一种动力源外置多自由度文库制备卡盒及方法技术

本发明专利技术涉及一种动力源外置多自由度文库制备卡盒及方法，包括设置在密封卡盒内的摆动导向组件和设置在所述摆动导向组件上的移液器，通过独立的摆动导向组件结合柔性绳索与预载涡卷弹簧在不增加内部动力源的前提下为文库制备卡盒中的移液器额外增加了一个水平面摆动运动自由度，极大地扩展了能够提供的试剂孔数量，同时使用外部动力源避免一次性使用成本限制导致的性能低下；进一步地，柔性绳索与预载弹簧的动力传递方式也可以应用于卡盒内其他移动部件，例如移液器的垂直位移，实现全部动力源外置设计，使卡盒结构简单、成本低，适用于一次性使用。

【技术实现步骤摘要】
一种动力源外置多自由度文库制备卡盒及方法
本专利技术涉及核酸检测
，尤其涉及一种动力源外置多自由度文库制备卡盒及方法。
技术介绍
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，人们逐渐认识到基因的本质是控制生物性状、具有遗传效应的DNA片段。基因一方面能忠实地进行自我复制，以保证生物的基本特征；另一方面基因也能发生变异，导致疾病的发生。基因测序可以快速准确地获取生物遗传信息，揭示基因组的复杂性和多样性，在生命科学研究中扮演十分重要的角色；同样，基因测序对临床医学也具有十分重要的意义和价值，很多疾病的机理研究和临床诊断逐渐依赖于基因测序技术。文库制备是基因测序工作中必不可少的重要步骤之一。传统的手工操作进行文库制备中，加样、温浴反应、纯化、洗脱等过程都需要人为参与来完成，同时整个过程是在一个相对开放的实验室环境中来完成。这样操作的缺点就是人为操作出现误差的概率很大，结果不可控，同时样本极易对环境造成污染，样本之间交叉污染的风险也会大大增加。因此，自动化、封闭式的文库制备装置和方法是研究的一个主要方向。申请号201080031828.3，名称为“进行扩增子挽救多重PCR的装置”的专利技术专利申请公开了一种用于PCR扩增和DNA扩增子检测的盒子结构，通过密封盒子内的可垂直、水平移动吸液管对底座上呈一直线排列的多个室进行移液操作；申请号201580007560.2，名称为“复合液体池(CLC)介导的核酸文库制备装置及其使用方法”的专利技术专利申请公开了一种文库制备装置，其包含有对应6个板位置之间进行移动的由机器人控制的移液器；申请号201611190715.3，名称为“应用于第二代高通量测序的全自动RNA文库制备装置”的专利技术申请公开了一种全自动RNA文库制备装置，其包括有直线依次排列的9个试剂仓以及由螺杆控制移动的取样针；申请号201910106150.3，名称为“基因测序文库制备装置”的专利技术专利公开了一种能够驱动注射单元升降以及圆形卡盒底盘旋转的文库制备外部装置，使用此外部装置可以对封闭设置的卡盒进行对应的操作；申请号201910106163.0，名称为“封闭式测序文库制备卡盒”的专利技术专利申请公开了一种用于文库制备的封闭式卡盒，尤其对应用于上述申请号201910106150.3专利技术专利所述的制备装置，提供了可垂直上下移动的注射单元以及可以旋转的圆形底盘，所述注射单元通过所述圆形底盘的旋转可以依次对应圆形底盘上沿周向同心设置的一圈多个容纳槽进行移液操作。上述现有技术均针对文库制备过程提出了封闭性的、自动化的解决方案，但是在实际应用于文库制备的过程中，仍然存在问题。上述现有技术中，文库制备装置整体多采用两自由度活动结构，且两自由度中至少一个自由度需要用于移液器(吸液器、取样针等，均为同一作用部件的不同表述)的垂直移动，即只剩余一个自由度用于移液器与试剂孔(室、试剂仓、容纳槽等均为同一作用部件的不同表述)之间相互定位移动，而无论此自由度来自移液器的水平移动或者是试剂孔部件的单自由度移动，都极大限制了有限体积内能够有效容纳使用的试剂孔数量，特别是无法满足如捕获法文库制备的需求。另一方面，文库制备过程精度要求高，对于污染非常敏感，因此操作中直接接触试剂的设备、装置均必须为一次性使用，这也限制了文库制备装置本身不能采用过于复杂的结构，以减少损耗和浪费，现有技术均必须使用卡盒内部动力源为卡盒内组件位移运动提供必要的支持，由于成本限制不能使用高性能的动力源，使卡盒性能难以保证，同时也会产生额外的电源、控制信号连接问题，影响卡盒工作稳定性。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提出一种动力源外置多自由度文库制备卡盒及方法，通过独立的摆动导向组件结合柔性绳索与预载涡卷弹簧在不增加内部动力源的前提下为文库制备卡盒中的移液器额外增加了一个水平面摆动运动自由度，极大地扩展了能够提供的试剂孔数量，同时使用外部动力源避免一次性使用成本限制导致的性能低下；进一步地，柔性绳索与预载弹簧的动力传递方式也可以应用于卡盒内其他移动部件，例如移液器的垂直位移，实现全部动力源外置设计，使卡盒结构简单、成本低，适用于一次性使用。为实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案包括：一种动力源外置多自由度文库制备卡盒，其特征在于，包括设置在密封卡盒内的摆动导向组件和设置在所述摆动导向组件上的移液器，所述摆动导向组件和所述移液器在密封卡盒内同步水平左右位移，同时所述移液器不受水平左右位移影响的进行水平面摆动位移。进一步地，所述摆动导向组件包括水平位移模块和通过旋转轴可扭转连接于所述水平位移模块的摆动导向模块；所述旋转轴包括预载有扭力的涡卷弹簧并固定连接第一柔性绳索的一端，所述第一柔性绳索的另一端固定连接第一驱动轮，所述第一驱动轮在第一驱动轴驱动下正/反旋转时通过绷紧的第一柔性绳索带动所述旋转轴正/反旋转，同时蓄积/释放涡卷弹簧的扭力并在旋转轴外表面释放/卷起所述第一柔性绳索；所述摆动导向模块随所述旋转轴正/反旋转相对所述水平位移模块正/反扭转摆动；所述移液器偏离所述旋转轴中心线的设置在所述摆动导向模块上，并可相对所述摆动导向模块垂直上下位移；所述第一柔性绳索为静力绳性质的拉力传递绳索。进一步地，所述第一驱动轮可自由旋转的连接在所述水平位移模块，所述第一驱动轮无水平位移限位的套装在所述第一驱动轴上，使所述水平位移模块可相对所述第一驱动轴自由水平位移同时不影响所述第一驱动轴驱动所述第一驱动轮正/反旋转。进一步地，所述第一驱动轴的轴表面包括至少一个单面切肩和/或至少一个突出部用于传递旋转扭矩；所述第一驱动轮包括与所述第一驱动轴的轴表面结构相对应的连接孔。进一步地，所述旋转轴外表面设置有柔性绳索容纳槽，所述第一柔性绳索在所述柔性绳索容纳槽内卷起。进一步地，所述旋转轴为中空通孔结构。进一步地，所述移液器连接有预载拉力的第二弹簧且所述移液器顶端固定连接第二柔性绳索的一端，所述第二柔性绳索的另一端经所述旋转轴的中空通孔固定连接第二驱动轮，所述第二驱动轮在第二驱动轴驱动下正/反旋转时通过绷紧的第二柔性绳索带动所述移液器垂直上/下位移，同时蓄积/释放第二弹簧的拉力。进一步地，所述摆动导向模块设置有至少一个绳索定位突出结构，所述第二柔性绳索绕经所述绳索定位突出结构。进一步地，所述第二驱动轮可自由旋转的连接在所述水平位移模块，所述第二驱动轮无水平位移限位的套装在所述第二驱动轴上，使所述水平位移模块可相对所述第二驱动轴自由水平位移同时不影响所述第二驱动轴驱动所述第二驱动轮正/反旋转。进一步地，所述卡盒还包括偏离所述旋转轴中心线的设置在所述摆动导向模块上的荧光检测端盖，所述荧光检测端盖相对所述摆动导向模块垂直上下位移。进一步地，所述荧光检测端盖连接有预载拉力的第三弹簧且所述移液器顶端固定连接第三柔性绳索的一端，所述第三柔性绳索的另一端经所述旋转轴的中空通孔固定连接第三驱动轮，所述第三驱动轮在第三驱动轴驱动下正/反旋转时通过绷紧的第三柔性绳索带动所述荧光检测端盖垂直上/下移动，同时蓄积/释本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力源外置多自由度文库制备卡盒，其特征在于，包括设置在密封卡盒内的摆动导向组件和设置在所述摆动导向组件上的移液器，所述摆动导向组件和所述移液器在密封卡盒内同步水平左右位移，同时所述移液器不受水平左右位移影响的进行水平面摆动位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力源外置多自由度文库制备卡盒，其特征在于，包括设置在密封卡盒内的摆动导向组件和设置在所述摆动导向组件上的移液器，所述摆动导向组件和所述移液器在密封卡盒内同步水平左右位移，同时所述移液器不受水平左右位移影响的进行水平面摆动位移。


2.如权利要求1所述的卡盒，其特征在于，所述摆动导向组件包括水平位移模块和通过旋转轴可扭转连接于所述水平位移模块的摆动导向模块；所述旋转轴包括预载有扭力的涡卷弹簧并固定连接第一柔性绳索的一端，所述第一柔性绳索的另一端固定连接第一驱动轮，所述第一驱动轮在第一驱动轴驱动下正/反旋转时通过绷紧的第一柔性绳索带动所述旋转轴正/反旋转，同时蓄积/释放涡卷弹簧的扭力并在旋转轴外表面释放/卷起所述第一柔性绳索；所述摆动导向模块随所述旋转轴正/反旋转相对所述水平位移模块正/反扭转摆动；
所述移液器偏离所述旋转轴中心线的设置在所述摆动导向模块上，并可相对所述摆动导向模块垂直上下位移；
所述第一柔性绳索为静力绳性质的拉力传递绳索。


3.如权利要求2所述的卡盒，其特征在于，所述第一驱动轮可自由旋转的连接在所述水平位移模块，所述第一驱动轮无水平位移限位的套装在所述第一驱动轴上，使所述水平位移模块可相对所述第一驱动轴自由水平位移同时不影响所述第一驱动轴驱动所述第一驱动轮正/反旋转。


4.如权利要求3所述的卡盒，其特征在于，所述第一驱动轴的轴表面包括至少一个单面切肩和/或至少一个突出部用于传递旋转扭矩；所述第一驱动轮包括与所述第一驱动轴的轴表面结构相对应的连接孔。


5.如权利要求2所述的卡盒，其特征在于，所述旋转轴外表面设置有柔性绳索容纳槽，所述第一柔性绳索在所述柔性绳索容纳槽内卷起。


6.如权利要求2所述的卡盒，其特征在于，所述旋转轴为中空通孔结构。


7.如权利要求6所述的卡盒，其特征在于，所述移液器连接有预载拉力的第二弹簧且所述移液器顶端固定连接第二柔性绳索的一端，所述第二柔性绳索的另一端经所述旋转轴的中空通孔固定连接第二驱动轮，所述第二驱动轮在第二驱动轴驱动下正/反旋转时通过绷紧的第二柔性绳索带动所述移液器垂直上/下位移，同时蓄积/释放第二弹簧的拉力。


8.如权利要求7所述的卡盒，其特征在于，所述摆动导向模块设置有至少一个绳索定位突出结构，所述第二柔性绳索绕经所述绳索定位突出结构。


9.如权利要求7所述的卡盒，其特征在于，所述第二驱动轮可自由旋转的连接在所述水平位移模块，所述第二驱动轮无水平位移限位的套装在所述第二驱动轴上，使所述水平位移模块可相对所述第二驱动轴自由水平位移同时不影响所述第二驱动轴驱动所述第二驱动轮正/反旋转。


10.如权利要求6所述的卡盒，其特征在于，所述卡盒还包括偏离所述旋转轴中心线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹震廷，王兆松，郭小建，
申请(专利权)人：上海思路迪生物医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31