一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备制造技术

本发明专利技术涉及生物制药技术领域，尤其为一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，包括操作台和控制计算机，所述操作台的顶部设置有X

【技术实现步骤摘要】
一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备


[0001]本专利技术涉及
，具体为一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备。

技术介绍

[0002]生物药品、合成生物等应用处在快速发展期，单克隆挑选作为研发与生产的一个重要环节，其应用也越来越广泛，载体细胞、细菌经过培养后，需进行单克隆挑选适合后续工艺持续放大的细胞、细菌，为挑选到合适的目标细菌、细胞，每日需要万级的挑选量，然而人工操作单人每日只能达到百级的挑选量，难以满足高速规模化研发生产的需求，传统的人工操作方式需要庞大的人员团队及大型的场地，一线需要经过专门培训的高技能人员，因此研究机构或企业需要负担较高的人力资源成本，同时不同人员的操作，会带来工艺不稳定和复杂化等相关问题，难以形成统一稳定的操作标准。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，包括操作台和控制计算机，所述操作台的顶部设置有X
‑
Y直线电机龙门架，所述X
‑
Y直线电机龙门架的左侧设置有96通道挑头组件，所述操作台的顶部且在96通道挑头组件的下方设置有挑头灭菌清洗组件，所述X
‑
Y直线电机龙门架的右侧设置有通道移液组件，所述操作台的顶部且通道移液组件的下方设置有摇匀涂布组件，在所述操作台的顶部且在挑头灭菌清洗组件的正面设置有LED孔板拍照器，所述操作台的顶部中心处安装有耗材载架滑台矩阵，所述操作台的顶部且在耗材载架滑台矩阵的两侧均设置有传送带，所述操作台的顶部且在摇匀涂布组件的上方设置有泵液舱，所述操作台的顶部设置有层流进气静压箱，所述操作台的底部安装有排气集气盒体，所述排气集气盒体的底部安装有层流排气静压箱，所述操作台的底部且在层流排气静压箱的左侧设置有液体储存槽，所述操作台的底部且在层流排气静压箱的右侧设置有固态废料收集槽，所述X
‑
Y直线电机龙门架的外壁且在通道移液组件的左侧设置有孔板夹爪机器人；
[0006]所述96通道挑头组件包括安装在X
‑
Y直线电机龙门架上的Z轴电机，所述Z轴电机的制成安装有支架，所述支架的内部安装有集装气路开关阀组，所述支架的内部且在集装气路开关阀组的下方设置有气动伸缩组件，所述气动伸缩组件通过挑头连接件与挑头相连接，所述支架的正面从左到右依次安装有距离传感器和摄像头，所述支架的外壁且在集装气路开关阀组的上方设置有分配阀块，所述支架的外壁且在集装气路开关阀组的正面安装有气源控制阀。
[0007]作为本专利技术优选的方案，所述挑头灭菌清洗组件包括设置在操作台顶部的挑头烘干槽，所述挑头烘干槽的内壁设置有加热阵列，所述挑头烘干槽的内壁且在靠近加热阵列的位置处安装有冷却风扇，所述挑头烘干槽内壁的底部开设有排风口，所述操作台的顶部
且在挑头烘干槽的正面从左至右依次设置第一酒精清洗槽、第二酒精清洗槽以及过氧化氢超声波清洗槽。
[0008]作为本专利技术优选的方案，所述摇匀涂布组件包括安装在操作台顶部的驱动电机，所述驱动电机输出轴的顶端安装有凸轮震荡机构，所述凸轮震荡机构的顶部安装有卡紧机构，所述凸轮震荡机构的外壁安装有原位传感器。
[0009]作为本专利技术优选的方案，所述96通道挑头组件的具体工作流程为：首先X
‑
Y直线电机龙门架将96通道挑头组件转运至目标孔板位，完成初步瞄准，X
‑
Y直线电机龙门架继续带动96通道挑头组件移动，距离传感器完成挑选板的平面度扫描并标定高度距离，同时摄像头进行实时图片拍摄，完成目标细菌或细胞实时位置计算，控制计算机完成挑选顺序排程，接着选择目标细菌或细胞位置，X
‑
Y直线电机龙门架运动到精确瞄准位，摄像头快速确认位置，Z轴电机微动调节，匹配挑选位局部高度，集装气路开关阀组中的单通道气阀运动，完成单通道挑头上下运动，实现挑选操作，选择下一个单克隆挑选目标，重复上一个步骤地操作，直到96孔板完成整板单克隆挑选产物洗脱。
[0010]作为本专利技术优选的方案，所述挑头末端形状为达到最佳挑选效果与转移安全性，防止搬运过程中掉落而进行专门设计，挑头使用符合GMP要求的材质，挑头导向部分使用符合FDA认证的耐磨材质，挑头与挑头连接件之间为浮动连接，保证多通道挑头精度前提下降低加工和装配难度，头驱动单元及其控制元件使用模块化设计，可实现单通道到96通道任意通量集成，多通道挑头的使用统一末端硬限位，一次加工成型的平面保证挑头下降距离的精准，支架设置有一次加工成型的挑头的安装孔。
[0011]作为本专利技术优选的方案，所述挑头灭菌清洗组件的具体工作流程为：挑头依次送入过氧化氢超声波清洗槽、第二酒精清洗槽以及第一酒精清洗槽中进行循环清洗，循环清洗结束后，将挑头送入挑头烘干槽进行热源照射烘干，冷却风扇对挑头进行冷却。
[0012]作为本专利技术优选的方案，所述排风口通过管道与排气集气盒体相连接，所述加热阵列由多组红外加热管制成，所述加热阵列设置有两组，且两组加热阵列对称设置在挑头烘干槽内壁。
[0013]作为本专利技术优选的方案，所述摇匀涂布组件的具体工作流程为：涂布用琼脂板转运到摇匀涂布组件内，96通道挑头组件将工艺液体加注到琼脂板各个孔位中，驱动电机基于设定转速，通过凸轮震荡机构带动琼脂板发生震荡，实现工艺液体在琼脂板表面的均匀涂布，96通道挑头组件将细菌或细胞溶液加注到琼脂板表面，驱动电机基于设定转速，通过凸轮震荡机构带动琼脂板发生震荡，实现细菌或细胞溶液在琼脂板表面的均匀涂布。
[0014]作为本专利技术优选的方案，所述控制计算机内安装有综合化软件，保障系统整体全自动地运行，并实现运行过程中数据的综合化收集、存储、分析功能，综合化软件内包括具有全流程工艺清单编辑与管理，标准化工艺模板提供以及实时工艺管控与调整的流程编辑模块；具有记录样本液体操作历史数据、样本涂布操作历史数据、样本单克隆挑选历史数据以及样本转运操作历史数据并和各设备模块运行状态监控、固体耗材上样管理以及液体物料上样管理的设备运行监控与操作模块；具有系统内各运动模块校准校正、系统内各液体单元校准校正、智能化单克隆样本挑选示教以及样本涂布工艺示教功能的设备调试工作模块；具有单克隆挑选原始图像数据存储功能的数据存储模块；具有记录操作人员登录信息、物料上料信息、记录运行过程中设备故障信息、记录运行过程中设备警告信息以及记录运
行过程中设备操作信息功能的日志提示模块；具有人员权限设置、系统各模块参数设置、液体管路类型配置、液体容量配置、液体单元操作参数配置、单克隆样本智能图像识别配置、涂布运动参数配置的功能的设置模块。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术中，通过比人工，可两个数量级以上提高处理通量，实现高通量样本全自动化处理，有效放大产生规模化效益，可数量级优化单样本的生产成本，数量级降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，包括操作台(1)和控制计算机(11)，其特征在于：所述操作台(1)的顶部设置有X
‑
Y直线电机龙门架(2)，所述X
‑
Y直线电机龙门架(2)的左侧设置有96通道挑头组件(3)，所述操作台(1)的顶部且在96通道挑头组件(3)的下方设置有挑头灭菌清洗组件(4)，所述X
‑
Y直线电机龙门架(2)的右侧设置有通道移液组件(5)，所述操作台(1)的顶部且通道移液组件(5)的下方设置有摇匀涂布组件(6)，在所述操作台(1)的顶部且在挑头灭菌清洗组件(4)的正面设置有LED孔板拍照器(7)，所述操作台(1)的顶部中心处安装有耗材载架滑台矩阵(8)，所述操作台(1)的顶部且在耗材载架滑台矩阵(8)的两侧均设置有传送带(9)，所述操作台(1)的顶部且在摇匀涂布组件(6)的上方设置有泵液舱(10)，所述操作台(1)的顶部设置有层流进气静压箱(101)，所述操作台(1)的底部安装有排气集气盒体(102)，所述排气集气盒体(102)的底部安装有层流排气静压箱(103)，所述操作台(1)的底部且在层流排气静压箱(103)的左侧设置有液体储存槽(104)，所述操作台(1)的底部且在层流排气静压箱(103)的右侧设置有固态废料收集槽(105)，所述X
‑
Y直线电机龙门架(2)的外壁且在通道移液组件(5)的左侧设置有孔板夹爪机器人(13)；所述96通道挑头组件(3)包括安装在X
‑
Y直线电机龙门架(2)上的Z轴电机(301)，所述Z轴电机(301)的制成安装有支架(302)，所述支架(302)的内部安装有集装气路开关阀组(303)，所述支架(302)的内部且在集装气路开关阀组(303)的下方设置有气动伸缩组件(304)，所述气动伸缩组件(304)通过挑头连接件(305)与挑头(306)相连接，所述支架(302)的正面从左到右依次安装有距离传感器(307)和摄像头(308)，所述支架(302)的外壁且在集装气路开关阀组(303)的上方设置有分配阀块(309)，所述支架(302)的外壁且在集装气路开关阀组(303)的正面安装有气源控制阀(310)。2.根据权利要求1所述的一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，其特征在于：所述挑头灭菌清洗组件(4)包括设置在操作台(1)顶部的挑头烘干槽(401)，所述挑头烘干槽(401)的内壁设置有加热阵列(402)，所述挑头烘干槽(401)的内壁且在靠近加热阵列(402)的位置处安装有冷却风扇(403)，所述挑头烘干槽(401)内壁的底部开设有排风口(404)，所述操作台(1)的顶部且在挑头烘干槽(401)的正面从左至右依次设置第一酒精清洗槽(405)、第二酒精清洗槽(406)以及过氧化氢超声波清洗槽(407)。3.根据权利要求1所述的一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，其特征在于：所述摇匀涂布组件(6)包括安装在操作台(1)顶部的驱动电机(601)，所述驱动电机(601)输出轴的顶端安装有凸轮震荡机构(602)，所述凸轮震荡机构(602)的顶部安装有卡紧机构(603)，所述凸轮震荡机构(602)的外壁安装有原位传感器(604)。4.根据权利要求1所述的一种高通量用于单克隆挑选的自动化设备，其特征在于：所述96通道挑头组件(3)的具体工作流程为：首先X
‑
Y直线电机龙门架(2)将96通道挑头组件(3)转运至目标孔板位，完成初步瞄准，X
‑
Y直线电机龙门架(2)继续带动96通道挑头组件(3)移动，距离传感器(307)完成挑选板的平面度扫描并标定高度距离，同时摄像头(308)进行实时图片拍摄，完成目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈皓，杨开琳，
申请(专利权)人：英诺维尔智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：