(nèi)，兩側(cè)的折疊板關(guān)閉(即展開)以隔離第一空間210、第二空間220，使所有電氣部件(電機(jī)、電缸、機(jī)械手等)與低溫的第一空間210隔離，避免電氣部件長時(shí)間處于低溫下?lián)p傷的可能性。

2、當(dāng)進(jìn)行存取操作時(shí)，可參見圖2，步驟如下：

S1：將樣本中轉(zhuǎn)容器900放入第一空間210內(nèi)并進(jìn)行定位；

S2：由第一動(dòng)力部件311(即折疊板電缸)帶動(dòng)第一板體310旋轉(zhuǎn)從而將折疊板折疊起來，同時(shí)放下機(jī)械手410，打開PTC加熱片對(duì)機(jī)械手410進(jìn)行保護(hù)；

S3：由第三動(dòng)力部件720(即提升組件700的電機(jī))提升箱蓋520，然后由第四動(dòng)力部件820(即旋轉(zhuǎn)組件800的電機(jī))帶動(dòng)箱蓋520進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使孔蓋530轉(zhuǎn)動(dòng)到需要目標(biāo)樣本區(qū)域，放下箱蓋520；

S4：由第二動(dòng)力部件640驅(qū)動(dòng)第一盤體610旋轉(zhuǎn)，使得機(jī)械手410轉(zhuǎn)至目標(biāo)樣本區(qū)域，由真空吸附頭420吸附孔蓋530并將其放至一邊；

S5：轉(zhuǎn)運(yùn)部件400開始樣本的轉(zhuǎn)運(yùn)工作；

S6：轉(zhuǎn)運(yùn)完成后利用真空吸附頭420吸附孔蓋530并將其放回相應(yīng)的蓋孔521處，轉(zhuǎn)運(yùn)部件400收縮回上層區(qū)域，關(guān)閉折疊板；

S7：從第一空間210內(nèi)取出樣本中轉(zhuǎn)容器900，并關(guān)閉第二出入口252。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。