本实用新型专利技术涉及超声技术领域，将超声波应用于生物样本处理，具体涉及一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备。所述的超声换能组件包括换能器，换能器包括一弧形的内凹发射面；所述的样本放置平台包括用于放置生物样本的剪切管，所述的剪切管设置在内凹发射面的聚焦中心。本实用新型专利技术采用无接触式的超声打断方式，可以很好的避免样本的交叉污染问题，从源头上解决由于交叉污染导致的测量结果偏差。在换能器上设置弧形的内凹发射面，换能器的聚焦中心即为内凹发射面的球心，这样采用几何聚焦超声的原理，聚焦的准确性更好，如此设置使得超声波的聚集更为精确和可控，降低了打断结果的误差，使得测量结果更为准确。
【技术实现步骤摘要】
一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备
本技术涉及超声
，将超声波应用于生物样本处理，具体涉及一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备。
技术介绍
超声换能组件的核心元件是超声波换能器，它是一种能把我们日常生活用电转化为机械能的装置，是一种能量转换装置，它的工作原理是将输入的电能转换为超声波再传下去。超声聚焦应用于打断破碎是一项极为精密的技术。对于NGS("Next-generation"sequencingtechnology，“下一代”测序技术)基因测序等相关的应用来说，细胞的破碎，DNA、RNA的提取是必须要完成的工作。目前在这个方面主要是采用超声法和酶解法，其中超声法进一步细分为接触式和非接触式。对于接触式的超声打断方式，容易造成样本的交叉污染问题，对最终检测结果造成偏差；而非接触式的超声打断方式，需要对超声波聚焦进行精确控制，才能实现更理想的打断效果。可知，现有的超声波打断设备尚未达到精确的控制要求，在非接触式打断过程总的误差较大，导致最终检测的结果不够理想。因此，针对现有设备中的不足，还需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
本技术提供一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，旨在对打断设备的超声换能组件进行优化，由换能器发出的超声波在一处聚焦中心进行汇聚，汇聚后的超声波携带充足的能量，可产生强烈的切碎效果；这种非接触式的超声打断设备，对超声波的控制更加精确，打断效果更为理想。为了实现上述效果，本技术采用技术方案为：一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，包括超声换能组件和样本放置平台，所述的超声换能组件包括换能器，换能器包括一弧形的内凹发射面；所述的样本放置平台包括用于放置生物样本的剪切管，所述的剪切管设置在内凹发射面的聚焦中心。上述公开的超声波打断设备，利用超声波携带能量的特点，将换能器的内凹发射面上发出的超声波进行汇聚，在其汇聚中心点，超声波携带的能量达到最大化。因此，将样本放置平台放置于内凹发射面的汇聚方向，并使剪切管位于汇聚中心点，则剪切管内的生物样本受到的剪切力最大。作为可行的选择，本技术对上述技术方案中公开的换能器结构进行优化，换能器可配置为内凹的弧形板，其内凹发射面可采用内凹球面，则汇聚中心位于内凹球面的球心点。这样设置的好处在于，从内凹球面各点发出的超声波到达汇聚中心的距离相等，在相同的传播介质中，可视为各个方向的超声波衰减相等，在汇聚中心的汇聚效果更好，控制更精确；同时，内凹球面的球心点即为样本剪切管的放置处，位置确认比较容易。进一步的，上述内容对样本放置平台进行了说明，其中样本放置平台的结构可通过多种结构对剪切管进行放置，作为其中的一种选择，此处举出可行的方案：所述的样本放置平台还包括用于固定剪切管的支架和用于稳定剪切管的配重块，所述剪切管上设置有护盖。再进一步，可对支架的结构进行优化，具体的，所述的支架结构为悬挂结构，其固定于换能器的上方，使剪切管悬置于换能器的聚焦中心，在超声波汇聚时，不受到外部的结构阻隔，直接将能量传递至剪切管内并对样本进行打断处理。进一步的，当超声换能组件在发出超声波并控制汇聚的过程中，会产生极大的热量，影响打断的环境温度，为避免过高的环境温度对样本和设备造成破坏，此处对超声换能组件进行优化，作为一种选择，举出如下可行的方案：所述的超声换能组件还包括与换能器配合连接的水槽件，且换能器的内凹发射面朝向水槽件的腔体，内凹发射面的聚集中心位于水槽件的腔体内。进一步的，水槽件内的水位需要将聚集中心浸没，使剪切管中的生物样本在适宜的温度环境中被打断，如此可使生物样本免遭破坏，打断后的效果更为精确，在水位不满足浸没聚集中心的条件时，则不应进行打断工作，故对水槽件进行优化，作为一种选择，此处举出如下可行的方案：所述的超声换能组件还包括液位传感器，液位传感器设置在水槽件上并用于检测水槽件腔体内的水位。再进一步，超声换能组件在工作过程中，水槽件内的温度势必发生变化，并发生一定程度的升高，因此对水槽件内温度的实时监测尤为重要，故对水槽件进行优化，作为一种选择，举出如下可行的方案：所述的超声换能组件还包括温度传感器，所述的温度传感器设置在水槽件上并用于检测水槽件腔体内的温度。再进一步，所述的液位传感器和温度传感器均进行实时监测，并将检测信号回传，打断设备包括用于控制超声换能组件电连接的控制器，控制器根据接收到的检测信号控制超声换能组件的开启和关闭。当接收到的检测信号表示水槽件内的液位达不到预设的高度和/或水槽件内的温度超过预设的阈值时，控制器将停止超声换能组件的运行。进一步的，水槽件内存储水可用于缓解温度的升高，存储水的温度升高后可通过热传导实现温度控制，因此对打断设备进行优化，作为一种选择，举出如下可行的方案：打断设备还包括第一温控组件，所述的第一温控组件包括贴合于水槽件外表面的制冷片，制冷片外侧设置有第一循环水传热结构。所述的第一温控组件用于将水槽件内的存储水热量导出，帮助降低水槽件内的水温。再进一步，第一温控组件将存储水的热量导出后，通过一定的方式再将热量排放，实现快速冷却，保证温控能力，热量排放的方式多种多样，作为一种选择，此处举出可行的方案：超声打断设备还包括冷排组件，所述的冷排组件包括水冷散热排，所述的水冷散热排为连通第一循环水传热结构的水管，水冷散热排和第一循环水传热结构连通水冷散热泵，水冷散热泵用于促进水循环，水冷散热排处设置有用于冷却的散热风扇。第一循环水传热结构将制冷片处的热量吸收，并随循环水导入水冷散热排，在水冷散热排处被散热风扇的气流带走热量，实现循环水的降温。进一步的，上述公开的打断设备，对超声换能组件和样本放置平台进行了描述说明，至于超声换能组件和样本放置平台的协调控制，还需要打断设备的其他组成部件进行协调，打断设备可采用多种方式实现对超声换能组件和样本放置平台的协调，作为一种选择，此处举出可行的方案：打断设备还包括控制主机，控制主机上设置有样本处理仓，所述的换能器组件和样本放置平台设置于样本仓内。再进一步，控制主机上设置有电源，电源为超声换能组件等用电设备供电；还设置有主机开关，用于开启或关闭整个打断设备。再进一步，控制主机在对超声换能组件等进行控制时，其自身的信息也对外反馈，为工作人员展示信息，表达对应的工作信息，作为一种选择，在此举出可行的方案：所述的控制主机上设置有用于人机交互的触控显示屏。再进一步，上述方案中公开的所述的控制主机设置了样本处理仓，为了保持超声换能组件和样本放置平台的清洁，此处对样本处理仓进行优化，作为一种选择，举出可行的方案：样本处理仓处设置有仓门，所述的仓门通过铰链转动连接至控制主机并用于开启和关闭样本处理仓，且仓门上设置有减振垫和扣手结构。再进一步，本技术对仓门进行了优化，具体的，举出如下可行的方案：仓门上设置的铰链为带阻尼铰链，使得仓门相对控制主机翻转时，可在得到阻尼的辅助作用，其中，当仓门的开启角度小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，包括超声换能组件(7)和样本放置平台(8)，其特征在于：所述的超声换能组件(7)包括换能器(705)，换能器(705)包括一弧形的内凹发射面(706)；所述的样本放置平台(8)包括用于放置生物样本的剪切管(804)，所述的剪切管(804)设置在内凹发射面(706)的聚焦中心。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，包括超声换能组件(7)和样本放置平台(8)，其特征在于：所述的超声换能组件(7)包括换能器(705)，换能器(705)包括一弧形的内凹发射面(706)；所述的样本放置平台(8)包括用于放置生物样本的剪切管(804)，所述的剪切管(804)设置在内凹发射面(706)的聚焦中心。
2.根据权利要求1所述的基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，其特征在于：所述的样本放置平台(8)还包括用于固定剪切管(804)的支架(802)和用于稳定剪切管(804)的配重块(803)，所述剪切管(804)上设置有护盖(801)。
3.根据权利要求1所述的基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，其特征在于：所述的超声换能组件(7)还包括与换能器(705)配合连接的水槽件(703)，且换能器(705)的内凹发射面(706)朝向水槽件(703)的腔体，内凹发射面(706)的聚集中心位于水槽件(703)的腔体内。
4.根据权利要求3所述的基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，其特征在于：所述的超声换能组件(7)还包括液位传感器(704)，液位传感器(704)设置在水槽件(703)上并用于检测水槽件(703)腔体内的水位。
5.根据权利要求3或4所述的基于生物样本处理的几何聚焦超声波打断设备，其特征在于：所述的超声换能组件(7)还包括温度传感器(708)，所述的温度传感器(708)设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：康炎，彭民伟，冯赫天，
申请(专利权)人：深圳达远辰光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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