[发明专利]一种基因测序仪及使用方法

权利要求书

1.一种基因测序仪，其包括外壳体(100)，外壳体(100)的侧壁开设有缺口，缺口处匹配安装有封盖(101)，其特征在于：外壳体(100)内设置有存放机构a(200)、存放机构b(300)以及存放机构c(400)，存放机构a(200)用于存放试剂盒(205)，试剂盒(205)内存放有样本与试剂，存放机构b(300)用于存放吸头(308)，存放机构c(400)用于存放测序芯片(406)；

外壳体(100)内还设置有牵引装置(500)，牵引装置(500)包括牵引机构与移液机构，牵引机构的牵引端与吸头(308)之间可拆卸式连接，牵引机构用于牵引吸头(308)在试剂盒(205)与测序芯片(406)之间发生移动，移液机构利用吸头(308)实现试剂盒(205)内的样本或试剂定量滴落至测序芯片(406)上；

存放机构a(200)包括直线模组a(201)与立柱(202)，直线模组a(201)用于驱使立柱(202)发生移动且移动方向垂直于外壳体(100)设置有缺口的侧壁，立柱(202)上安装有呈水平布置的托盘(203)，托盘(203)远离缺口的一端设置有挡板(204)；

试剂盒(205)通过导向件与托盘(203)之间构成可拆卸式滑动导向配合，试剂盒(205)的上端面均匀间隔设置有多组试管孔，试管孔内设置有试管，试管内装有样本或试剂；

存放机构c(400)包括安装在外壳体(100)内的立架(401)，立架(401)靠近缺口，立架(401)上安装有呈水平布置的托台(402)，托台(402)的上端面设置有安放槽且安放槽贯穿托台(402)沿立柱(202)移动方向的两侧面，安放槽内滑动安装有退杆(403)，立架(401)上设置有用于驱使退杆(403)发生滑动的直线模组b(404)；

存放机构b(300)位于存放机构a(200)与存放机构c(400)之间，存放机构b(300)包括固定设置在缺口处的安装框(301)，安装框(301)为矩形环体形状，安装框(301)内可拆卸式安装有扣框(302)，扣框(302)朝向外壳体(100)内腔的侧面设置有存放部件；

存放部件包括垂直设置在扣框(302)上的支撑杆(303)与限位板(304)，支撑杆(303)背离扣框(302)的侧面设置有贯穿其高度的安装口，安装口朝向扣框(302)的侧壁为呈弧形形状的孔底且支撑杆(303)的上端面设置有与安装口孔底同轴布置的支撑槽b(306)，安装口的两孔壁均设置有呈弧槽形状的支撑槽a(305)，两组支撑槽a(305)同轴布置且轴芯线平行于支撑槽b(306)的轴芯线；

限位板(304)位于支撑杆(303)的上方，支撑槽a(305)位于限位板(304)背离扣框(302)的一侧，限位板(304)背离扣框(302)的侧面设置有贯穿其高度的避让口(307)，避让口(307)朝向扣框(302)的侧壁为呈弧形形状的孔底且避让口(307)的孔底与安装口的孔底同轴布置；

支撑槽a(305)与支撑槽b(306)等径，避让口(307)的孔底与安装口的孔底等径，安装口的孔底直径小于支撑槽b(306)的直径，吸头(308)的上开口端设置有外置台阶，吸头(308)的直径小于安装口的孔底直径，初始状态下，吸头(308)通过外置台阶与支撑槽a(305)的配合放置在支撑槽a(305)处；

牵引机构包括直线模组c(501)、直线模组d(502)以及直线模组e(503)，直线模组e(503)的输出端设置有安装架(504)与承托架(510)，直线模组c(501)、直线模组d(502)以及直线模组e(503)，三者配合用于驱使安装架(504)与承托架(510)在三维坐标系内发生位移；

安装架(504)上设置有呈竖直布置的主轴(505)，安装架(504)上安装有电机一(506)，电机一(506)的输出端与主轴(505)之间设置有蜗轮蜗杆(507)，蜗轮蜗杆(507)包括设置在电机一(506)输出端的蜗杆以及通过轴承同轴套设在主轴(505)外部的蜗轮，蜗轮的蜗轮轴外部沿径向设置有悬臂(508)，悬臂(508)的悬置端底部竖直朝下设置有卡接头(509)；

试剂盒(205)中的样本位置、测序芯片(406)的位置、吸头(308)的位置，三者的外接圆直径等于卡接头(509)的轴芯线与主轴(505)的轴芯线之间的距离；

试剂盒(205)中的试剂设置有四种，试剂盒(205)中的样本与四种试剂沿存放机构a(200)指向存放机构c(400)的方向依次为：样本、试剂a、试剂b、试剂c以及试剂d；

其包含以下步骤：

步骤一：样本位置、测序芯片(406)的位置、吸头(308)的位置，三者的外接圆圆心命名为点a；

直线模组d(502)与直线模组e(503)配合驱使主轴(505)移动，使点a位于主轴(505)的轴芯线上；

电机一(506)运行驱使悬臂(508)旋转，使卡接头(509)位于吸头(308)的正上方；

直线模组c(501)运行驱使卡接头(509)下移，使吸头(308)被卡接在卡接头(509)上，直线模组c(501)运行驱使卡接头(509)上移，使吸头(308)离开存放部件；

步骤二：电机一(506)运行驱使悬臂(508)旋转，使吸头(308)位于样本的正上方；

直线模组c(501)运行驱使吸头(308)下移插入装有样本的试管内，移液机构运行使吸头(308)吸入定量样本，直线模组c(501)运行驱使吸头(308)上移离开试管；

电机一(506)运行驱使悬臂(508)旋转，使吸头(308)位于测序芯片(406)的正上方，移液机构运行使吸头(308)内的样本向下滴落至测序芯片(406)上；

步骤三：试剂a位置与测序芯片(406)位置之间连线的中心线为中心线a，中心线a上存在有点b，点b与试剂a之间的距离等于点b与测序芯片(406)之间的距离且该距离等于卡接头(509)的轴芯线与主轴(505)的轴芯线之间的距离；

直线模组d(502)与直线模组e(503)配合驱使主轴(505)移动，使点b位于主轴(505)的轴芯线上；

电机一(506)运行驱使悬臂(508)旋转，使吸头(308)位于试剂a的正上方；

直线模组c(501)运行驱使吸头(308)下移插入装有试剂a的试管内，移液机构运行使吸头(308)吸入定量试剂a，直线模组c(501)运行驱使吸头(308)上移离开试管；

电机一(506)运行驱使悬臂(508)旋转，使吸头(308)位于测序芯片(406)的正上方，移液机构运行使吸头(308)内的试剂a向下滴落至测序芯片(406)上；

步骤四：试剂b位置与测序芯片(406)位置之间连线的中心线为中心线b，中心线b上存在有点c，点c与试剂b之间的距离等于点c与测序芯片(406)之间的距离且该距离等于卡接头(509)的轴芯线与主轴(505)的轴芯线之间的距离；

重复步骤三，使点c位于主轴(505)的轴芯线上，并实现试剂b向测序芯片(406)上的定量滴落；

步骤五：试剂c位置与测序芯片(406)位置之间连线的中心线为中心线c，中心线c上存在有点d，点d与试剂c之间的距离等于点d与测序芯片(406)之间的距离且该距离等于卡接头(509)的轴芯线与主轴(505)的轴芯线之间的距离；

重复步骤三，使点d位于主轴(505)的轴芯线上，并实现试剂c向测序芯片(406)上的定量滴落；

步骤六：试剂d位置与测序芯片(406)位置之间连线的中心线为中心线d，中心线d上存在有点e，点e与试剂d之间的距离等于点e与测序芯片(406)之间的距离且该距离等于卡接头(509)的轴芯线与主轴(505)的轴芯线之间的距离；

重复步骤三，使点e位于主轴(505)的轴芯线上，并实现试剂d向测序芯片(406)上的定量滴落；

上述步骤二、步骤三、步骤四、步骤五以及步骤六中的移液机构运行：

S1：当吸头(308)插入试管内后，电机二(524)运行驱使活塞(520)竖直下移预设距离a，使活塞(520)与中筒壳(513)封闭端之间的区域的体积变小，压强变大，底筒壳(512)内的压强也随之一起变化，胶帽(516)的外表面受到压力挤压变瘪；

电机二(524)运行驱使活塞(520)上移预设距离a，使活塞(520)与中筒壳(513)封闭端之间的区域的体积变大恢复，压强也逐渐变小恢复，胶帽(516)也由瘪逐渐鼓起恢复，最终使试管内的样本或者试剂被定量吸入至吸头(308)内；

S2：当吸头(308)位于测序芯片(406)的正上方时，电机二(524)运行驱使活塞(520)竖直下移预设距离a，使吸头(308)内的样本或试剂向下滴落至测序芯片(406)上；

电机二(524)运行继续驱使活塞(520)竖直下移预设距离b，该过程中，胶帽(516)继续被压瘪，通过连接管(511)使吸头(308)内的空气向下排出形成一股气流，气流对吸头(308)的内壁进行吹拂，残留样本或残留试剂受气流吹拂向下滴落至测序芯片(406)上，气流对测序芯片(406)上的样本或试剂进行吹拂，使样本均匀平摊在测序芯片(406)上，使样本与试剂之间混合均匀；

悬臂(508)旋转使吸头(308)远离测序芯片(406)后，电机二(524)运行驱使活塞(520)竖直上移预设距离b与预设距离a进行复位；

移液机构包括竖直设置在承托架(510)上的筒壳，筒壳沿竖直方向分为三段并由下至上依次为底筒壳(512)、中筒壳(513)以及上筒壳(514)；

上筒壳(514)的上下两端开口且上开口端通过电机架安装有电机二(524)，电机二(524)的输出端通过联轴器设置有丝杆一(522)，丝杆一(522)同轴位于上筒壳(514)内；

中筒壳(513)的上端开口、下端封闭且上开口端与上筒壳(514)的下开口端同轴固定，并且内部滑动安装有活塞(520)，活塞(520)的上端面同轴设置有活塞杆(521)，活塞杆(521)的内部中空且顶端伸入上筒壳(514)内与丝杆一(522)螺纹连接，活塞杆(521)的外壁通过滑动件与上筒壳(514)的内壁之间构成竖直方向上的滑动导向配合；

中筒壳(513)的下封闭端同轴延伸有连接套(518)，底筒壳(512)的上端开口、下端封闭并同轴套设在连接套(518)的外部，中筒壳(513)的下封闭端开设有用于中筒壳(513)与底筒壳(512)之间连通的连接孔(519)，底筒壳(512)的封闭端同轴延伸有连接嘴(515)，连接嘴(515)的顶端伸入底筒壳(512)内并设置有胶帽(516)、底端与卡接头(509)之间通过连接管(511)实现连通。

2.根据权利要求1所述的一种基因测序仪，其特征在于：外壳体(100)内还安装有成像机构(600)，外壳体(100)上还设置有显示屏(102)；

成像机构(600)包括直线模组f(601)、直线模组g(602)以及荧光扫描仪(606)，直线模组f(601)与直线模组g(602)配合用于驱使荧光扫描仪(606)位于测序芯片(406)的正上方或者远离测序芯片(406)，荧光扫描仪(606)用于扫描测序芯片(406)上的测序结果并拍照传递给显示屏(102)；

外壳体(100)内还设置有加热元件(700)。