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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610292130.6 (22)申请日 2016.05.05 (71)申请人 苏州百源基因技术有限公司 地址 215163 江苏省苏州市苏州新区科技 城锦峰路8号医疗器械产业园1号楼 418室 (72)发明人 车团结徐进章沈颂东李琳 李亚鹏 (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 张建纲 (51)Int.Cl. C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明。
2、名称 一种核酸提取仪及其注射装置和注射装置 控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种核酸提取仪及其注射装 置和注射装置控制方法， 其中， 注射装置包括： 流 体管道， 其一端与流体供给管道连接； 第一压电 致动器， 与流体管道的另一端连接,第一压电致 动器的中部具有供流体通过的孔， 自流体供给管 道流入流体管道的流体从孔流出； 第一压力传感 器， 设置在孔的侧壁上， 用于检测流体从孔流出 时对孔的侧壁的压力值； 控制单元， 用于根据第 一压力传感器检测到的流体对孔的侧壁的压力 值大于第一预设阈值时发出控制信号， 以通过调 节第一压电致动器的电压值控制孔的孔径增大。 本发明解决了现有技术中的核酸。
3、提取仪的注射 装置喷出的溶液速度快导致溶液溅出， 进而影响 核酸提取过程的技术问题， 避免溶液喷溅的情况 发生。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 105820949 A 2016.08.03 CN 105820949 A 1.一种用于核酸提取仪的注射装置， 其特征在于， 包括： 流体管道， 其一端与流体供给管道连接； 第一压电致动器， 与所述流体管道的另一端连接,所述第一压电致动器的中部具有供 流体通过的孔， 自所述流体供给管道流入所述流体管道的流体从所述孔流出； 第一压力传感器， 设置在所述孔的侧壁上， 用于检测流体从所述孔流出时对所述孔的 侧壁的压力值； 控制单元， 用于根据所。
4、述第一压力传感器检测到的所述流体对所述孔的侧壁的压力值 大于第一预设阈值时发出控制信号， 以通过调节第一压电致动器的电压值控制所述孔的孔 径增大。 2.根据权利要求1所述的注射装置， 其特征在于， 所述注射装置还包括： 第二压电致动器， 位于所述流体管道的管壁上， 用于根据所述控制单元发出的所述控 制信号调节所述流体管道的管径大小。 3.根据权利要求1所述的注射装置， 其特征在于， 所述注射装置还包括： 第二压力传感器， 设置在所述流体管道的内管壁上， 与所述控制单元相连接， 用于检测 所述流体对所述流体管道的内管壁的压力； 其中， 所述控制单元还用于根据所述流体对所述流体管道的内管壁的压力大。
5、小调节所 述流体管道的管径大小。 4.根据权利要求1所述的注射装置， 其特征在于， 所述控制单元与所述第一压电致动器 和所述第一压力传感器分别相连接。 5.根据权利要求1所述的注射装置， 其特征在于， 所述第一压力传感器为多个， 其中， 所 述控制单元还用于计算多个所述第一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力值的 平均值， 并通过判断所述平均值是否达到所述第一预设阈值来判断所述流体对所述孔的侧 壁的压力值大于所述第一预设阈值。 6.根据权利要求1所述的注射装置， 其特征在于， 所述核酸提取仪包括微型泵， 用于向 所述流体供给管道抽送所述流体， 所述控制单元还用于在所述第一压力传感器检测到的。
6、所 述流体对所述孔的侧壁的压力值达到第二预设阈值时降低所述微型泵的转速。 7.一种用于核酸提取仪的注射装置控制方法， 其特征在于， 包括： 接收第一压力传感器检测到的压力信号， 其中， 所述第一压力传感器为用于检测流体 从注射装置的孔流出时对所述孔的侧壁的压力值； 判断所述压力信号对应的压力值是否达到第一预设阈值； 在判断出所述压力值达到所述第一预设阈值时， 发出控制信号， 以通过调节第一压电 致动器的电压值控制所述孔的孔径增大， 其中， 所述第一压电致动器的中部具有供所述流 体通过的所述孔。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述第一压力传感器为多个， 所述判断所 述压力信号对应。
7、的压力值是否达到第一预设阈值包括： 计算多个所述第一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力值的平均值； 判断所述平均值是否达到第一预设阈值。 9.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 在判断出所述压力值达到所述第一预设阈 值之后， 所述方法还包括： 权利要求书 1/2 页 2 CN 105820949 A 2 判断所述压力值是否达到第二预设阈值， 其中， 所述第二预设阈值大于所述第一预设 阈值； 在判断出所述压力值达到所述第二预设阈值时， 降低核酸提取仪的微型泵的转速。 10.一种核酸提取仪， 其特征在于， 包括： 权利要求1至6中任一项所述的注射装置。 权利要求书 2/2 页 3 CN。
8、 105820949 A 3 一种核酸提取仪及其注射装置和注射装置控制方法 技术领域 0001 本发明涉及核酸提取领域， 具体涉及一种核酸提取仪及其注射装置和注射装置控 制方法。 背景技术 0002 核酸提取仪， 是应用配套的核酸提取试剂来自动完成样本核酸的提取工作的仪 器， 核酸提取仪分为两类： 一类是大型的自动化的， 一般称为自动液体工作站； 另一类是小 型自动核酸提取仪， 利用封装好的配套试剂自动完成提取纯化过程。 大型自动液体工作站 因为设备成本高昂， 运行成本高， 适合一次提取几千个同一种类标本， 所以真正得到应用的 比较少； 而小型自动化的仪器， 因为仪器设备和运行成本低， 操作方。
9、便， 得到了越来越多的 应用。 0003 例如森寿弘等提出的核酸提取方法及核酸提取装置(CN101886037A)中公开了一 种核酸提取装置， 属于小型自动化的仪器， 利用该核酸提取装置来处理含核酸的样品溶液， 具有高效、 简便、 快速、 良好的自动化适应性和良好的重复性的优点。 该装置通过第一分注 嘴将洗涤液分注到多个经排布的核酸提取柱中， 通过第二分注嘴将回收液分注到多个经排 布的核酸提取柱中。 然而， 该方案中当分注嘴出现阻塞或者溶液流量过大时， 使得从分注嘴 喷出的溶液速度过快， 容易导致注入到提取柱中的溶液溅出， 进而影响核酸提取过程。 发明内容 0004 因此， 本发明要解决的技术。
10、问题在于现有技术中的核酸提取仪的注射装置喷出的 溶液速度快导致溶液溅出， 进而影响核酸提取过程。 0005 根据本发明的一个方面， 提供一种用于核酸提取仪的注射装置， 包括： 流体管道， 其一端与流体供给管道连接； 第一压电致动器， 与所述流体管道的另一端连接,所述第一压 电致动器的中部具有供流体通过的孔， 自所述流体供给管道流入所述流体管道的流体从所 述孔流出； 第一压力传感器， 设置在所述孔的侧壁上， 用于检测流体从所述孔流出时对所述 孔的侧壁的压力值； 控制单元， 用于根据所述第一压力传感器检测到的所述流体对所述孔 的侧壁的压力值大于第一预设阈值时发出控制信号， 以通过调节第一压电致动器。
11、的电压值 控制所述孔的孔径增大。 0006 优选地， 所述注射装置还包括： 第二压电致动器， 位于所述流体管道的管壁上， 用 于根据所述控制单元发出的所述控制信号调节所述流体管道的管径大小。 0007 优选地， 所述注射装置还包括： 第二压力传感器， 设置在所述流体管道的内管壁 上， 与所述控制单元相连接， 用于检测所述流体对所述流体管道的内管壁的压力； 其中， 所 述控制单元还用于根据所述流体对所述流体管道的内管壁的压力大小调节所述流体管道 的管径大小。 0008 优选地， 所述控制单元与所述第一压电致动器和所述第一压力传感器分别相连 接。 说明书 1/5 页 4 CN 105820949 。
12、A 4 0009 优选地， 所述第一压力传感器为多个， 其中， 所述控制单元还用于计算多个所述第 一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力值的平均值， 并通过判断所述平均值是否 达到所述第一预设阈值来判断所述流体对所述孔的侧壁的压力值大于所述第一预设阈值。 0010 优选地， 所述核酸提取仪包括微型泵， 用于向所述流体供给管道抽送所述流体， 所 述控制单元还用于在所述第一压力传感器检测到的所述流体对所述孔的侧壁的压力值达 到第二预设阈值时降低所述微型泵的转速。 0011 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种用于核酸提取仪的注射装置控制方法， 包括： 接收第一压力传感器检测到的压力信号， 其。
13、中， 所述第一压力传感器为用于检测流体 从注射装置的孔流出时对所述孔的侧壁的压力值； 判断所述压力信号对应的压力值是否达 到第一预设阈值； 在判断出所述压力值达到所述第一预设阈值时， 发出控制信号， 以通过调 节第一压电致动器的电压值控制所述孔的孔径增大， 其中， 所述第一压电致动器的中部具 有供所述流体通过的所述孔。 0012 优选地， 所述第一压力传感器为多个， 所述判断所述压力信号对应的压力值是否 达到第一预设阈值包括： 计算多个所述第一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力 值的平均值； 判断所述平均值是否达到第一预设阈值。 0013 优选地， 在判断出所述压力值达到所述第一预设阈值。
14、之后， 所述方法还包括： 判断 所述压力值是否达到第二预设阈值， 其中， 所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值； 在判 断出所述压力值达到所述第二预设阈值时， 降低核酸提取仪的微型泵的转速。 0014 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种核酸提取仪， 其特征在于， 包括： 上述的 注射装置。 0015 本发明实施例通过在孔的侧壁上设置第一压力传感器来检测流体对孔的侧壁的 压力值， 控制单元在检到的第一压力传感器检测到的压力值大于第一预设阈值时， 发送控 制信号， 以通过调节第一压电致动器的电压值控制孔的孔径增大， 从而使得在喷出相同体 积的溶液的情况下， 喷出的速度得到降低， 解决了现有技术。
15、中的核酸提取仪的注射装置喷 出的溶液速度快导致溶液溅出， 进而影响核酸提取过程的技术问题， 避免溶液喷溅的情况 发生。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前 提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0017 图1为本发明实施例1中用于核酸自动提取仪的流量可控喷嘴的轴向剖视图； 0018 图2为本发明实施例1中另一个具体示例的用于核酸自动提取仪的流量可控喷嘴 的俯视图； 。
16、0019 图3为本发明实施例2中用于核酸提取仪的注射装置控制方法的流程图. 0020 附图标记： 10-流体管道， 20-第一压电致动器， 30-第一压力传感器， 40-第二压电 致动器， 50-第二压力传感器， 201-孔， f1、 f2、 f3-形变方向。 说明书 2/5 页 5 CN 105820949 A 5 具体实施方式 0021 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 002。
17、2 在本发明的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、 “水平” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了 便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 、 “第三” 仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 0023 在本发明的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安装” 、“相 连” 、“连接” 应做广义理解， 例如， 可以是固。
18、定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体地连接； 可 以是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 还可以 是两个元件内部的连通， 可以是无线连接， 也可以是有线连接。 对于本领域的普通技术人员 而言， 可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 0024 此外， 下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构 成冲突就可以相互结合。 0025 实施例1 0026 本发明实施例提供了一种用于核酸提取仪的注射装置， 如图1所示， 该装置包括： 流体管道10、 第一压电致动器20、 第一压力传感器30和控制单元(图中未示出)。 0027 流体。
19、管道10其一端与流体供给管道连接。 其中， 流体供给管道用于向注射装置注 入流体， 该流体可以是用于提取核酸的样品溶液， 也可以是洗涤液等。 0028 流体管道10的另一端与第一压电致动器20连接,其中， 第一压电致动器20的中部 具有供流体通过的孔201， 自流体供给管道流入流体管道10的流体从孔201流出(流体沿f1 方向流动)。 第一压电致动器20可以在控制单元的控制向沿f2方向发生形变， 从而改变孔 201的孔径大小。 0029 第一压力传感器30设置在孔201的侧壁上， 用于检测流体从孔流出时对孔的侧壁 的压力值。 0030 控制单元用于根据第一压力传感器30检测到的流体对孔201的。
20、侧壁的压力值大于 第一预设阈值时发出控制信号， 以通过调节第一压电致动器20的电压值控制孔201的孔径 增大。 优选地， 控制单元与第一压电致动器20和第一压力传感器30分别相连接(图中未示 出)， 其中， 该连接可以是有线连接， 也可以是无线连接。 0031 由于流体喷出的速度越快， 其对孔201的侧壁的压力越大， 基于该原理， 本发明实 施例通过在孔的侧壁上设置第一压力传感器来检测流体对孔的侧壁的压力值， 控制单元在 检到的第一压力传感器检测到的压力值大于第一预设阈值时， 发送控制信号， 以通过调节 第一压电致动器的电压值控制孔的孔径增大， 从而使得在喷出相同体积的溶液的情况下， 喷出的速。
21、度得到降低， 解决了现有技术中的核酸提取仪的注射装置喷出的溶液速度快导致 溶液溅出， 进而影响核酸提取过程的技术问题， 避免溶液喷溅的情况发生。 0032 作为一种优选实施方式， 如图2所示， 本发明实施例的注射装置还包括： 第二压电 说明书 3/5 页 6 CN 105820949 A 6 致动器40， 该第二压电致动器40位于流体管道10的管壁上， 用于根据控制单元发出的控制 信号调节流体管道10的管径大小。 第二压电致动器40与控制单元有线或者无线连接， 可以 沿f3方向发生形变从而调节流体管道10的管径大小， 第二压电致动器40可以是一个也可以 是多个。 0033 由于溶液的粘稠性等影。
22、响以及溶液的流出量控制， 本发明实施例通过设置第二压 电致动器来调节流体管道的管径大小， 这样， 用户可以根据需要预先设置调整流体管道的 管径大小， 也可以根据流体管道中的流体流量等因素通过控制单元实时调节。 0034 作为一种优选实施方式， 如图2所示， 注射装置还包括： 第二压力传感器50， 该第二 压力传感器50设置在流体管道10的内管壁上， 与控制单元相连接， 用于检测流体对流体管 道10的内管壁的压力； 其中， 控制单元还用于根据流体对流体管道的内管壁的压力大小调 节流体管道的管径大小。 0035 本发明实施例， 通过增加第二压力传感器来检测流体对流体管道的内管壁压力， 使得在流体从。
23、孔喷出的速度过快时， 可以通过调节流体管道的管径大小来实现流体喷出速 度的控制， 进一步避免溶液喷溅的情况发生。 0036 可选地， 本发明实施中， 第一压力传感器为多个， 其中， 控制单元还用于计算多个 第一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力值的平均值， 并通过判断平均值是否达 到第一预设阈值来判断流体对孔的侧壁的压力值大于第一预设阈值。 0037 本实施例中， 通过设置多个第一压力传感器来检测流体对孔的侧壁压力， 保证了 检测结果的准确性， 从而实现精确控制。 0038 核酸提取仪包括微型泵， 用于向流体供给管道抽送流体， 可选地， 本发明实施例的 控制单元还用于在第一压力传感器检测。
24、到的流体对孔的侧壁的压力值达到第二预设阈值 时降低微型泵的转速。 0039 本实施例中， 当流体对孔的侧壁的压力值达到第二预设阈值时， 表明该流体的流 速过快， 通过调节孔径的大小已经无法实现调节的目的， 因此， 通过控制微型泵的转速来控 制流体的抽送速度， 进而实现流体速度的调节， 进一步避免溶液喷溅的情况发生。 0040 实施例2 0041 本施例提供一种用于核酸提取仪的注射装置控制方法， 该方法可以有本发明实施 例中的控制单元来执行。 如图3所示， 该方法包括： 0042 步骤S301， 接收第一压力传感器检测到的压力信号， 其中， 第一压力传感器为用于 检测流体从注射装置的孔流出时对孔。
25、的侧壁的压力值。 0043 步骤S302， 判断压力信号对应的压力值是否达到第一预设阈值。 0044 步骤S303， 在判断出压力值达到第一预设阈值时， 发出控制信号， 以通过调节第一 压电致动器的电压值控制孔的孔径增大， 其中， 第一压电致动器的中部具有供流体通过的 孔。 在压力值未达到第一预设阈值时， 可以返回重新进行和压力检测， 或者不进行控制调 节。 0045 需要说明的是， 本实施例中所述的第一压力传感器、 第一压电致动器等均为上述 实施例1中注射装置所具有的部件， 具体参见上述实施例1， 这里不再赘述。 0046 本实施例中， 第一压力传感器检测到压力信号后， 将其传输该控制单元，。
26、 控制单元 判断相应的压力值是否达到第一预设阈值， 并在其达到第一预设阈值时， 向第一压电致动 说明书 4/5 页 7 CN 105820949 A 7 器发送控制信号， 以控制其上的电压， 使其向增大孔径的方向发生形变， 这样， 调节第一压 电致动器的电压值控制孔的孔径增大， 从而使得在喷出相同体积的溶液的情况下， 喷出的 速度得到降低， 解决了现有技术中的核酸提取仪的注射装置喷出的溶液速度快导致溶液溅 出， 进而影响核酸提取过程的技术问题， 避免溶液喷溅的情况发生。 0047 在第一压力传感器为多个的情况下， 作为一种优选实施方式， 判断压力信号对应 的压力值是否达到第一预设阈值包括： 0。
27、048 S11， 计算多个第一压力传感器检测到的压力信号对应的多个压力值的平均值； 0049 S12， 判断平均值是否达到第一预设阈值。 其中， 在判断出第一平均值达到第一预 设阈值时， 发出控制信号， 以通过调节第一压电致动器的电压值控制孔的孔径增大。 0050 本实施例中， 通过设置多个第一压力传感器来检测流体对孔的侧壁压力， 保证了 检测结果的准确性， 从而实现精确控制。 0051 作为一种优选实施方式， 本发明实施例在判断出压力值达到第一预设阈值之后， 方法还包括： 0052 S21， 判断压力值是否达到第二预设阈值， 其中， 第二预设阈值大于第一预设阈值； 0053 S22， 在判断。
28、出压力值达到第二预设阈值时， 降低核酸提取仪的微型泵的转速。 0054 本实施例中， 当流体对孔的侧壁的压力值达到第二预设阈值时， 表明该流体的流 速过快， 通过调节孔径的大小已经无法实现调节的目的， 因此， 通过控制微型泵的转速来控 制流体的抽送速度， 进而实现流体速度的调节， 进一步避免溶液喷溅的情况发生。 0055 实施例3 0056 本发明实施例还提供了一种核酸提取仪， 包括： 上述实施例1所提供的注射装置。 0057 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例， 而并非对实施方式的限定。 对 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 说明书 5/5 页 8 CN 105820949 A 8 图1 图2 图3 说明书附图 1/1 页 9 CN 105820949 A 9 。