集束式生物医药样本存取系统的制作方法

专利2025-02-18  35


本发明涉及一种用于生物医药领域样本存储的设备,属于样本存储。


背景技术:

1、在药物筛选过程中,需要保存并管理成千上万的珍贵化合物或生物样本。因而样品的安全性、样品追踪、数据溯源以及确保在需要的时候拿到准确的样本成为当今实验室管理者们关心的重要问题。药物筛选一般由研究者来独立完成,每一位研究者都存有大量样本,并且还需要与其他研究者交换样本或交换信息。

2、生物制药样本的合理采集、分析、保存,对生物制药可持续性研究十分重要。通常情况下,试验并非是在样本采集之后立即进行的,对于某些样本需要进行重复试验并对试验结果进行反复对比,对一些样本还要随着新技术的出现为未来试验所用。

3、药物和医学研究所用的样本对储存环境有严格要求。样本的品质变化主要受储藏温度、湿度和时间的影响,特别是对储藏环境要求苛刻的物品,微小的储存环境变化都会影响其品质。有些样本来之不易,一旦丢失或变质都会造成无法弥补的损失。安全储藏和管理样本是急需解决的一个重大课题,尤其是实验室中样本的科学管理对于整个实验室的快速发展和有序运行显得格外重要。

4、样本一般需要在冷冻或冷藏环境下储存,同时也会从冷冻或冷藏环境取出,不论是哪种情况,都会需要开启冷藏环境(如冰箱、冰柜)的室门,有时开启是频繁的,这就会造成内外空气的对流,造成冷藏环境(温度、湿度等)发生波动变化,影响储存环境的稳定。

5、cn102358485a公布《一种气力输送旋转样本库》,包括中心轴、样本储存圆盘、圆盘驱动机构、托举装置和吸附输送装置。各个样本储存圆盘平行安装在中心轴上,相邻样本储存圆盘之间设有密封垫,样本储存圆盘上分布有样本巢和样本传输通道,每一个样本储存圆盘均与一套圆盘驱动机构连接。托举装置设置在最底层样本储存圆盘的下方,包括托举喷气管和喷气控制阀。吸附输送装置设置在最顶层样本储存圆盘的上方,包括组合吸气座、吸气管、吸气控制阀、输送管、输送控制阀和真空仓。该样本库将样本储存在一个密闭的储存环境中,通过气动技术实现样本的自动存取,解决了在有限的空间内储存尽量多的样本问题。但是存在“样本储存圆盘制造成本高,中心轴和样本储存圆盘配合不能适应超低温环境”的问题,不能在超低温环境下运行。

6、cn102303763a公开的《一种蜂窝式复合旋转样本储存装置》,包括立轴、样本储存圆盘和圆盘驱动机构,各个样本储存圆盘上下平行地安装在同一立轴上,样本储存圆盘上分布有样本巢和样本传输通道,每一个样本储存圆盘均与一套圆盘驱动机构连接,各套圆盘驱动机构安装在一个固定于立轴底部的支架上。样本巢呈圆环状分布,圆环数量至少为两环,所有圆环为同心,每一圆环上至少设置一个样本传输通道。该装置虽然解决了目前样本储存的缺陷,可以置于一个密闭的储存环境中,再运用制冷技术、气动技术、传感技术、条码识别、数据库管理、网络通讯等手段,实现样本的自动存取和数据智能管理。但是,存在“立轴和样本储存圆盘配合不能适应超低温环境,圆盘驱动机构、特别是电器系统适应温度有限”的问题,同样不能在超低温环境下运行。


技术实现思路

1、本发明针对现有样本储藏技术存在的不足,提供一种容量大、能满足超低温环境下储藏的集束式生物医药样本存取系统。

2、本发明的集束式生物医药样本存取系统,采用以下技术解决方案:

3、该系统,包括自上至下依次设置的样本瓶存取单元、样本瓶储藏单元和样本瓶输运单元;

4、所述样本瓶存取单元,包括样本瓶分选机构和执行机构;样本瓶分选机构采用样本瓶输送管道,样本瓶输送管道上设置有样本瓶转运通道、样本瓶出库通道和样本瓶返库通道,样本瓶转运通道和样本瓶返库通道分别通过连接软管与一套执行机构连接(样本瓶转运通道与样本瓶转运执行机构连接,样本瓶返库通道与样本瓶返库执行机构连接);

5、所述样本瓶储藏单元,包括密封箱,密封箱的侧壁上设置有制冷介质交换口,密封箱内分布有用于储藏样本瓶的储藏管;

6、所述样本瓶输运单元,包括自主密封单元和高压输气机构;自主密封单元包括自上而下连接在一起的上隔板、中隔板和下隔板,上隔板上分布有上通孔,上通孔的内壁上刻有通气槽;中隔板上分布有圆通孔,圆通孔内设置有密封球,下隔板上分布有下通孔,密封球的直径小于圆通孔的内径且大于上通孔和下通孔的内径,上通孔、圆通孔和下通孔的分布方式与所述样本瓶储藏单元中的储藏管的分布方式一致(上下同轴,一一对应);高压输气机构设置在自主密封单元的下方,包括输气移动机构和输气喷嘴,输气喷嘴连接在输气移动机构上。

7、上述系统置于温湿度控制箱内,也可以置于其他样本储存所需的环境内,在温湿度控制箱内构成一个密闭的样本瓶储藏和存取系统。盛放样本的样本瓶储存在样本瓶储藏单元中,通过样本瓶输运单元和样本瓶存取单元的共同作用,完成样本瓶的存、取和储藏过程。

8、进一步地:

9、所述样本瓶输送管道呈螺旋状。

10、所述样本瓶转运通道和样本瓶返库通道分别处于样本瓶输送管道的两端。

11、所述样本瓶出库通道的上端安装识别装置。

12、所述样本瓶转运通道、样本瓶返库通道、样本瓶出库通道均设置有控制阀。

13、所述执行机构包括运动机构、机械抓手和捕捉嘴,机械抓手连接在运动机构上,捕捉嘴连接在机械抓手上;连接软管与捕捉嘴连接,构成闭环通道。所述运动机构采用二维移动平台,为现有技术。

14、所述储藏管通过密封箱上下两端的管板固定,管板上分布有与储藏管外径一致的管板孔。

15、所述上隔板、中隔板、下隔板和密封球具有隔热特性(采用导热系数小的材料或设置隔热层),防止样本瓶储藏单元的温度外溢。

16、所述高压输气机构采用二维移动平台,为现有技术。

17、取样本瓶时,输气移动机构驱动输气喷嘴处于该样本瓶所在储藏管对应的自主密封单元通孔的正下方,同时样本瓶转运执行机构带动捕捉嘴精准对接该储藏管的上端口,在高压气流作用下样本瓶由储藏管经捕捉嘴进入样本瓶转运通道,再在样本瓶输送管道内移动,所取的样本瓶由样本瓶出库通道达到出库位置;不需要出库的样本瓶移动到样本瓶返库通道,样本瓶返库执行机构驱动其捕捉嘴对接要储藏样本瓶的储藏管上端口(此时样本瓶转运执行机构的捕捉嘴移开该储藏管),样本瓶进入该储藏管,实现返库。

18、存放样本瓶时,样本瓶经连接软管进入样本瓶转运通道,在样本瓶输送管道内移动。同时,样本返库执行机构带动其捕捉嘴移动,与相应样本瓶所要放进的储藏管上端口对接,在执行机构驱使下到达预定的位置,样本瓶进入对应的储藏管,完成存放。

19、本发明具有以下特点:

20、1.样本瓶在密闭通道内完成输送、筛选、出库、入库和返库,克服了存、取过程中环境的变化对样本质量的影响,降低了样本管理风险,实现了中低温环境中的高效存放、储藏和取出。

21、2.样本瓶分选机构的样本瓶输送管道设计成螺旋形,在有效空间内延长了样本瓶输送管的长度,加长了的样本瓶输送管增大了容纳样本瓶的数量,解决了样本瓶出库“快”,而筛选“慢”的矛盾。

22、3.样本瓶转运通道设置在样本瓶输送管道的首端,样本瓶返库通道设置在样本瓶输送管道的末端,识别装置、样本瓶出库通道设置在样本瓶输送管道的中间段,可以有效对样本瓶进行分流,均衡出库、入库速度。

23、4.样本瓶转运通道设置在样本瓶输送管道的首端,可以实现快速存放样本瓶。

24、5.储藏管置于密封箱内,可以让样本瓶独享温湿度储藏环境,满足样本储藏的环境要求,同时,又可以营造一个更低储藏温度环境,满足特定样本储存环境要求。

25、6.储藏管置于密封箱内可以阻隔温度外溢,便于营造一个低于零下25℃储藏环境,且可以使用常规材料、器件、部件、机构,降低设备成本,并提高安全性和可靠性。满足常规执行机构使用环境温度高于零下25度(>-25℃)。

26、7.自主密封机构靠密封球的自身质量和万有引力原理,实现自主高效密封,提高了系统的稳定性和可靠性。


技术特征:

1.一种集束式生物医药样本存取系统,其特征是:包括自上至下依次设置的样本瓶存取单元、样本瓶储藏单元和样本瓶输运单元;

2.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述样本瓶输送管道呈螺旋状。

3.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述样本瓶转运通道和样本瓶返库通道分别处于样本瓶输送管道的两端。

4.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述样本瓶出库通道的上端安装识别装置。

5.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述样本瓶出库通道中设置有控制阀。

6.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述执行机构包括运动机构、机械抓手和捕捉嘴,机械抓手连接在运动机构上,捕捉嘴连接在机械抓手上;捕捉嘴与所述连接软管连接,构成闭环通道。

7.根据权利要求6所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述运动机构采用二维移动平台。

8.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述储藏管通过密封箱上下两端的管板固定,管板上分布有与储藏管外径一致的管板孔。

9.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述输气移动机构采用二维移动平台。

10.根据权利要求1所述的集束式生物医药样本存取系统,其特征是:所述上隔板、中隔板、下隔板和密封球具有隔热特性。


技术总结
一种集束式生物医药样本存取系统,包括自上至下依次设置的样本瓶存取单元、样本瓶储藏单元和样本瓶输运单元;所述样本瓶存取单元包括样本瓶分选机构和执行机构,样本瓶分选机构采用样本瓶输送管道,样本瓶输送管道上设置有样本瓶转运通道、样本瓶出库通道和样本瓶返库通道;所述样本瓶储藏单元包括密封箱,密封箱的侧壁上设置有制冷介质交换口,密封箱内分布有用于储藏样本瓶的储藏管;所述样本瓶输运单元包括自主密封单元和高压输气机构,自主密封单元包括自上而下连接在一起的上隔板、中隔板和下隔板,高压输气机构包括输气移动机构和输气喷嘴,输气喷嘴连接在输气移动机构上。该系统实现了样本在超低温环境中的密闭高效存放、储藏和批量快速取出。

技术研发人员:刘文平,张树生,李德智,张家源,张洪涛,王俊骅,张国清
受保护的技术使用者:江苏思道睿科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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