一种核酸检测化验装置及使用方法

技术领域

本发明涉及核酸化验技术领域，尤其涉及一种核酸检测化验装置及使用方法。

背景技术

目前，通过核酸检测主要分为取样、留样、保存、核酸提取、上机检测五个步骤，具体实施常为医院人员在室外进行驻点进行取样后，送到医院或者化验所进行后续核酸提取、检测的事项；其中在进行医院进行核酸提取和检测的工作室由于功能区别常设在不同洁净室中，使得保存、核酸提取、上机检测以及后续的数据整理的工作之间均存在样本搬移或中转，尤其是在大规模样本待检情况下，无法形成紧密连贯的作业流程，会直接影响核酸检测的效率，还会存在认为操作产生数据与样本对应上的误差。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种核酸检测化验装置及使用方法。

本发明提出的一种核酸检测化验装置，包括：工作台与试管架，工作台上从左到右依次分为核酸接收与信息登记功能区、样本核酸提取功能区、上机检测及结果分析功能区；

工作台上在核酸接收与信息登记功能区、样本核酸提取功能区、上机检测及结果分析功能区中均安装有用于进行试管架传递放置的防护传递窗、用于对试管架进行取放的机械抓取组件、与机械抓取组件相适配的抓取工件以及用于放置抓取工件的放置架；

核酸接收与信息登记功能区还包括用于放置和调整试管架方位的暂存放置台以及用于对试管顶盖标签进行识别的标签识别装置；

样本核酸提取功能区还包括用于放置和调整试管架方位的暂存放置台、用于进行核酸提取的全自动核酸提取仪、用于进行试管振荡的涡旋振荡仪、用于拆卸试管管塞的全自动拧盖器、与全自动核酸提取仪适配的样品板；

上机检测及结果分析功能区还包括荧光PCR扩增仪、涡旋振荡仪和与荧光PCR扩增仪适配的试剂自动添加器。

作为上述方案的进一步优化，防护传递窗包括安装在工作台上且前后贯通的柜体，工作台上在柜体前后侧均设有与柜体前后侧壁平行的滑轨，滑轨上滑动连接可对柜体内腔进行掩盖的滑动门，柜体前后侧壁上端均安装有第一电机，第一电机的输出端传动连接与滑轨平行且位于滑轨正上方与柜体转动连接的传动螺杆，滑动门上端连接螺纹套接在传动螺杆外壁的螺纹块。

作为上述方案的进一步优化，机械抓取组件包括在工作台上按照左右走向布置的滑道，滑道上方滑动连接滑动板，滑道的左右端部共同转动连接传动滚轴，且工作台上在滑道边侧安装有第二电机，第二电机传动连接传动滚轴，滑动板下端固定连接与传动滚轴外壁螺纹套接的固定块，使得传动滚轴的轴向转动转换成滑道上滑动板在左右方向上的位置变动，滑动板上可拆卸连接机械臂；

机械臂的作用端部固定安装连接端头，抓取工件的尾端固定连接与连接端头适配安装的安装端块；

连接端头具体包括与机械臂的作用端部固定连接的底块、同轴连接在底块表面的凸块、安装在底块侧壁的第一气压阀和第二气压阀，底块内部开设连通第一气压阀的第一气压空腔，且底块上表面开设有若干组连通外界的第一通孔，凸块内部开设连通第二气压阀的第二气压空腔，且凸块侧壁圆周开设若干组连通外界的第二通孔；

安装端块包括第一圆块、与第一圆块同轴向连接第二圆块，第一圆块侧壁居中开设可与凸块外壁卡合连接的卡合槽，第一圆块侧壁在卡合槽周边开设若干组通气凸块，安装端块内部开设空腔使得通气凸块与空腔形成两端贯通的空气流道。

作为上述方案的进一步优化，抓取工件包括端部均同轴安装安装端块的试管夹、抓取件、取液管；

试管夹的尾端固定连接安装端块，试管夹包括与安装端块固定连接衔接板，衔接板的另一侧壁左右对称固定连接夹持杆，且夹持杆的相近侧壁均套接软垫套，两侧软垫套之间的间距小于试管近试管口处管体的外径、大于试管中部管体的外径大小；

抓取件的尾端固定连接安装端块，抓取件包括与安装端块固定连接的底板，底板的另一侧壁阵列连接若干组中空管，中空管端部同轴向连接呈喇叭状的吸盘，抓取件内部开设空腔，当抓取件安装在机械抓取组件端部时，第二气压阀通过第二气压空腔、安装端块的空腔和抓取件的空腔连通吸盘；

取液管的尾端固定连接安装端块，当抓取件安装在机械抓取组件端部时，第二气压阀通过第二气压空腔、安装端块的空腔和第二中空柱块内部的空腔连通取液管。

作为上述方案的进一步优化，放置架包括与工作台固定连接的支撑部、支撑部上端固定连接与工作台面平行的承载部，承载部上开设若干组内壁与第二圆块外壁贴合的卡孔。

作为上述方案的进一步优化，试管架具体为中空的长方体结构，且试管架的上壁阵列开设有若干组用于放置试管的置管孔槽，且试管架的前后侧壁上均开设有内陷的吸盘卡槽。

作为上述方案的进一步优化，标签识别装置具体包括安装在工作台上机械抓取组件旁侧的支撑架、摄像机，支撑架的上安装有作业端竖向向下的摄像机，支撑架上安装有套接在摄像机作用端部的遮光罩。

一种核酸检测化验装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.被检测的带有样本溶液的试管安放到试管架中，将试管架放置到核酸接收与信息登记功能区中的防护传递窗中，由控制机械抓取组件抓取试管在标签识别装置处进行信息记录；

S2.控制机械抓取组件抓取试管送至全自动核酸提取仪处进行核酸提取；

S3.控制机械抓取组件抓取试管送至涡旋振荡仪处进行初步振荡；

S4.控制机械抓取组件抓取试管送至全自动拧盖器处拆卸试管上的试管塞；

S5.控制机械抓取组件依次将试管中样本溶液抽取放置到样品板中并送至全自动核酸提取仪处进行核酸提取；

S6.控制机械抓取组件抓取样品板送至试剂自动添加器输出端处进行试剂添加，后送至涡旋振荡仪中进行二次振荡，再送至荧光PCR扩增仪中进行检测；

S7.数据终端对荧光PCR扩增仪与标签识别装置提供的信息记录进行整理生产报告。

本发明中，通过在工作台上分别设置核酸接收与信息登记功能区、样本核酸提取功能区、上机检测及结果分析功能区，将核酸提取、上机检测以及后续的数据整理的工作实现了集成化，省去了样本试管中转的时间浪费，且通过将三种功能均通过机械臂进行抓取操作，以及单种类型机械器与多种对应抓取组件的配合使用方式，通过程序化的操作极大的提高了对样本进行化验检测的效率，降低了医务人员的工作压力，提高了数据与样本信息整理的准确度。

附图说明

图1为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的局部俯视结构示意图；

图3为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的左视剖面结构示意图；

图4为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的抓取工件结构示意图一；

图5为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的抓取工件结构示意图二；

图6为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的抓取工件结构示意图三；

图7为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的放置架结构示意图；

图8为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的试管架结构示意图；

图9为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的局部A结构扩大示意图。

附图标记：工作台1、试管架2、置管孔槽21、吸盘卡槽22、防护传递窗3、柜体31、滑轨32、滑动门33、第一电机34、传动螺杆35、螺纹块36、机械抓取组件4、滑道41、滑动板42、机械臂43、传动滚轴44、第二电机45、抓取工件5、试管夹51、抓取件52、取液管53、衔接板511、夹持杆512、软垫套513、底板521、中空管522、吸盘523、放置架6、支撑部61、承载部62、卡孔63、暂存放置台7、标签识别装置8、支撑架81、摄像机82、遮光罩83、全自动核酸提取仪9、涡旋振荡仪10、全自动拧盖器11、样品板12、荧光PCR扩增仪13、试剂自动添加器14、连接端头15、底块151、凸块152、第一气压阀153、第二气压阀154、第一通孔155、第二通孔156、安装端块16、第一圆块161、第二圆块162、卡合槽163、通气凸块164。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种核酸检测化验装置的一种实施方式的结构示意图。

参照图1，本发明提出的一种核酸检测化验装置，包括：工作台1与试管架2，工作台1上从左到右依次分为核酸接收与信息登记功能区、样本核酸提取功能区、上机检测及结果分析功能区；

工作台1上在核酸接收与信息登记功能区、样本核酸提取功能区、上机检测及结果分析功能区中均安装有用于进行试管架2传递放置的防护传递窗3、用于对试管架2进行取放的机械抓取组件4、与机械抓取组件4相适配的抓取工件5以及用于放置抓取工件5的放置架6；

核酸接收与信息登记功能区还包括用于放置和调整试管架2方位的暂存放置台7以及用于对试管顶盖标签进行识别的标签识别装置8，放置架6、暂存放置台7布置在机械抓取组件4一侧，标签识别装置8布置在机械抓取组件4一侧另一侧；

样本核酸提取功能区还包括用于放置和调整试管架2方位的暂存放置台7、用于进行核酸提取的全自动核酸提取仪9、用于进行试管振荡的涡旋振荡仪10、用于拆卸试管管塞的全自动拧盖器11、与全自动核酸提取仪9适配的样品板12，全自动核酸提取仪9、暂存放置台7、全自动拧盖器11、样品板12布置在该区机械抓取组件4一侧，放置架6和涡旋振荡仪10布置在该区机械抓取组件4一侧另一侧；

上机检测及结果分析功能区还包括荧光PCR扩增仪13、涡旋振荡仪10和与荧光PCR扩增仪适配的试剂自动添加器14，荧光PCR扩增仪13和试剂自动添加器14布置在该区机械抓取组件4一侧，涡旋振荡仪10布置在该区机械抓取组件4一侧另一侧。

在本申请具体的使用过程中，首先，工作人员预先将将要进行检测的试管依次安放到本申请的试管架2中，其中，试管中装填有对应的样本溶液，且在试管上加盖上试管塞并粘贴上对应被检测人员的信息，即该试管的信息；工作人员将载有试管的试管架2放置到核酸接收与信息登记功能区的防护传递窗3中，由该区的机械抓取组件4对防护传递窗3中的试管架2进行抓取，并移动到暂存放置台7后，依次抓取试管架2上的试管送至标签识别装置8的作用端出，进行试管信息的记录，标签识别装置8电性连接数据终端，直到完成该试管架2上所有试管的信息记录后，该区的机械抓取组件4重新抓取试管架2并将试管架2搬移至样本核酸提取功能区的防护传递窗3中等待进行下一步操作。

样本核酸提取功能区中的机械抓取组件4对该区中防护传递窗3内的试管架2进行抓取，搬移试管架2到该区的暂存放置台7上，由该区的机械抓取组件4抓取试管送至涡旋振荡仪10的放置孔中进行试管振动，再由该区的机械抓取组件4依次抓取试管送至全自动拧盖器11作用端处进行试管塞拆卸并送至试管架2中，由该区的机械抓取组件4依次从试管中抽取定量溶液装填到样品板12上对应的容纳槽中，将样品板12送至全自动核酸提取仪9中进行核酸提取，最后由该区的机械抓取组件4抓取样品板12送至上机检测及结果分析功能区的防护传递窗3中等待进行下一步操作。

上机检测及结果分析功能区的机械抓取组件4对该区中防护传递窗3内的样品板12进行抓取，将样品板12搬移到试剂自动添加器14的输出端处进行试剂添加，再由该区的机械抓取组件4依次将样品板12送至该区的涡旋振荡仪10中进行振荡、将样品板12送至荧光PCR扩增仪13的作业端口内进行核酸结果检测，其中荧光PCR扩增仪13电性连接数据终端，对每个试管的检测数据与标签识别装置8的记录数据进行汇总，完成核酸检测。

以下将对防护传递窗3进行详细的结构描述：

如图3所示，防护传递窗3包括安装在工作台1上且前后贯通的柜体31，工作台1上在柜体31前后侧均设有与柜体31前后侧壁平行的滑轨32，滑轨32上滑动连接可对柜体31内腔进行掩盖的滑动门33，柜体31前后侧壁上端均安装有第一电机34，第一电机34的输出端传动连接与滑轨32平行且位于滑轨32正上方与柜体31转动连接的传动螺杆35，滑动门33上端连接螺纹套接在传动螺杆35外壁的螺纹块36，以使得第一电机34带动螺杆65进行正向或反向转动时，螺纹块36带动滑动门33在滑轨32上进行位置变动，实现柜体31内腔是否掩盖的调控。

以下将对机械抓取组件4进行详细的结构描述：

参考图2、图4和图9，本实施例中，机械抓取组件4包括在工作台1上按照左右走向布置的滑道41，滑道41上方滑动连接滑动板42，滑道41的左右端部共同转动连接传动滚轴44，且工作台1上在滑道41边侧安装有第二电机45，第二电机45传动连接传动滚轴44，滑动板42下端固定连接与传动滚轴44外壁螺纹套接的固定块，使得传动滚轴44的轴向转动转换成滑道41上滑动板42在左右方向上的位置变动，滑动板42上可拆卸连接机械臂43，因此可以通过第二电机45带动传动滚轴44正向或者反向转动，使得机械臂43向左或者向右进行位置变动，进一步提高机械抓取组件4的作业范围及灵活性；

其中，机械臂43的作用端部固定安装连接端头15，抓取工件5的尾端固定连接与连接端头15适配安装的安装端块16；

连接端头15具体包括与机械臂43的作用端部固定连接的底块151、同轴连接在底块151表面的凸块152、安装在底块151侧壁的第一气压阀153和第二气压阀154，底块151内部开设连通第一气压阀153的第一气压空腔，且底块151上表面开设有若干组连通外界的第一通孔155，凸块152内部开设连通第二气压阀154的第二气压空腔，且凸块152侧壁圆周开设若干组第二通孔156。

安装端块16包括第一块501、安装在第一块501侧壁并与第一块501同轴向布置的第二块502，第一圆块161侧壁居中开设可与凸块152外壁卡合连接的卡合槽163，第一圆块161侧壁在卡合槽163周边开设若干组通气凸块164，安装端块16内部开设空腔使得通气凸块164与空腔形成两端贯通的空气流道；当安装端块16与连接端头15进行适配安装时，底块151上壁与安装端块16下壁贴合，卡合槽163内壁与凸块152外壁贴合，且在第一气压阀153的负压作用下，实现安装端块16与连接端头15的固定连接，为卡合槽163与凸块152提供吸力，通气凸块164插入第一通孔155内部并与第二气压阀154连通。

在本申请中，参考图4、图5和图6，对应机械抓取组件4的抓取工具5具体包括端部均同轴安装安装端块16的试管夹51、抓取件52、取液管53，

试管夹51的尾端固定连接安装端块16，试管夹51包括与安装端块16固定连接衔接板511，衔接板511的另一侧壁左右对称固定连接夹持杆512，且夹持杆512的相近侧壁均套接软垫套513，两侧软垫套513之间的间距小于试管近试管口处管体的外径、大于试管中部管体的外径大小，在实际使用过程中，试管夹51在试管中部高度位置，向试管处移动使得两侧软垫套513移动到试管两侧，之后通过机械抓取组件4带动试管夹51竖直向上移动，进而实现对试管的抓取。

抓取件52的尾端固定连接安装端块16，抓取件52包括与安装端块16固定连接的底板521，底板521的另一侧壁阵列连接若干组中空管522，中空管522端部同轴向连接呈喇叭状的吸盘523，抓取件52内部开设空腔，当抓取件52安装在机械抓取组件4端部时，第二气压阀154通过第二气压空腔、安装端块16的空腔和抓取件52的空腔连通吸盘523；在具体使用过程中，机械抓取组件4带动抓取件52移动到试管架2旁侧，并将吸盘523与试管架侧壁进行贴合，在第二气压阀154的负压作用下，使得吸盘523与试管架2侧壁产生吸力，进而实现试管架2与机械抓取组件4的固定连接。

取液管53的尾端固定连接安装端块16，当抓取件52安装在机械抓取组件4端部时，第二气压阀154通过第二气压空腔、安装端块16的空腔和第二中空柱块531内部的空腔连通取液管53，当抓取件52安装在机械抓取组件4端部时，第二气压阀154通过第二气压空腔、安装端块16的空腔和第二中空柱块531内部的空腔连通取液管53，使得取液管53可在第二气压阀154的气压作用力下进行液体抽取和排放。

此外，参考图7，在本实施例中，放置架6包括与工作台1固定连接的支撑部61、支撑部61上端固定连接与工作台1面平行的承载部62，所述承载部62上开设若干组内壁与第二圆块162外壁贴合的卡孔63，当抓取工件5放置到放置架6上对应的卡孔63中时，第一圆块161与承载部62上表面形成相互抵触，使得对应的抓取工件5能够放入放置架6上对应卡孔63中。

此外，参考图8，在本实施例中，试管架2具体为中空的长方体结构，且试管架2的上壁阵列开设有若干组用于放置试管的置管孔槽21，且试管架2的前后侧壁上均开设有内陷的吸盘卡槽22，使得吸盘523与吸盘卡槽22内壁产生吸力的时候，底板521向吸盘卡槽22内侧移动并与试管架2外壁保持齐平，进一步提高试管架2与机械抓取组件4连接的牢固性。

以下将对标签识别装置8进行详细的结构描述：

参考图3，标签识别装置8具体包括安装在工作台1上机械抓取组件4旁侧的支撑架81、摄像机82，支撑架81的上安装有作业端竖向向下的摄像机82，在实际使用过程中，机械抓取组件4抓取试管放置到摄像机82作业端下侧，使得摄像机82直接对试管塞上的标签进行拍摄并记录，在由摄像机82将数据输出到数据终端进行储存，且支撑架81上安装有套接在摄像机82作用端部的遮光罩83，遮光罩83面向机械抓取组件4的一侧开设缺口且遮光罩83的长度大于试管的长度，当械抓取部件4抓取试管放置到摄像机82作业端下侧时，遮光罩83对试管形成半包围，直接杜绝外界环境中的光污染，提高摄像机82拍摄数据的精准度，便于数据终端对拍摄图像进行识别记录。

一种核酸检测化验装置的使用方法：包括以下步骤：

S1.被检测的带有样本溶液的试管安放到试管架2中，将试管架2放置到核酸接收与信息登记功能区中的防护传递窗3中，由控制机械抓取组件4抓取试管在标签识别装置8处进行信息记录；

S2.控制机械抓取组件4抓取试管送至全自动核酸提取仪9处进行核酸提取；

S3.控制机械抓取组件4抓取试管送至涡旋振荡仪10中进行初步振荡；

S4.控制机械抓取组件4抓取试管送至全自动拧盖器11处拆卸试管上的试管塞；

S5.控制机械抓取组件4依次将试管中样本溶液抽取放置到样品板12中并送至全自动核酸提取仪9处进行核酸提取；

S6.控制机械抓取组件4抓取样品板12送至试剂自动添加器14输出端处进行试剂添加，后送至涡旋振荡仪10中进行二次振荡，再送至荧光PCR扩增仪13中进行检测；

S7.数据终端对荧光PCR扩增仪13与标签识别装置8提供的信息记录进行整理生产报告。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。