CN116754335A - 一种应用于免疫层析法用样本前处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及样本检验技术领域，公开了一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，包括支架、处理组件和存储组件，存储组件用于放置样本件，存储组件安装至处理组件的底端上，处理组件安装在支架的顶端上；处理组件包括双轴电机、配重单元、球头杆和固定座，球头杆的顶端活动连接在固定座的内部。本发明通过偏心块带动样本管摇动，并与研磨珠碰撞研磨，形成一种径向摆动和圆锥摆的复合运动，同时样本管可水平转动，样本管通过处理组件处理，可明显缩短毛发处理时间，使毛发中的毒品快速稳定地释放出来，利用传动结构间隔滴入试剂，无需人工干预，通过偏心块变形，可稳定地完成研磨、溶解和离心等多个操作步骤，无需反复转移不同设备操作。

Description

一种应用于免疫层析法用样本前处理装置

技术领域

本发明涉及样本检验领域，更具体地说，它涉及一种应用于免疫层析法用样本前处理装置。

背景技术

目前，体液（主要指尿液和血液）仍是检验毒品较好的生物检材，但体液中毒品的检出时限短，检材不易保存，只能提供个体短期使用毒品的信息；而毛发取材容易，携带方便，易长期保存且毒品在毛发中代谢较慢可长期存在，因此毛发分析在鉴定毒品方面要比体液分析更实用、方便。

如申请公布号为CN 110702479 A中提出的一种用于检测人体毛发中毒品的前处理方法，该申请文件提出了一种利用免疫层析法测定毛发中毒品含量的方法，其中前处理操作需通过研磨、溶解等多步骤操作，更换多部机器，同时毛发的前处理过程中研磨等操作效果不佳，样本管鉴定出的毒品含量误差较大，影响鉴定结果的判断。

发明内容

本发明提供一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，解决相关技术中需要多部设备配合完成前处理操作，效率低，过程冗长的技术问题。

提供了一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，包括支架、处理组件和存储组件，存储组件用于放置样本件，存储组件安装至处理组件的底端上，处理组件安装在支架的顶端上；

处理组件包括双轴电机、配重单元、球头杆和固定座，球头杆的顶端活动连接在固定座的内部，且球头杆的底端与双轴电机相连接，双轴电机的两侧输出轴分别与配重单元相连接，配重单元包括弧形条和偏心块，偏心块呈半圆形结构，且偏心块的内侧设有滑槽，滑槽的槽型为半圆形，且弧形条沿着滑槽的槽向移动，弧形条在滑槽内滑动时，可调节偏心块的重心位置，双轴电机驱动两侧偏心块转动时，使双轴电机和配重单元绕着球头杆与固定座连接处转动或相对静止；

存储组件包括样本管和下料盘，下料盘设于处理组件的下方，且样本管安装在下料盘上，样本管内填有样本件和研磨件，存储组件随着处理组件动作，将样本件通过研磨件粉碎。

进一步地：偏心块内设有配合齿轮、驱动架和内齿柱，内齿柱安装在偏心块与双轴电机的连接处，内齿柱与配合齿轮之间传动连接，且驱动架地端部与配合齿轮的中部相连接，驱动架带动配合齿轮沿着滑槽的槽向移动。

进一步地：弧形条的内侧设有齿槽，且弧形条的齿槽槽型与配合齿轮的齿牙相适配。

进一步地：弧形条的一端与滑槽的一端槽壁之间设有拉紧弹簧，拉紧弹簧沿着滑槽的槽向伸缩，且拉紧弹簧提供弧形条沿着滑槽的槽向移动的恢复力。

进一步地：弧形条沿着滑槽的槽向转动180°时，弧形条的重量和偏心块的重量相同，此时两侧的配重单元的重心均位于偏心块与双轴电机的输出轴连接处。

进一步地：双轴电机的输出轴上还设有传动单元，传动单元的底端与下料盘相连接，传动单元用于带动下料盘水平转动。

进一步地：传动单元包括转动盘、从动齿轮，主动齿轮和啮合齿轮，转动盘水平安装在下料盘的上方，主动齿轮安装在双轴电机的输出轴上，从动齿轮与啮合齿轮通过杆相连接，且从动齿轮与主动齿轮之间啮合连接，啮合齿轮与转动盘的外边传动连接。

进一步地：下料盘的上方设有填料单元，填料单元上设有填料盒，填料盒内设有试剂，填料盒的内壁设有单向瓣膜，啮合齿轮所连接的杆体末端设有凸柱轮，凸柱轮的一侧设有凸出部，凸出部在凸柱轮随着啮合齿轮转动时间隔抵靠单向瓣膜，开启填料盒释放试剂至样本管内。

进一步地：固定座的下端面安装有居中单元，居中单元用于带动球头杆调节至铅垂向。

进一步地：居中单元包括内齿环、驱动半齿轮、从动半齿轮和咬合架，咬合架呈弧形结构，咬合架设有从动半齿轮的一侧，从动半齿轮的齿牙与内齿环的内侧齿牙之间啮合连接，驱动半齿轮的齿牙也与内齿环的内侧齿牙之间啮合连接。

进一步地：咬合架的内侧壁安装有夹块，夹块的内侧面为球面结构。

本发明的有益效果在于：

本装置可通过偏心块带动样本管摇动，并与研磨珠碰撞研磨，形成一种径向摆动和圆锥摆的复合运动，同时样本管可水平转动，样本管通过处理组件处理，可明显缩短毛发处理时间，使毛发中的毒品快速稳定地释放出来，达到毛发中的毒品能够快速检测的目的，提高毛发中毒品检测的稳定性和准确度，同时利用传动结构间隔滴入试剂，无需人工干预，偏心块变形，可稳定地完成研磨、溶解和离心等多个操作步骤，无需反复转移不同设备操作，再采用荧光免疫层析或者胶体金免疫层析分析，与现有的毛发裂解液相比，毒品小分子释放率提高5-6倍，裂解效率大大提高。

附图说明

图1是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的处理组件；

图4是图3的侧视图；

图5是图4中弧形条缩进至偏心块内的主视图；

图6是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的配重单元和传动单元连接结构示意图；

图7是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的偏心块竖截面结构示意图；

图8是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的填料单元结构示意图；

图9是本发明提出的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置的居中单元结构示意图。

图中：100、支架；200、处理组件；210、壳体；220、填料单元；221、抽拉板；222、结合座；223、填料盒；230、配重单元；231、偏心块；232、弧形条；233、内齿柱；234、配合齿轮；235、拉紧弹簧；236、限位柱；237、限位槽；238、驱动架；240、固定座；250、居中单元；251、齿环；252、驱动半齿轮；253、从动半齿轮；254、咬合架；255、夹块；260、球头杆；270、双轴电机；280、传动单元；281、转动盘；282、从动齿轮；283、主动齿轮；284、啮合齿轮；285、凸柱轮；300、存储组件；310、外护罩；320、样本管；330、下料盘。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

参阅图1-图9所示，一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，包括支架100、处理组件200和存储组件300，存储组件300用于放置样本件，存储组件300安装至处理组件200的底端上，处理组件200安装在支架100的顶端上；

处理组件200包括双轴电机270、配重单元230、球头杆260和固定座240，球头杆260的顶端活动连接在固定座240的内部，且球头杆260的底端与双轴电机270相连接，双轴电机270的两侧输出轴分别与配重单元230相连接，配重单元230包括弧形条232和偏心块231，偏心块231呈半圆形结构，且偏心块231的内侧设有滑槽，滑槽的槽型为半圆形，且弧形条232沿着滑槽的槽向移动，弧形条232在滑槽内滑动时，可调节偏心块231的重心位置，双轴电机270驱动两侧偏心块231转动时，使双轴电机270和配重单元230绕着球头杆260与固定座240连接处转动或相对静止；

在双轴电机270的外侧设有壳体210，壳体210的中部开有安装槽，安装槽用于安装填料单元220；

其中弧形条232的内侧设有齿槽，且弧形条232的齿槽槽型与配合齿轮234的齿牙相适配，弧形条232的一端与滑槽的一端槽壁之间设有拉紧弹簧235，拉紧弹簧235沿着滑槽的槽向伸缩，且拉紧弹簧235提供弧形条232沿着滑槽的槽向移动的恢复力，弧形条232沿着滑槽的槽向转动180°时，弧形条232的重量和偏心块231的重量相同，此时两侧的配重单元230的重心均位于偏心块231与双轴电机270的输出轴连接处。

弧形条232靠近拉紧弹簧235的一端设有限位柱236，在滑槽的槽壁内还设有限位柱236，限位柱236的端部抵靠连接在限位槽237内，使弧形条232通过限位柱236和限位槽237的配合，使沿着槽向滑动，且不抵靠到滑槽的槽壁。

同时在偏心块231内设有配合齿轮234、驱动架238和内齿柱233，内齿柱233安装在偏心块231与双轴电机270的连接处，内齿柱233与配合齿轮234之间传动连接，且驱动架238的端部与配合齿轮234的中部相连接，驱动架238带动配合齿轮234沿着滑槽的槽向移动。

驱动架238为Y型结构，驱动架238包括驱动杆和从动杆，驱动杆的杆端通过轴与两侧的从动杆相连接，从动杆的杆端与配合齿轮234相连接，驱动杆的杆端设有驱动件，驱动件可为独立的动力源，包括但不限于气缸等线性移动件。

存储组件300包括样本管320和下料盘330，下料盘330设于处理组件200的下方，且样本管320安装在下料盘330上，样本管320内填有样本件和研磨件，存储组件300随着处理组件200动作，将样本件通过研磨件粉碎。

其中下料盘330的下端设有若干个下料接头，样本管320的开口端内壁通过螺纹与下料接头之间相连接。

同时在壳体210的底端设有固定槽，固定槽内插接安装有外护罩310，外护罩310套设在样本管320的外侧上。

双轴电机270的输出轴上还设有传动单元280，传动单元280的底端与下料盘330相连接，传动单元280用于带动下料盘330水平转动，其中动单元包括转动盘281、从动齿轮282，主动齿轮283和啮合齿轮284，转动盘281水平安装在下料盘330的上方，主动齿轮283安装在双轴电机270的输出轴上，从动齿轮282与啮合齿轮284通过杆相连接，且从动齿轮282与主动齿轮283之间啮合连接，啮合齿轮284与转动盘281的外边传动连接。

下料盘330的上方设有填料单元220，填料单元220上设有填料盒223，填料盒223内设有试剂，填料盒223的内壁设有单向瓣膜，啮合齿轮284所连接的杆体末端设有凸柱轮285，凸柱轮285的一侧设有凸出部，凸出部在凸柱轮285随着啮合齿轮284转动时间隔抵靠单向瓣膜，开启填料盒223释放试剂至样本管320内。

填料单元220还包括抽拉板221和结合座222，抽拉板221水平插接在壳体210的安装槽内，结合座222位于抽拉板221的中部，且结合座222的下端面与下料盘330的上端面相结合，其中填料盒223环形分布在结合座222的上方，填料盒223的数量和下料盘330上的下料接头数量一致。

固定座240的下端面安装有居中单元250，居中单元250用于带动球头杆260调节至铅垂向，其中居中单元250包括内齿环251、驱动半齿轮252、从动半齿轮253和咬合架254，咬合架254呈弧形结构，咬合架254设有从动半齿轮253的一侧，从动半齿轮253的齿牙与内齿环251的内侧齿牙之间啮合连接，驱动半齿轮252的齿牙也与内齿环251的内侧齿牙之间啮合连接，咬合架254的内侧壁安装有夹块255，夹块255的内侧面为球面结构。

本样本前处理装置是用于毛发分析的，毛发分析在鉴定毒品方面要比体液分析更实用、方便，常用的毛发消化方法有碱水解，酸水解，酶水解等。提取方法有固相萃取、液液萃取以及超临界流体萃取法等，或者采用荧光免疫层析或者胶体金免疫层析鉴定，需要对毛发进行前处理，现有的前处理设备通过研磨、溶解等多步骤操作，更换多部机器，同时毛发的前处理过程中研磨等操作效果不佳，样本管320鉴定出的毒品含量误差较大，影响鉴定结果的判断。

本样本前处理装置可通过偏心块231带动样本管320摇动，并与研磨珠碰撞研磨，可明显缩短毛发处理时间，同时使毛发中的毒品快速稳定地释放出来，达到毛发中的毒品能够快速检测的目的，提高毛发中毒品检测的稳定性和准确度，同时利用传动结构间隔滴入试剂，无需人工干预，可稳定地完成研磨、溶解和离心等步骤，无需反复转移不同设备操作，再采用荧光免疫层析或者胶体金免疫层析分析，与现有的毛发裂解液相比，毒品小分子释放率提高5-6倍，裂解效率大大提高；

本装置的具体样本前处理流程如下：

将毛发样本剪短成2-3cm的小段，填入样本管320内，投入适量研磨珠，研磨珠为现有技术，常用锆石和石英砂，然后将样本管320固定在下料盘330的下料接头上，然后扣上外护罩310，将支架100立在水平工作台上，整体的处理组件200悬空，此时的处理组件200为自由状态，朝向为铅垂向下；

然后将所需要的试剂，该试剂为毛发分析所需试剂，如毛发裂解液、蛋白酶等，毛发裂解液、蛋白酶均为现有技术，用于毛发裂解分析使用，将试剂滴在填料盒223内，试剂量与毛发量按照比例填入，然后通过抽拉板221***至安装槽内，开始样本的前处理作业；

工作时，双轴电机270驱动两侧的偏心块231转动，此时的偏心块231中弧形条232是完全缩进在滑槽中，此时两侧的偏心块231设置如图5所示，左右的重心是不在同一水平线上的，故在双轴电机270带动两侧的偏心块231转动时，偏心块231由于两侧重心位置不在同一水平线上，故会使整个处理组件200绕着球头杆260的球头处转动，转动幅度通过双轴电机270的速度控制，带动处理组件200做径向震荡和圆锥摆的复合运动，使毛发在样本管320内与研磨珠不断碰撞和挤压研磨成小颗粒；

同时在处理组件200复合运动时，通过传动单元280带动下料盘330及其上的样本管320水平转动，进一步复合了样本管320内的毛发和研磨珠之间的研磨运动，使毛发的粒度更小，在后续加入毛发裂解液的时候毒品小分子更易释放，其中传动单元280的动作如下，通过主动齿轮283转动，带动从动齿轮282转动，啮合齿轮284同轴随之转动，啮合齿轮284的齿牙与转动盘281上齿牙结合，使转动盘281水平转动，带动样本管320转动；

定时后，毛发被研磨成小颗粒后，停机，通过居中单元250将球头杆260调节至铅垂向，然后将填料单元220***至安装槽内，其上的试剂此时为毛发裂解剂和蛋白酶，***后，再开机，转动过程中，通过凸柱轮285不断抵靠在填料盒223内的单向下料瓣膜上，开启填料盒223的底端，使其不断释放试剂，通过下料接头进入样本管320内，此时的运动通过复合运动摇匀试剂和研磨后毛发，接着停机通过居中单元250再调节呈铅垂向，此时启动配重单元230的驱动架238，驱动架238将配合齿轮234结合在内齿柱233和弧形条232之间，然后双轴电机270动作，带动内齿柱233转动，带动配合齿轮234转动，啮合连接的弧形条232通过滑槽滑出，转动180°，使整个偏心块231的重心与双轴电机270的输出轴位于同一轴线上，此时两侧的偏心块231重心位于同一水平线上，双轴电机270驱动时，两侧的偏心块231稳定转动，不再带动处理组件200做径向震荡和圆锥摆的复合运动，但是下料盘330还是水平转动，带动样本管320离心，使毛发裂解剂和毛发之间的裂解物在离心作用下分层；

需要补充的是，其中居中单元250是通过驱动件带动驱动半齿轮252转动，带动齿环251转动，齿环251转动带动从动半齿轮253转动，从动半齿轮253上的咬合架254向中缩进咬合，使夹块255抵靠在球头杆260的球头上，然后将球头杆260纠正为铅垂向。

接着再停机，居中单元250将球头杆260居中，此时更换新的填料单元220，其上填料盒223内填入试剂为蛋白酶和胶体金溶剂，启动机器，经过水平转动混合均匀后，停机取下样本管320做免疫层析，得到毛发中毒品含量的结果。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，包括支架（100）、处理组件（200）和存储组件（300），其特征在于，存储组件（300）用于放置样本件，存储组件（300）安装至处理组件（200）的底端上，处理组件（200）安装在支架（100）的顶端上；

处理组件（200）包括双轴电机（270）、配重单元（230）、球头杆（260）和固定座（240），球头杆（260）的顶端活动连接在固定座（240）的内部，且球头杆（260）的底端与双轴电机（270）相连接，双轴电机（270）的两侧输出轴分别与配重单元（230）相连接，配重单元（230）包括弧形条（232）和偏心块（231），偏心块（231）呈半圆形结构，且偏心块（231）的内侧设有滑槽，滑槽的槽型为半圆形，且弧形条（232）沿着滑槽的槽向移动，弧形条（232）在滑槽内滑动时，可调节偏心块（231）的重心位置，双轴电机（270）驱动两侧偏心块（231）转动时，使双轴电机（270）和配重单元（230）绕着球头杆（260）与固定座（240）连接处转动或相对静止；

存储组件（300）包括样本管（320）和下料盘（330），下料盘（330）设于处理组件（200）的下方，且样本管（320）安装在下料盘（330）上，样本管（320）内填有样本件和研磨件，存储组件（300）随着处理组件（200）动作，将样本件通过研磨件粉碎。

2.根据权利要求1所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，偏心块（231）内设有配合齿轮（234）、驱动架（238）和内齿柱（233），内齿柱（233）安装在偏心块（231）与双轴电机（270）的连接处，内齿柱（233）与配合齿轮（234）之间传动连接，且驱动架（238）的端部与配合齿轮（234）的中部相连接，驱动架（238）带动配合齿轮（234）沿着滑槽的槽向移动。

3.根据权利要求2所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，弧形条（232）的内侧设有齿槽，且弧形条（232）的齿槽槽型与配合齿轮（234）的齿牙相适配。

4.根据权利要求3所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，弧形条（232）的一端与滑槽的一端槽壁之间设有拉紧弹簧（235），拉紧弹簧（235）沿着滑槽的槽向伸缩，且拉紧弹簧（235）提供弧形条（232）沿着滑槽的槽向移动的恢复力。

5.根据权利要求4所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，弧形条（232）沿着滑槽的槽向转动180°时，弧形条（232）的重量和偏心块（231）的重量相同，此时两侧的配重单元（230）的重心均位于偏心块（231）与双轴电机（270）的输出轴连接处。

6.根据权利要求1所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，双轴电机（270）的输出轴上还设有传动单元（280），传动单元（280）的底端与下料盘（330）相连接，传动单元（280）用于带动下料盘（330）水平转动。

7.根据权利要求6所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，传动单元（280）包括转动盘（281）、从动齿轮（282），主动齿轮（283）和啮合齿轮（284），转动盘（281）水平安装在下料盘（330）的上方，主动齿轮（283）安装在双轴电机（270）的输出轴上，从动齿轮（282）与啮合齿轮（284）通过杆相连接，且从动齿轮（282）与主动齿轮（283）之间啮合连接，啮合齿轮（284）与转动盘（281）的外边传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，下料盘（330）的上方设有填料单元（220），填料单元（220）上设有填料盒（223），填料盒（223）内设有试剂，填料盒（223）的内壁设有单向瓣膜，啮合齿轮（284）所连接的杆体末端设有凸柱轮（285），凸柱轮（285）的一侧设有凸出部，凸出部在凸柱轮（285）随着啮合齿轮（284）转动时间隔抵靠单向瓣膜，开启填料盒（223）释放试剂至样本管（320）内。

9.根据权利要求1所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，固定座（240）的下端面安装有居中单元（250），居中单元（250）用于带动球头杆（260）调节至铅垂向。

10.根据权利要求9所述的一种应用于免疫层析法用样本前处理装置，其特征在于，居中单元（250）包括内齿环（251）、驱动半齿轮（252）、从动半齿轮（253）和咬合架（254），咬合架（254）呈弧形结构，咬合架（254）设有从动半齿轮（253）的一侧，从动半齿轮（253）的齿牙与内齿环（251）的内侧齿牙之间啮合连接，驱动半齿轮（252）的齿牙也与内齿环（251）的内侧齿牙之间啮合连接。