CN115505520A - 一种全自动核酸样品处理*** - Google Patents

Abstract

发明属于核酸检测技术领域，尤其涉及一种全自动核酸样品处理***，包括设有外机架，外机架内依次设有试剂加载及配置暂存机构、试剂传递缓冲机构、样品分杯处理机构、核酸提取机构和封装机构，试剂加载及配置暂存机构与试剂传递缓冲机构连接，试剂传递缓冲机构与分杯处理机构连接，样品分杯处理机构和核酸提取机构连接，核酸提取机构和封装机构连接。本发明智能自动一体化，使核酸提取、纯化、扩增检测和保存等步骤整合成一体且自动化进行，检测快、高效、安全和准确，避免了交叉污染或核酸污染，节约了大量人力，检测成本低。

Description

一种全自动核酸样品处理***

技术领域

本发明属于核酸检测技术领域，尤其涉及一种全自动核酸样品处理***。

背景技术

核酸检测的物质是病毒的核酸。核酸检测是查找患者的呼吸道标本、血液或粪便中是否存在外来入侵的病毒的核酸，来确定是否被新冠病毒感染。因此一旦检测为核酸“阳性”，即可证明患者体内有病毒存在。

所有生物都含有核酸，核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，新型冠状病毒是一种仅含有RNA的病毒，病毒中特异性RNA序列是区分该病毒与其它病原体的标志物。检测过程中，如果能在患者样本中检测到新型冠状病毒的特异核酸序列，应提示该患者可能被新型冠状病毒感染。

检测新型冠状病毒特异序列的方法最常见的是荧光定量PCR(聚合酶链式反应)，通过PCR技术形成RNA扩增来完成检测，敏感性更高。一般检测流程包括样本的采集、保存、转运，样本核酸的提取和检测等步骤。

核酸检测中容易出现假阳性与假阴性的技术问题，假阳性是指患者本来没感染新冠病毒，但核酸检测出现阳性结果的情况，由于实验室检测过程中标本间的交叉污染或实验室核酸污染造成。假阴性是指从患者的临床症状、肺部影像学结果甚至流行病学史都支持为新冠肺炎，但患者病毒核酸检测结果为“阴性”，检测结果与临床不符。实验室污染是所有新冠人最怕的“敌人”。持续作业的不仅仅是人员，实验室更是24小时不间断作业，尤其是在人员、实验室高强度作业后，人员操作失误概率增高，实验室污染风险逐步增高。实验室人员谈“气溶胶”色变，污染容易，去污染很难。

目前新冠核酸检测过程中大部分检测步骤及结构是分开操作，比如样本的采集后进行简单保存后，统一集中送检，检测机构收到大量样品后进行提取和检测。送检过程中容易被污染，且检测时间长。从样本信息录入、试剂配制、样本前处理、提取、转板、关盖、离心到上机至少需要15-20个步骤，消耗大量的人力。24小时不停的前提至少需要3个班次，人员不停轮转，然而每个班次的8小时，却是疲惫不堪的8小时，甚至很多时候不止8小时，人员疲惫上岗，然而每管从试剂配置、样本移液、核酸提取产物移液需要4次加样移液，3000管需要1.2万次精准加样移液，对于精度要求非常高质量得不到有力保证。这就导致了新冠检测对于人员的体力、专业能力、抗压能力的要求非常高，人员非常疲惫。

检测过程中，还存在检测提取和检测为人工或半人工操作，样品量大，从而工作量大，过程繁锁、检测强度繁重等技术问题。目前也存在着样本检测后无法追溯的问题，常态化核酸检测点的要求也提上了日程。且所有人力都投入到新冠实验室，所有项目都要给新冠“让路”，其他项目检测的及时性无法得到保证。

实验室自动化程度低，虽然实验室采购了大量的核酸提取仪、扩增仪，但是并没有提高实验室自动化水平。然而现在市场上自动化产品层出不穷，实验室真正需要什么，什么样的自动化仪器是可以解决根本问题，“选什么”“怎么选”成了难题。

中国发明CN202011380258.0的说明书中记载了一种全自动核酸检测***，包括样本前处理单元，用于将待检测样本转移到核酸提取孔板上；至少一个核酸提取单元，用于提取所述核酸提取孔板上待检测样本中的核酸；至少一个体系配制单元，用于将核酸扩增试剂与来自所述核酸提取单元的核酸混合；至少一个核酸检测单元，用于对来自所述体系配制单元的核酸进行核酸扩增与检测；耗材准备单元，用于向所述样本前处理单元、所述核酸提取单元和所述体系配置单元提供耗材；样本后处理单元，用于接收所述核酸提取单元和所述核酸检测单元产生的医疗垃圾；多个传递单元，用于隔离或顺通所述传递单元与其他单元及物料传递。由于覆盖了核酸检测的各个环节，避免了对人员造成的危害和提升效率。

但这个检测***中依然存在着工作量大，具体如何实现的结构不明确等技术问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种全自动核酸样品处理***，智能自动一体化，使核酸提取、纯化、扩增检测和保存等步骤整合成一体且自动化进行，检测快、高效、安全和准确，避免了交叉污染或核酸污染，节约了大量人力，检测成本低。

解决以上技术问题的本发明中的一种全自动核酸样品处理装置***，包括设有外机架和平台，平台设在机架内，其特征在于：还设有上位机，上位机设在机架外；外机架内从左至右依次设有试剂暂存与配置机构、试剂传递缓冲机构、样品分杯处理机构、核酸提取机构和封装机构，试剂暂存与配置机构与试剂传递缓冲机构连接，试剂传递缓冲机构与分杯处理机构连接，分杯处理机构和核酸提取机构连接，核酸提取机构和封装机构连接，所有机构设在平台上，各个结构相互之间通过线路连接和/或网络通讯无线连接，通过上位机控制下达指令；

所述试剂暂存与配置机构，用于试剂储存、混匀、分装和PCR体系建立；

所述试剂传递缓冲机构，用于试剂传递及避免污染。试剂区不能直接与样本相连，需要一个缓冲区避免污染。

所述样品分杯处理机构，用于样本提取前处理，对原始采样管进行扫码、开盖、移液和关盖；

所述核酸提取机构，用于样本核酸提取；

所述封装机构，用于样品封存。

本发明中核酸检测实验室为P2+实验室，阶梯负压环境，压力监测，排除气溶胶。紫外线、高效过滤等方式进行空气消毒。

所述***中压力为负压。

优化方案中压力值为梯度负压，从试剂暂存与配置机构、样品分杯处理机构和核酸提取机构的压力值依次为0、-10和-20PA。

本发明中***的整个机柜为一个负压转运机，分区明确，机构化设计，传递窗单向传递，梯度负压形成一个P2+微型实验室。试剂准备区(试剂暂存与配置机构)为绝对洁净区，无核酸浓度，是正压；样本制备区(样品分杯处理机构)为污染区，低核酸浓度区，是-10PA，确保样本制备区的空气不会流向试剂准备区。所有操作均在负压装运机柜中，即整个流程在安全的P2+实验室中进行，符合生物安全规定，安全无污染。

所述试剂暂存与配置机构设有料盘、冷藏保存容器和机械手，料盘和机械手并列设制在平台上，机械手设有机械臂、夹爪和气动泵，机械臂垂直设在平台上，夹爪设在机械臂末端，气动泵与机械臂后端连接，驱动机械臂按设定方式移动；冷藏保存容器设在机械臂下方的平台上。结构相互之间通过线路连接和网络通讯无线连接。

料盘用于储存常温放置的试剂，一次性可储存1920人份试剂或更多；试剂冷藏保存容器，用于低温保存试剂的4℃恒温保存；夹爪及气动泵用于预混试剂开关盖及向96孔板分装，机械臂用于预装载试剂及分装完成试剂的转移。

所述冷藏保存金属浴为金属浴装置(恒温金属浴)，机械臂为四轴机械臂，可横移和上下移动。

料盘和机械手等这些结构设在1个平台上，平台下面为相应的线路装置及电气柜。结构相互之间通过线路连接和网络通讯无线连接，最终通过上位机控制下达指令。

所述试剂传递缓冲机构中包括一个滑轨和一个机械臂，滑轨和机械臂并列设制在平台上，机械臂末端设有夹爪，用以转移试剂暂存与配置机构通过滑轨过来的试剂，滑轨平铺在平台上，机械臂垂直设在平台上。

所述样品分杯处理机构设有样品装载盘、tips头装载装置、移液装置和开关盖装置，各个结构并列分布在平台上，相互通过上位机控制。

tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制连接，通过tips头架传送进装置将tip头载架装置顶升至固定位置，放置样本装载盘后开关盖装置将样本放入抱紧夹爪内，移液装置装载tip后移液。

样品装载盘位，可装载192样品。

所述开关盖装置设有四轴机械臂，机械臂末端设有3个夹爪，1个用于开关盖；另2个夹爪，用于临时放置试管以及配合开关盖动作，3个夹爪并列设于机械臂末端。

机械臂的1个夹爪负责抓取采样管，采样管放在另个2个夹爪上从而把采样管底部夹紧，机械臂旋转开盖。

待分装试剂阵列摆放在机械臂下方的操作平台上，分为操作平台阵列和低温处理阵列。待分装试剂经由试剂传递缓冲机构传递至样品分杯处理机构，操作平台阵列为分杯处理机构当下分装处理的阵列，低温处理阵列为试剂传递缓冲机构传递至样品分杯处理机构时的等待处理阵列区域。

样品分杯处理机构自带负压及HEPA，所有吸入及排出气体均经过高效过滤，大大降低对污染及对实验结果造成不利影响，也能对实验室工作人员形成良好的保护。实现检测人员与样本的零接触，全面助力实验室自动化升级改造，样本从采样管到96孔板的转移、与医院信息***自动连接。

所述核酸提取机构设有核酸提取仪和试剂放置及移动装置，并列设在平台上，相互通过上位机连接；试剂放置及移动装置设有机械臂和滑轨，机械臂末端设有夹爪，用以将通过滑轨从样品分杯处理机构转移过来的试剂放于核酸提取仪进行核酸提取，机械臂垂直设在平台上，滑轨平铺设在平台上，用以转移从样品分杯处理机构过来的试剂。

核酸提取仪用于核酸提取，试剂放置及移动装置放置和移动试剂，机械臂方便进行试剂放置及提取试剂后试剂丢弃。

所述封装机构设有tips头装载装置、移液装置、封膜仪和离心机，各个结构并列设在平台上，相互通过上位机控制连接；将核酸、建立好的PCR体系通过机械臂放置相应的位置，移液装置装载tip后将核酸转板至PCR体制内，然后将转板完成的PCR体系通过机械臂放入封膜仪中，封膜完成后放入离心机中离心，然后放置PCR板暂存位；转板完成的核酸通过机械臂放入封膜仪中封膜，放置核酸板暂存位。

所述tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制；传入时，tips头架传送进装置将tips头装载装置通过运输带传输到顶升装置上，顶升装置上升到规定高度；传出时，顶升装置下降到tips头架传送出装置起点，电光感应到后通过运输带传出。

所述移液装置设有机械臂和气动泵，机械臂后端与气动泵连接，机械臂前端设有夹爪，机械臂垂直设在平台上。tips头装载装置用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；机械臂用于预装载试剂及分装完成试剂的转移，封膜仪用于构建好的模板进行最后封装，离心机用于离心试剂。

所述封装机构还设有模板配制装置，模板配制装置与其它结构并列设在平台上，模板配制为提取后的核酸转入之前建立好的PCR体系。

以上机构中各个设备都是通过线路连接和网络通讯无线连接，最终通过上位机控制下达指令。

所述***中还可设有废料架，位于核酸提取机构中，用于废弃试剂收纳。

所述***设有显示屏和AI视觉器，控制电气部分，AI视觉器设在样品分杯处理***内，用于扫码功能，可自动识别采样管上的条形码并上传至医院信息***，如遇普通扫码枪识别失败的条码自动启用AI视觉识别功能。显示屏设在机架外两侧，显示扫码信息作用。

所述***中每个机构中设有紫外消毒灯，位置随机，消毒杀菌作用，机架外侧两旁设有显示屏，起观看AI视觉器扫码作用。

所述***中每个机构设有HEPA高效过滤***，为生物安全柜的核心成分，其作用是捕捉空气中灰尘杂质并对其进行杀菌净化，还原空气洁净，降低生物污染风险。

本发明中***经由试剂冷藏保存、搬运、样品分杯、核酸提取、模板配制、封膜和离心等步骤，以及及主机和软件来控制和调动相关指令，以调动和完成相关操作。用于检测前试剂分装、提取试剂向后转移、样品分杯处理、核酸提取、体系构建和封膜离心等操作。

本发明中的全自动样品处理***，针对试剂分装、样品分杯处理、核酸提取为一体研发的全自动样品处理***，配备了独立控制主机，通过智能化软件完成试剂分装、提取试剂向后转移、样品分杯处理、核酸提取、体系构建和封膜离心操作等，无需人工干预可高效、安全、准确地实现样品处理。多个机构一体化设计，结构紧凑美观，具有集成桌面化的特点，不需要复杂的PCR实验室，核酸提取及扩增分析检测全流程可直接在该装置***内进行。

本发明中处理后的模板可进行RT-PCR上机。

本发明中***处理样本处理通量≥4000管/天，或样本处理通量为≥8000管/天。自动检测，处理量大，检测人员与样本的零接触，避免污染的同时节约了大量的人力，检测成本低。

附图说明

图1为本发明中***检测流程框架图

图2为本发明中***正面结构示意图

图3为本发明中***俯视图

图4为本发明中核酸提取机构结构示意图

图5为本发明中样品分装机构结构示意图

图6为本发明中试剂暂存与配置机构结构示意图

图7为本发明中试剂传递缓冲机构结构示意图

图8为本发明中样品分装机构俯视图

图9为本发明中封装机构俯视图

图中标识具体为：

1.外机架，2.试剂暂存与配置机构，3.试剂传递缓存机构，4.样品分杯处理机构，5.核酸提取机构，6.封装机构，7.显示屏，8.滑轮，9.可视窗，10.柜门，11.料盘，12.试剂传递区，13.机械臂，14.预分装试剂暂存区，15.样品分杯处理区，16.废料架，17.封模离心区，18.Tips头加载区，19.核酸提取区，20.核酸提取仪，21.夹爪，22.试剂，23.深孔盘，24.封膜仪，25.离心机，26.移液装置，27.Tips头装载装置，28.开关盖装，29.样品装载盘位，30.滑轨

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明中做进一步的阐述：

实施例1

一种全自动核酸样品处理装置***，设有外机架，外机架内依次设有试剂加载及配置暂存机构、试剂传递缓冲机构、样品分杯处理机构、核酸提取机构和封装机构，试剂加载及配置暂存机构与试剂传递缓冲机构连接，试剂传递缓冲机构与分杯处理机构连接，分杯处理机构和核酸提取机构连接，核酸提取机构和封装机构连接；还设有平台和上位机，平台设在机架内，上位机设在机架外，所有机构设在平台上，各个结构相互之间通过线路连接和/或网络通讯无线连接，通过上位机控制下达指令；

试剂暂存与配置机构，用于试剂储存、混匀、分装和PCR体系建立；试剂传递缓冲机构，用于避免污染，试剂区不能直接与样本相连，需要一个缓冲区避免污染。样品分杯处理机构，用于样本提取前处理，对原始采样管进行扫码、开盖、移液和关盖；核酸提取机构，用于核酸提取；封装机构，用于样品封存。

核酸“提取”也是检测成功的关键环节之一，其与病毒样本的采集和保存密切相关。核酸提取和扩增前需要对样本先行病毒灭活，包括(60～65)℃孵育(20～30)min，或者用试剂盒自带的采样液灭活和保存病毒。

***中压力为负压，压力值为梯度负压，从试剂暂存与配置机构、样品分杯处理机构和核酸提取机构的压力值依次为0、-10和-20PA。

本发明中***的整个机柜为一个负压转运机，分区明确，机构化设计，传递窗单向传递，梯度负压形成一个P2+微型实验室。试剂准备区(试剂暂存与配置机构)为绝对洁净区，无核酸浓度，是正压；样本制备区(样品分杯处理机构)为污染区，低核酸浓度区，是-10PA，确保样本制备区的空气不会流向试剂准备区。所有操作均在负压装运机柜中，即整个流程在安全的P2+实验室中进行，符合生物安全规定，安全无污染。

封装机构以模板配制及离心暂存作用。

样品分杯处理机构自带负压及HEPA，所有吸入及排出气体均经过高效过滤，大大降低对污染及对实验结果造成不利影响，也能对实验室工作人员形成良好的保护。实现检测人员与样本的零接触，全面助力实验室自动化升级改造，样本从采样管到96孔板的转移和与医院信息***连接。核酸检测实验室为负压环境，压力监测，保持空气流动，排除气溶胶。紫外线、过滤、空气消毒机等方式进行空气消毒。

试剂加载及配置暂存机构包括设有1个试剂料盘，主要用于储存常温放置的试剂；1个试剂冷藏保存部位，用于低温保存试剂的4℃恒温保存；1个机械手，机械手上有夹爪及气动泵，用于预混试剂开关盖及向96孔板分装；料盘和机械手并列设制在平台上，机械手设有机械臂、夹爪和气动泵，机械臂垂直设在平台上，夹爪设在机械臂末端，气动泵与机械臂后端连接，驱动机械臂按设定方式移动；冷藏保存容器设在机械臂下方的平台上。结构相互之间通过线路连接和网络通讯无线连接。其中2个四轴机械臂，用于预装载试剂及分装完成试剂的转移。

试剂传递缓冲机构中包括一个滑轨和一个机械臂，滑轨和机械臂并列设制在平台上，机械臂末端设有夹爪，用以转移试剂暂存与配置机构通过滑轨过来的试剂，滑轨平铺在平台上，机械臂垂直设在平台上。

样品分杯处理机构包括设有两个样品装载盘位，共计可装载192样品；1个tips头装载***，包括tips头架传送进装置，顶升装置，tips头架传送出装置；移液***：包含1台四轴机械臂和气动泵，气动泵用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；开关盖***：包含1台四轴机械臂，机械臂末端安装有夹爪，用于开关盖，此外还包含2台夹爪，用于临时放置试管以及配合开关盖动作；废TIP头收纳盒；

具体的设有样品装载盘、tips头装载装置、移液装置和开关盖装置，各个结构并列分布在平台上，相互通过上位机控制。

tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制连接，通过tips头架传送进装置将tip头载架装置顶升至固定位置，放置样本装载盘后开关盖装置将样本放入抱紧夹爪内，移液装置装载tip后移液。样品装载盘位，可装载192样品。

开关盖装置设有四轴机械臂，机械臂末端设有3个夹爪，1个用于开关盖；另2个夹爪，用于临时放置试管以及配合开关盖动作，3个夹爪并列设于机械臂末端。

机械臂的1个夹爪负责抓取采样管，采样管放在另个2个夹爪上从而把采样管底部夹紧，机械臂旋转开盖。

待分装试剂阵列摆放在机械臂下方的操作平台上，分为操作平台阵列和低温处理阵列。待分装试剂经由试剂传递缓冲机构传递至样品分杯处理机构，操作平台阵列为分杯处理机构当下分装处理的阵列，低温处理阵列为试剂传递缓冲机构传递至样品分杯处理机构时的等待处理阵列区域。

核酸提取机构包括设有中元汇吉EXM6000核酸提取仪1台，主要用于核酸提取；试剂放置及移动***，有1台可横移四轴机械臂，1台上面有夹爪，方便进行试剂放置及提取试剂后试剂丢弃；具体的核酸提取机构设有核酸提取仪和试剂放置及移动装置，并列设在平台上，相互通过上位机连接；试剂放置及移动装置设有机械臂和滑轨，机械臂末端设有夹爪，用以将通过滑轨从样品分杯处理机构转移过来的试剂放于核酸提取仪进行核酸提取，机械臂垂直设在平台上，滑轨平铺设在平台上，用以转移从样品分杯处理机构过来的试剂。核酸提取仪用于核酸提取，试剂放置及移动装置放置和移动试剂，机械臂方便进行试剂放置及提取试剂后试剂丢弃。

封装机构包括设有1个tips头装载***，包括tips头架传送进装置、顶升装置、和tips头架传送出装置；移液***包含1台四轴机械臂和气动泵，气动泵用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；1个四轴机械臂，主要用于预装载试剂及分装完成试剂的转移：1台封膜仪主要用于构建好的模板进行最后封装；1台蜀科DD-4离心机。

具体的，封装机构设有tips头装载装置、移液装置、封膜仪和离心机，各个结构并列设在平台上，相互通过上位机控制连接；将核酸、建立好的PCR体系通过机械臂放置相应的位置，移液装置装载tip后将核酸转板至PCR体制内，然后将转板完成的PCR体系通过机械臂放入封膜仪中，封膜完成后放入离心机中离心，然后放置PCR板暂存位；转板完成的核酸通过机械臂放入封膜仪中封膜，放置核酸板暂存位。

tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制；传入时，tips头架传送进装置将tips头装载装置通过运输带传输到顶升装置上，顶升装置上升到规定高度；传出时，顶升装置下降到tips头架传送出装置起点，电光感应到后通过运输带传出。

同上，tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制。传入时，tips头架传送进装置将tips头装载装置通过运输带传输到顶升装置上，顶升装置上升到规定高度。传出时，顶升装置下降到tips头架传送出装置起点，电光感应到后通过运输带传出。

移液装置设有机械臂和气动泵，机械臂后端与气动泵连接，机械臂前端设有夹爪，机械臂垂直设在平台上。tips头装载装置用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；机械臂用于预装载试剂及分装完成试剂的转移，封膜仪用于构建好的模板进行最后封装，离心机用于离心试剂。

封装机构还设有模板配制装置，模板配制装置与其它结构并列设在平台上，模板配制为提取后的核酸转入之前建立好的PCR体系。

以上机构中各个设备都是通过线路连接和网络通讯无线连接，最终通过上位机控制下达指令。

实施例2

其它内容如实施例1中，一种全自动核酸样品处理装置***，设有外机架，外机架内依次设有试剂加载及配置暂存机构、试剂传递缓冲机构、样品分杯处理机构、核酸提取机构和封装机构，试剂加载及配置暂存机构与试剂传递缓冲机构连接，试剂传递缓冲机构与分杯处理机构连接，分杯处理机构和核酸提取机构连接，核酸提取机构和封装机构连接；

试剂暂存与配置机构，用于试剂储存、混匀、分装和PCR体系建立；试剂传递缓冲机构，用于避免污染，试剂区不能直接与样本相连，需要一个缓冲区避免污染。样品分杯处理机构，用于样本提取前处理，对原始采样管进行扫码、开盖、移液和关盖；核酸提取机构，用于核酸提取；封装机构，用于样品封存。

核酸“提取”也是检测成功的关键环节之一，其与病毒样本的采集和保存密切相关。核酸提取和扩增前需要对样本先行病毒灭活，包括(60～65)℃孵育(20～30)min，或者用试剂盒自带的采样液灭活和保存病毒。

封装机构以模板配制及离心暂存作用。

样品分杯处理机构自带负压及HEPA，所有吸入及排出气体均经过高效过滤，大大降低对污染及对实验结果造成不利影响，也能对实验室工作人员形成良好的保护。实现检测人员与样本的零接触，全面助力实验室自动化升级改造，样本从采样管到96孔板的转移和与医院信息***连接。核酸检测实验室为负压环境，压力监测，保持空气流动，排除气溶胶。紫外线、过滤、空气消毒机等方式进行空气消毒。

试剂加载及配置暂存机构包括设有1个试剂料盘，主要用于储存常温放置的试剂；1个试剂冷藏保存部位，用于低温保存试剂的4℃恒温保存；1个机械模组，模组上有夹爪及气动泵，用于预混试剂开关盖及向96孔板分装；2个四轴机械臂，用于预装载试剂及分装完成试剂的转移。

样品分杯处理机构包括设有两个样品装载盘位，共计可装载192样品；1个tips头装载***，包括tips头架传送进装置，顶升装置，tips头架传送出装置；移液***：包含1台四轴机械臂和气动泵，气动泵用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；开关盖***：包含1台四轴机械臂，机械臂末端安装有夹爪，用于开关盖，此外还包含2台夹爪，用于临时放置试管以及配合开关盖动作；废TIP头收纳盒。

封装机构设有tips头装载装置、移液装置、封膜仪和离心机，通过上位机控制。通过上位机软件控制连接，将核酸、建立好的PCR体系通过机械臂放置相应的位置，移液装置装载tip后将核酸转板至PCR体制内，然后将转板完成的PCR体系通过机械臂放入封膜仪中，封膜完成后放入离心机中离心，然后放置PCR板暂存位。转板完成的核酸通过机械臂放入封膜仪中封膜，放置核酸板暂存位。

tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，同样通过上位机控制。传入时，tips头架传送进装置将tips头装载装置通过运输带传输到顶升装置上，顶升装置上升到规定高度。传出时，顶升装置下降到tips头架传送出装置起点，电光感应到后通过运输带传出。

核酸提取机构包括设有中元汇吉EXM6000核酸提取仪1台，主要用于核酸提取；试剂放置及移动***，有1台可横移四轴机械臂，1台上面有夹爪，方便进行试剂放置及提取试剂后试剂丢弃；废料架，位于核酸提取机构中，用于废弃试剂收纳。

封装机构包括设有1个tips头装载***，包括tips头架传送进装置、顶升装置、和tips头架传送出装置；移液***包含1台四轴机械臂和气动泵，气动泵用于从样品试管中取样，并转移至深孔板中；1个四轴机械臂，主要用于预装载试剂及分装完成试剂的转移：1台封膜仪主要用于构建好的模板进行最后封装；1台蜀科DD-4离心机。

***还设有显示屏，位于机架外正面两侧上，相应显示AI视觉器扫码信息，AI视觉器设在样品分杯处理***内，用于扫码功能。报刊8K线阵相机，主要用于样品管条码识别(ProNAT4000)；所述***设有显示屏和AI视觉器，AI视觉器设在样品分杯处理***内，显示屏设在机架外两侧；显示屏和AI视觉器相互用通过线路连接。

本发明中开门自动定位、全自动开关门和电磁门锁。机架上整机均有观察窗，样品加载为上掀门，可以方便观察设备内部工作状态。电气部分集成在下机架下部，包括工控一体机，各类电气原件，方便用户操作，并且不额外占用空间，使设备更加整洁美观。电气设制为常规设制。自动门以及开关等结构为常规设制。以上机械臂、气动泵、夹爪、核酸提取仪、tips头装载***、滑轨、封装膜和离心机等结构为常规结构，以上没有描述或公开的各个结构之间的连接方式为本技术领域中常规连接方式。

上述实施/试验例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种全自动核酸样品处理装置***，包括设有外机架和平台，平台设在机架内，其特征在于：还设有上位机，上位机设在机架外；外机架内从左至右依次设有试剂暂存与配置机构、试剂传递缓冲机构、样品分杯处理机构、核酸提取机构和封装机构，试剂暂存与配置机构与试剂传递缓冲机构连接，试剂传递缓冲机构与分杯处理机构连接，分杯处理机构和核酸提取机构连接，核酸提取机构和封装机构连接，所有机构设在平台上，各个结构相互之间通过线路连接和/或网络通讯无线连接，通过上位机控制下达指令；

所述试剂暂存与配置机构，用于试剂储存、混匀、分装和PCR体系建立；所述试剂传递缓冲机构，用于试剂传递及避免污染；所述分杯处理机构机构，用于样本提取前处理，对原始采样管进行扫码、开盖、移液和关盖；所述核酸提取机构，用于核酸提取；所述封装机构，用于样品封存。

2.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述***中压力为负压。

3.根据权利要求2所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述压力值为梯度负压，从试剂暂存与配置机构、样品分杯处理机构和核酸提取机构的压力值依次为0、-10和-20PA。

4.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述试剂暂存与配置机构设有料盘、冷藏保存容器和机械手，料盘和机械手并列设制在平台上，机械手设有机械臂、夹爪和气动泵，机械臂垂直设在平台上，夹爪设在机械臂末端，气动泵与机械臂后端连接，驱动机械臂按设定方式移动，冷藏保存容器设在机械臂下方的平台上，相互之间通过线路连接和网络通讯无线连接。

5.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述样品分杯处理机构设有样品装载盘、tips头装载装置、移液装置和开关盖装置，各个结构并列分布在平台上，相互通过上位机控制。

6.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述核酸提取机构设有并列设在平台上的核酸提取仪和试剂放置及移动装置，相互通过上位机连接；试剂放置及移动装置设有机械臂和滑轨，机械臂末端设有夹爪，用以将试剂放于核酸提取仪进行核酸提取，机械臂垂直设在平台上，滑轨平铺设在平台上，用以转移从样品分杯处理机构过来的试剂。

7.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述封装机构设有tips头装载装置、移液装置、封膜仪和离心机，各个结构并列设在平台上，相互通过上位机控制而连接，将核酸、建立好的PCR体系通过机械臂放置相应的位置，移液装置装载tip后将核酸转板至PCR体制内，然后将转板完成的PCR体系通过机械臂放入封膜仪中，封膜完成后放入离心机中离心，然后放置PCR板暂存位。转板完成的核酸通过机械臂放入封膜仪中封膜，放置核酸板暂存位。

8.根据权利要求5或7所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述tips头装载装置设有tips头架传送进装置、顶升装置和tips头架传送出装置，各个结构相互通过上位机控制连接；所述移液装置设有机械臂和气动泵，机械臂后端与气动泵连接，机械臂垂直设在平台上。

9.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述***设有显示屏和AI视觉器，控制电气部分，AI视觉器设在样品分杯处理***内，用于扫码功能，可自动识别采样管上的条形码并上传至医院信息***，显示屏设在机架外两侧，显示扫码信息作用。

10.根据权利要求1所述的一种全自动核酸样品处理装置***，其特征在于：所述***中每个机构含有HEPA高效过滤***，用来捕捉空气中灰尘杂质并对其进行杀菌净化，还原空气洁净和降低生物污染风险。

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