(19)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 202210637601.8 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 英诺维尔智能科技 （苏州） 有限公司 地址 215000 江苏省苏州市工业园区东 富 路8号东景工业坊1 1号厂房 (72)发明人 陈皓　杨开琳　 (51)Int.Cl. C12M 1/36(2006.01) C12M 1/26(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种高通 量用于单 克隆挑选的自动化设备 (57)摘要 本发明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 ‑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， 本发 明旨在提供一 种单克隆挑选的自动化智能设备， 实现高通量操 作的目标， 为高通量的提供基本条件， 在实现全 自动化大规模操作有效替代大规模人员重复劳 动的同时， 实现海量数据的在线收集， 有效提高 研发过程中的数据收集、 整理、 分析、 挖掘的综合 效能。 权利要求书2页 说明书6页 附图13页 CN 115074231 A 2022.09.20 CN 115074231 A 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(3 03)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(6 02)的外壁 安装有原位传感器(6 04)。 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， 完成目标细菌或细胞实时位置计算， 控制计算机(11)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(2)运动到精确瞄准位， 摄像头(308)快速确 认位置， Z轴电机(301)微动调节， 匹配挑选位局部高度， 集装气路开关阀组(303)中的单通 道气阀运动， 完成单通道挑头(306)上下运动， 实现挑选操作， 选择下一个单克隆挑选目标，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115074231 A 2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。 5.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(306)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(306)使用符合GMP要求的材质， 挑头(306)导向部分使用符合FDA认证的耐磨材 质， 挑头(306)与挑头连接件(305)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(306)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(302)设置有一次加工成型的挑头(3 06)的安装孔。 6.根据权利要求2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)的具体工作流程为： 挑头(306)依次送入过氧化氢超声波清洗槽 (407)、 第二酒精清洗槽(406)以及第一酒精清洗槽(405)中进行循环清洗， 循环清洗结束 后， 将挑头(306)送入挑头烘干槽(401)进行热源照射烘干， 冷却风扇(403)对挑头(306)进 行冷却。 7.根据权利要求2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 排风口(404)通过管道与排气集气盒体(102)相连接， 所述加热阵列(402)由多组红外加热 管制成， 所述加热阵列(402)设置有两组， 且两组加热阵列(402)对称设置在挑头烘干槽 (401)内壁。 8.根据权利要求3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)的具体工作流程为： 涂布用琼脂板转运到摇匀 涂布组件(6)内， 96通道挑 头组件(3)将工艺液体加注到琼脂板各个孔位中， 驱动电机(601)基于设定转速， 通过凸轮 震荡机构(602)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(3)将细菌或细胞溶液加注到琼脂板表面， 驱动电机(601)基于设定转速， 通过凸轮震 荡机构(6 02)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。 9.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 控制计算机(11)内安装有综合化软件(12)， 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(12)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(121)； 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(122)； 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(123)； 具 有单克隆挑选原始图像数据存储功能的数据存储模块(12 4)； 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(125)； 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