一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置的制作方法

    技术2026-02-05  1


    本发明涉及一种实验室相关设备,尤其涉及一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置。


    背景技术:

    1、样本前处理是大多数基因组学、化学和临床实验的前提步骤,其质量直接影响后续数据分析的结果,特别是最近在临床广泛使用的色谱、质谱检测系统。由于大部分样本需要经过一系列前处理流程(包括分离、净化、浓缩、衍生等步骤),以便降低基质干扰、提高灵敏度,以实现稳定、准确检测目标物。

    2、目前的样本前处理技术也是临床色谱、质谱分析的一个重点和难点,由于实际应用所暴露出的样品前处理时间长、操作复杂、难以实现高通量、自动化等缺陷,因而,严重制约着色谱、质谱分析效率的提高和应用范围。据数据统计,样本前处理占人员60%以上的时间,即便如此,32%的误差仍来自于样本前处理环节。

    3、虽然国内外的检测机构和医院开始引入全自动化样本前处理设备,以便取代人工操作,但市面上的自动化设备仍以单一样本处理为主,在本领域内,集样本处理、样本测试为一体的自动化设备仍没有出现。

    4、而且,目前常用的色谱、质谱测试技术都是先将批量的样本处理好,再逐一注入仪器通过色谱柱逐一分离测试,色谱柱的分离及分离前后平衡需要一定的时间,若使用单一的色谱柱则无法实现高通量的测试,且亦不灵活,例如,当有紧急的样本需要优先测试时,就必须等待前一个样本结束才能测试紧急样本。

    5、综上对以往技术的分析,为本发明技术方案之设计人员提出一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,所形成的技术方案有利于实现色谱、质谱样本自动前处理、自动测试,以便满足样本前处理的应用需求。


    技术实现思路

    1、为解决上述问题,本发明提供一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其自身囊括了移液、振荡混匀、高速离心、恒温氮吹及在线捕获功能,因而,通过不同的功能组合来实现对目前色谱、质谱样本处理方法的覆盖。

    2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    3、一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其具备依次相邻的若干工作区并且与色谱或质谱设备相配合,该装置包括:

    4、具备第一机械臂的样本管工作区,包括可移动的样本管承载机构、设置于第一机械臂下方的用于对每个样本管定位抓取的可旋转样本管抓手,第一机械臂下方设置用于对样本管扫码以及对样本管内的样本液面识别的摄像头,样本管于样本管工作区进行拔盖操作以待下一区域的移取样本操作;

    5、具备第二机械臂的样本处理区,其包括高速离心机、用于区域间离心管传递的转移架、以及用于对离心管进行开合盖以供试剂加入并施以震荡混匀的离心管开合盖与混匀一体模块,第二机械臂下方依次装配用于对枪头托盘上的枪头进行抓取的移液器、用于对离心管托盘上的离心管进行抓取的离心管负压吸盘;

    6、具备第三机械臂的样本处理区,其包括氮吹模块、用于对离心管内试剂进行移取并注入后端色谱内进行检测的进样模块、以及离心管开合盖与混匀一体模块,第三机械臂下方装配离心管托盘,此离心管托盘一侧设置移液器枪头托盘;

    7、色谱系统,其与第三机械臂所在的样本处理区相邻,包括多通道在线捕获柱、多通道色谱柱分离柱、以及样本检测器。

    8、以上三个机械臂各自控制对应的区域,并且使三个区域之间形成相关联的有序配合的样本处理流程。

    9、对于样本管工作区,样本管抓手的运动状态包括:

    10、其一:沿x、y轴运动对每个位置的样本管进行定位;

    11、其二:对样本管进行抓取、移动、旋转,使扫码摄像头对样本管扫码读取信息,并识别样本管内的样本液面;

    12、其三:对样本管向上拔出管盖以完成样本管的拔盖;

    13、其四:对样本管施以盖上盖子;

    14、其五:将样本管移回至管架上。

    15、对于第二机械臂所在的处理区:

    16、离心管负压吸盘将耗材区内离心管通过负压吸附抓取转移至开合盖模块,以便对离心管进行开盖。

    17、对于第三机械臂所在的处理区:

    18、当氮气吹干完成后,氮吹针归位,通过移液器移取试剂加入到氮吹后的离心管内,并进行合盖、混匀。

    19、技术人员结合以上主体技术方案的进一步实施相应的技术手段,可形成相应的技术方案,这些技术手段包括以下几项:

    20、其中,可移动的样本管承载机构包括用于放置样本管的管架、用于承载管架的可移动管架托盘、以及设置于管架托盘上的样本管固定底座。

    21、其中,样本管抓手由不同电机控制而具备至少两个方向的运动。

    22、其中,离心管托盘一侧的第二机械臂上方装配摄像头以便对区域内物料进行识别。

    23、对于色谱系统:

    24、可设置0-n个捕获柱,其通过流路切换阀控制进样器所进的样本,选择是否通过捕获柱捕获或通过哪根捕获柱捕获或多根捕获柱并行捕获;

    25、可设置1-n个色谱分离柱,其通过流路切换阀控制捕获后的样本分配进行分离。

    26、本发明技术方案有利于实现样本测试完全自动化,减少人工参与时间,降低对人工操作依赖,特别是因装置自身囊括了移液、振荡混匀、高速离心、恒温氮吹及在线捕获等功能,可通过不同的功能组合实现对目前色谱、质谱样本处理方法的覆盖;同时,在后端色谱部分设置多通道色谱分离,不同分离色谱柱间交叉测试,且只测试关注目标物的时间段,而色谱柱前后平衡时间不检测,促使检测器的最大化利用,降低了检测器硬件成本。



    技术特征:

    1.一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其具备依次相邻的若干工作区并且与色谱或质谱设备相配合,其特征在于,所述自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置包括:

    2.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:三个机械臂各自控制对应的区域,并且使三个区域之间形成相关联的有序配合的样本处理流程。

    3.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于,所述样本管抓手的运动状态包括:

    4.根据权利要求1-3任一项所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述离心管负压吸盘将耗材区内离心管通过负压吸附抓取转移至开合盖模块,以便对离心管进行开盖。

    5.根据权利要求1-3任一项所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述色谱系统包括0-n个捕获柱、1-n个色谱分离柱。

    6.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:当氮气吹干完成后,氮吹针归位,通过移液器移取试剂加入到氮吹后的离心管内,并进行合盖、混匀。

    7.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述可移动的样本管承载机构包括用于放置样本管的管架、用于承载管架的可移动管架托盘、以及设置于管架托盘上的样本管固定底座。

    8.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述样本管抓手由不同电机控制而具备至少两个方向的运动。

    9.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述离心管托盘一侧的第二机械臂上方装配摄像头以便对区域内物料进行识别。

    10.根据权利要求1所述的自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其特征在于:所述离心管托盘两侧分别设置枪头托盘、废料盒。


    技术总结
    本发明涉及一种自动化样本处理及色谱质谱测试一体化装置,其样本管工作区包括可移动的样本管承载机构、用于对每个样本管定位抓取的可旋转抓手;其具备第二机械臂的样本处理区包括高速离心机、用于区域间离心管传递的转移架、以及对离心管进行开合盖以供试剂加入并施以震荡混匀的离心管开合盖与混匀一体模块;其具备第三机械臂的处理区包括氮吹模块、对离心管内试剂进行移取并注入后端色谱内进行检测的进样模块、以及离心管开合盖与混匀一体模块。本装置囊括移液、振荡混匀、高速离心、恒温氮吹及在线捕获功能,通过不同的功能组合实现对目前色谱、质谱样本处理方法的覆盖;同时,在后端色谱部分设置多通道色谱分离,促使检测器的最大化利用。

    技术研发人员:王桂平,胡碧波
    受保护的技术使用者:安诺谱(上海)医疗科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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