[发明专利]高通量样品管理系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及带二维码的容器及其管理系统。

背景技术

随着科技的发展，通过现代生物技术手段对生物遗传资源进行发掘和利用已成为一种主流和趋势。为了支撑生命科学科研和应用的发展，一种新型的科研基础设施--生物资源中心（Bioresource Centers）在世界各国蓬勃兴建，用以保存活细胞、有机体基因组、可培养的生物体（例如微生物、植物、动物以及人类细胞）及其中可复制的成份（例如基因组，质粒、病毒、cDNA），有活性但不能培养的有机体，细胞和组织，以及含有这些收集物的分子、生理和结构信息以及相关生物信息学的数据库。

生物资源种类繁多，数量巨大。仅以人类疾病样本库为例，其搜集保存的材料包括组织、血液、体液、唾液以及遗传物质等多种不同成分，其样本数量动辄可达数十万，甚至数百万之巨。针对这种情况，生物资源中心普遍采用信息化手段管理海量样品,为了确保对每一样品进行有效的识别和区分,需要对样品进行逐个编码录入。在实际中使用的主要有打印条码和使用预制条码两种不同的实现方式，但这两种方式在使用中均存在一些不足：

在使用打印条码的工作方式下，由于样品的类型和来源不同，其初始编号不同。处理环节中的每一次操作都需要建立打印条码与初始编号的关联，并由人工的方式粘贴到管子外壁上。这种需要人工打印、粘贴、核对的标签编码方式，工作简单枯燥，容易诱发疲劳导致操作人员出现错误操作。

使用预制条码虽然可以简化大量的人工重复劳动，提高效率。但预制条码本身和样品初始编号关联度不大，操作人员需要逐一对编码和样品进行关联。随着样品处理数量的增加，上述两种方式均不适应大规模样品高效率编码和管理的需要，迫切需要一种新的方法和技术解决上述问题。

 

发明内容

针对上述弊端，本发明在已普遍接受的二维码应用基础上，设计一套包括容器、设备及管理软件在内的解决方案，实现了对样品编码进行批量识别和管理的功能，进而使样品管理的效率及可靠性成百倍的提升，本发明也适用于自动化设备使用。

本发明的技术方案是提供一种高通量样品管理系统，由管状容器、网格形支撑架，以及扫描仪及控制软件组成，其特征在于：所述容器底部设置有与该容器唯一对应的二维码，网格形支架无底，锁定在支撑架上的若干管状容器由扫描仪获取底部图片，并由控制软件解析容器底部的二位码并与其所在位置关联。

优选的，所述支撑架一角欠缺，该欠缺位置对应于支架的坐标体系原点，网格形支架设计有卡锁机构，可与管状容器底部的结构配合，以便将管状容器固定于支架上，并使所有管状容器的底部位于同一水平面上，所述支撑架底部以及侧壁设置有与所述支撑架唯一对应的二维码或一维码。

优选的，该扫描仪使用CCD 元件获取图像，通过位于CCD元件上方的透镜将最佳成像范围调节于放置网格形支架及管状容器的平板玻璃平面上方0~3.5mm处，或通过加厚平板玻璃厚度使其紧贴管状容器底部而实现。

优选的，所述扫描仪包括一上有开口的盖板，开口大小与网格形支架一致，其开口一角为切角，确保网格支架以正确的方向放入；所述盖板一侧设置有玻璃板，所述盖板上可移动地设置一滑竿，所述滑竿上可沿所述滑竿移动地设置一扫描头，所述扫描仪还包括驱动所述扫描头沿所述滑竿移动的第一驱动机构和驱动所述滑竿沿所述盖板移动的第二驱动机构。

优选的，所述第一驱动机构和第二驱动机构为步进电机或气缸。

优选的，所述扫描头包括光源、条形平面反射镜、聚焦透镜和CCD电荷耦合器件。

优选的，所述容器底部为圆形，其直径为d，所述图像处理模块获得所述二维码的步骤包括：

1）图像预处理，对所述数字图像进行滤波和二值化处理，将所述数字图像转化成16色灰度图像；

2）计算步骤1）得到的16色灰度图像中全部像素点的灰度值An；

3）建立坐标系，利用sobel算子计算每个像素点和相邻像素的灰度梯度，其中：

X轴方向的灰度梯度Gx=An*[-1 -2 1;0 0 0; 1 2 1]；

Y轴方向的灰度梯度Gy=An*[-1 0 1;-2 0 1; -1 0 1]；

4）如果任一像素点的灰度梯度Gx，Gy均大于预先设定的第一阈值，则以该像素点为圆心，以0.7d为半径，计算该区域内所有灰度梯度Gx，Gy均大于预先设定的第一阈值的点的个数；如计算得到的个数小于预先设定的第二阈值，则该像素点为噪声点；反之，则该像素点为有效点；