分子诊断平台的制作方法

1.本技术涉及分子检测技术领域，尤其是涉及一种分子诊断平台。


背景技术：

2.随着医疗模式的转变和个体化用药的不断发展，医学检验界迫切需要快速、精确的检测手段，分子检测则发挥出独特的优势。但由于分子检测其自身技术的复杂性，从“样品到结果”不仅操作繁琐，且检测时间过长。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种分子诊断平台，以在一定程度上提高分子诊断平台的自动化程度，缩短检测时间。
4.本实用新型提供了一种分子诊断平台，包括机架、卡盒、样本处理模块、样本转移模块、热循环模块和光学模块；所述样本处理模块、所述样本转移模块、所述热循环模块和所述光学模块分别设置于所述机架上；所述卡盒上设置有试管架，所述试管架上安装有毛细管；所述样本处理模块用于操作所述卡盒，以使所述卡盒内的样本完成核酸提取反应，并将得到的样本溶液罐装于所述毛细管内；所述样本转移模块用于在所述样本处理模块和所述热循环模块之间转移所述试管架；所述热循环模块用于对所述毛细管内的样本进行热循环处理；所述光学模块包括光源组件、成像组件和光纤束；所述光源组件用于提供激发光，所述光源组件通过所述光纤束对位于所述热循环模块处的所述毛细管进行照射，以激发荧光；所述荧光通过所述光纤束照射进所述成像组件，所述成像组件用于采集所述荧光并形成荧光成像照片。
5.进一步地，所述机架上设置有卡盒移动组件；所述卡盒能够放置于所述卡盒移动组件上，所述卡盒移动组件用于将所述卡盒移动至所述样本处理模块处。
6.进一步地，所述卡盒包括卡盒主体和移液机构；所述卡盒主体形成有多个舱室，所述试管架与所述卡盒主体相连接，且所述试管架上安装有多个所述毛细管；所述移液机构与所述卡盒主体相连接，所述样本处理模块能够作用于所述移液机构，使得所述移液机构在多个所述舱室和所述毛细管之间进行试剂转移。
7.进一步地，所述移液机构包括主机械阀和副机械阀；所述主机械阀和所述副机械阀分别转动连接于所述卡盒主体上，且所述主机械阀和所述副机械阀均包括阀体和阀杆；所述主机械阀的阀体能够转动，以使所述主机械阀的阀体分别与多个所述舱室相连通；所述主机械阀的阀杆能够做活塞运动，以在所述主机械阀的阀体和与之相连通的所述舱室之间进行试剂转移；所述副机械阀的阀体能够转动，以使所述副机械阀的阀体分别与所述试管架上的多个毛细管以及多个所述舱室中的复溶舱相连通；所述副机械阀的阀杆能够做活塞运动，以使所述副机械阀能够抽取所述复溶舱内的样本溶液并将所述样本溶液罐装至多个所述毛细管内。
8.进一步地，所述样本处理模块包括卡盒操作单元；所述卡盒操作单元包括阀体旋
转组件、主阀杆升降组件和副阀杆升降组件；所述阀体旋转组件能够与所述主机械阀和所述副机械阀的阀体相连接，以驱动所述主机械阀和所述副机械阀的阀体转动；所述主阀杆升降组件能够与所述主机械阀的阀杆相连接，以驱动所述主机械阀的阀杆在所述主机械阀的阀体内做活塞运动；所述副阀杆升降组件能够与所述副机械阀的阀杆相连接，以驱动所述副机械阀的阀杆在所述副机械阀的阀体内做活塞运动。
9.进一步地，所述样本处理模块还包括物理处理单元；所述物理处理单元设置于所述卡盒主体的下方，所述物理处理单元包括升降驱动装置、磁吸组件和超声加热组件；所述磁吸组件和所述超声加热组件分别与所述升降驱动装置的驱动端相连接；所述升降驱动装置用于驱动所述磁吸组件和所述超声加热组件升降，以使所述磁吸组件或所述超声加热组件与卡盒的多个所述舱室中的样本舱的外壁相抵靠；所述超声加热组件用于对所述样本舱内的样本进行加热和超声处理；所述磁吸组件用于吸引所述样本舱内的磁珠。
10.进一步地，所述物理处理单元还包括平移驱动装置；所述升降驱动装置设置于所述平移驱动装置上，所述平移驱动装置能够带动所述升降驱动装置移动，以将所述磁吸组件或所述超声加热组件移动至所述样本舱的下方。
11.进一步地，所述样本转移模块位于所述样本处理模块和所述热循环模块之间，且所述样本转移模块包括夹爪机构和夹爪升降装置；所述夹爪机构安装于所述夹爪升降装置上，所述夹爪升降装置用于带动所述夹爪机构升降；所述夹爪机构能够抓取所述试管架，且所述夹爪机构能够旋转以带动所述试管架翻转预定角度，并将所述试管架由样本处理模块处翻转至所述热循环模块处。
12.进一步地，所述热循环模块包括移动机构、光检槽、逆转录槽、低温槽和高温槽；所述光检槽、所述逆转录槽、所述低温槽和所述高温槽并排间隔设置，且所述光检槽、所述逆转录槽、所述低温槽和所述高温槽上分别设置有温度控制元件；所述样本转移模块能够将所述试管架放置于所述移动机构上，以通过所述移动机构将所述试管架移动至所述逆转录槽、所述高温槽、所述低温槽或所述光检槽的上方，并将所述试管架上的所述毛细管放置于所述逆转录槽、所述高温槽、所述低温槽或所述光检槽内。
13.进一步地，所述光检槽形成有多个光检腔，多个所述光检腔与多个所述毛细管一一对应；所述光检槽的侧壁与多个所述光检腔相对的位置处开设有多个通光孔，多个所述通光孔分别与对应的光检腔相连通，以用于使激发光能够照射至所述毛细管。
14.进一步地，所述光检槽上还设置有光纤固定板；所述光纤固定板与所述光检槽开设有所述通光孔的一侧的侧壁相抵靠，且所述光纤固定板上开设有多个连通孔，多个所述连通孔与多个所述通光孔一一对应并连通；所述连通孔用于接入所述光纤束，且每个所述连通孔和对应的所述通光孔之间均夹持安装有聚焦透镜。
15.进一步地，所述光纤束的数量为多个，多个所述光纤束与多个所述毛细管一一对应；多个所述光纤束均包括有三个端口，多个所述光纤束的第一端口均接入所述光源组件，多个所述光纤束的第二端口分别接入多个所述连通孔内，多个所述光纤束的第三端口均接入所述成像组件；所述光源组件发出的激发光能够进入多个所述光纤束的第一端口，并通过多个所述光纤束的第二端口照射至对应的所述毛细管上，以激发多个所述毛细管内的荧光物质发出荧光；所述荧光能够进入多个所述光纤束的第二端口，并通过所述光纤束的第三端口照射至所述成像组件。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
17.本实用新型提供的分子诊断平台包括机架、卡盒、样本处理模块、样本转移模块、热循环模块和光学模块。样本处理模块、样本转移模块、热循环模块和光学模块分别设置于机架上；卡盒用于放置待测样本和各种试剂，在卡盒内样本能够与各种试剂按照预定的顺序发生反应，以完成样本的核酸提取反应，机架上设置有卡盒移动组件，操作人员能够将卡盒放置于卡盒移动组件上，然后通过卡盒移动组件将卡盒输送至样本处理模块的工位处；样本处理模块用于操作卡盒，使卡盒内的试剂按预定顺序与样本反应，以完成核酸提取反应，并将得到的样本溶液罐装于毛细管内；样本转移模块位于样本处理模块和热循环模块之间，当样本在卡盒内完成核酸提取并罐装于毛细管后，通过样本转移模块将试管架转移至热循环模块，以使样本在热循环模块处进行pcr反应，并通过光学模块对完成pcr反应的毛细管内的样本进行荧光定量检测，以进行荧光信号采集，获得荧光成像照片。因此，在整个检测过程中，操作人员只需将装有样品和各种试剂的卡盒放置于机架上，后续的操作通过各模块即可自动、高效地完成。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
19.图1为本实用新型实施例提供的分子诊断平台第一视角下的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的分子诊断平台第二视角下的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的卡盒的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供的光学模块的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供的光检槽的结构示意图。
24.附图标记：
[0025]1‑
机架，2
‑
卡盒，21
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主机械阀，22
‑
副机械阀，23
‑
试管架，24
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毛细管，3
‑
样本处理模块，31
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阀体旋转组件，32
‑
主阀杆升降组件，33
‑
副阀杆升降组件，34
‑
物理处理单元，4
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样本转移模块，5
‑
热循环模块，51
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移动机构，52
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光检槽，521
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光纤固定板，522
‑
连通孔，523
‑
通光孔，53
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逆转录槽，54
‑
低温槽，55
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高温槽，6
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光学模块，61
‑
光源组件，62
‑
成像组件。
具体实施方式
[0026]
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]
通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
[0028]
基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
[0030]
在本实用新型的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
[0031]
下面参照图1至图5描述根据本技术一些实施例所述的分子诊断平台。
[0032]
本技术提供了一种分子诊断平台，如图1和图2所示，包括机架1、卡盒2、样本处理模块3、样本转移模块4、热循环模块5和光学模块6。
[0033]
其中卡盒2用于放置待测样本和各种试剂，在卡盒2内样本能够与各种试剂按照预定的顺序发生反应，以完成样本的核酸提取反应。
[0034]
优选地，如图3所示，卡盒2包括卡盒主体、移液机构和试管架23；卡盒主体形成有多个舱室，多个舱室中的三个分别用作样本舱、废液舱和复溶舱，其余多个舱室用作试剂舱；待测的样本被封装于样本舱内，多个试剂舱内分别装有不同的反应试剂，以用于与样本反应，完成对样本的预处理；复溶舱内装有以冻干珠形式存在的pcr反应体系。试管架23可拆卸地安装于卡盒主体上，且试管架23上安装有多个毛细管24，多个毛细管24内装有冻干或点干形式保存的针对特定靶标的引物和探针。
[0035]
移液机构与卡盒主体相连接，通过移液机构的运转能够将多个试剂舱内的反应试剂依次转移至样本舱内与样本进行预处理反应，并将每步反应产生的废液转移至废液舱内。待样本在样本舱内完成预处理反应后，移液机构能够将样本转移至复溶舱内，待复溶完成后再通过移液机构将样本溶液灌注至多个毛细管内。
[0036]
在该实施例中，优选地，移液机构包括主机械阀21和副机械阀22；主机械阀21转动连接于卡盒主体上，主机械阀21为活塞阀，包括阀体和设置于阀体内的阀杆，阀杆能够在阀体内做活塞运动。转动主机械阀21的阀体能够使阀体分别与多个舱室相连通，拉动阀杆能够将与主机械阀21相连通的舱室内的试剂抽入主机械阀21的阀体，推动阀杆能够将主机械阀21的阀体内的试剂推入与主机械阀21相连通的舱室内。
[0037]
在对样本舱内的样本进行预处理的过程中，主机械阀21能够按预定的顺序将多个试剂舱内的试剂抽取至样本舱内，以使样本与多种试剂如裂解液、清洗液和洗脱液等发生反应，并将每一步反应完成后形成的废液抽取至废液舱内；在样本完成一系列的反应后，再通过主机械阀21将样本舱内的样本抽取至复溶舱内。
[0038]
副机械阀22转动连接于卡盒主体上，副机械阀22与主机械阀21结构相同，转动副机械阀22的阀体能够使副机械阀22分别与复溶舱和多个毛细管24相连通，在复溶完成后，通过操作副机械阀22的阀杆，能够将复溶舱内的样本溶液抽取至副机械阀22内，通过副机械阀22依次罐装入多个毛细管24内，以进行后续的检测步骤。
[0039]
样本处理模块3用于操作卡盒2的主机械阀21和副机械阀22，以实现对主机械阀21和副机械阀22的自动化操作，以提高检测效率，并避免人工转移试剂过程中可能存在的误
差，提高检测精度。
[0040]
样本处理模块3设置于机架1上，机架1的一端设置有卡盒移动组件，且卡盒移动组件延伸至样本处理模块3处。操作人员能够将卡盒2放置于卡盒移动组件上，然后通过卡盒移动组件将卡盒2输送至样本处理模块3的工位处。
[0041]
在本技术的一个实施例中，优选地，样本处理模块3包括卡盒操作单元；如图2所示，卡盒操作单元包括阀体旋转组件31、主阀杆升降组件32和副阀杆升降组件33，其中阀体旋转组件31能够作用于主机械阀21的阀体和副机械阀22的阀体，并能够独立驱动主机械阀21的阀体和副机械阀22的阀体转动，以使主机械阀21分别与多个舱室相连通，副机械阀22与复溶舱和多个毛细管24相连通。主阀杆升降组件32能够作用于主机械阀21的阀杆，以使主机械阀21的阀杆在阀体内做活塞运动，以向主机械阀21的阀体内抽取试剂或推出主机械阀21阀体内的试剂。副阀杆升降组件33能够作用于副机械阀22的阀杆，以使副机械阀22的阀杆在阀体内做活塞运动，以使副机械阀22能够抽取复溶舱内的样本溶液，并将该样本溶液罐装至多个毛细管24内。
[0042]
优选地，阀体旋转组件31包括第一升降装置、第一旋转装置和第二旋转装置，第一旋转装置和第二旋转装置均安装于第一升降装置上，且第一旋转装置位于主机械阀21的上方，所述第二旋转装置位于副机械阀22的上方。
[0043]
第一升降装置能够带动第一旋转装置和第二旋转装置下降至预定位置，以使第一旋转装置与主机械阀21的阀体相连接，第二旋转装置与副机械阀22的阀体相连接。第一旋转装置能够驱动主机械阀21的阀体转动，以使主机械阀21的阀体分别与卡盒2的多个舱室相连通；第二旋转装置能够驱动副机械阀22的阀体转动，以使副机械阀22的阀体分别与复溶舱和多个毛细管24相连通。
[0044]
优选地，主阀杆升降组件32和副阀杆升降组件33的结构相同，以主阀杆升降组件32为例进行说明，主阀杆升降组件32包括第二升降装置和插板伸缩装置，插板伸缩装置安装于第二升降装置上，第二升降装置能够带动插板伸缩装置移动至主机械阀21的阀杆处；插板伸缩装置包括插接板和驱动装置，驱动装置能够驱动插接板向阀杆伸出，以使插接板与阀杆插接在一起；然后通过第二升降装置即可驱动插板伸缩装置和主机械阀21的阀杆升降，以使主机械阀21的阀杆在阀体内做活塞运动。
[0045]
在该实施例中，优选地，如图2所示，样本处理模块3还包括物理处理单元34，物理处理单元34用于为样本舱内的样本提供适宜的反应条件。
[0046]
优选地，物理处理单元34设置于卡盒2的下方，物理处理单元34包括升降驱动装置、平移驱动装置、磁吸组件和超声加热组件。平移驱动装置的驱动端形成有支撑平台，升降驱动装置安装于平移驱动装置的支撑平台上；升降驱动装置的驱动端也形成有支撑平台，磁吸组件和超声加热组件间隔设置于升降驱动装置的支撑平台上。
[0047]
平移驱动装置能够驱动磁吸组件和超声加热组件沿水平方向移动，以使磁吸组件或超声加热组件移动至卡盒2的样本舱的正下方。升降驱动装置能够驱动磁吸组件和超声加热组件向上运动，以使位于样本舱正下方的磁吸组件或超声加热组件上升至与样本舱的外壁相抵靠。
[0048]
超声加热组件能够对样本舱内的样本和试剂进行加热并提供声波处理，以使样本与试剂更均匀地混合，并为样本与试剂的反应提供适宜的反应温度，从而使样本与试剂反
应的更充分。
[0049]
样本舱内设置有磁珠，磁吸组件能够对磁珠进行吸附，以将磁珠吸附在远离样本舱的出液口的位置，从而在将样本舱内的样本和试剂转移处样本舱时，避免磁珠随之流出。
[0050]
如图2所示，样本转移模块4和热循环模块5也设置于机架1上，且样本转移模块4位于样本处理模块3和热循环模块5之间，当样本在卡盒2内完成核酸提取并罐装于毛细管24后，通过样本转移模块4将试管架23转移至热循环模块5，以使样本在热循环模块5处进行pcr反应。
[0051]
在本技术的一个实施例中，优选地，样本转移模块4包括夹爪机构和夹爪升降装置，夹爪机构安装于夹爪升降装置上，以通过夹爪升降装置带动夹爪机构移动至与试管架23水平正对的位置处。夹爪机构能够夹取试管架23，并带动试管架23翻转180度，将试管架23由夹爪机构一侧的样本处理模块3处转移至另一侧的热循环模块5处，同时也将毛细管24翻转180度，由之前的倒扣与试管架23的状态翻转至毛细管24口朝上的状态。
[0052]
在本技术的一个实施例中，优选地，如图2所示，热循环模块5包括四个独立的热槽，分别为光检槽52、逆转录槽53、低温槽54和高温槽55，四个热槽并排间隔设置于机架1上，且四个热槽上分别设置有温度控制元件，以对四个热槽独立控温。
[0053]
热循环模块5还包括移动机构51，移动机构51横跨设置于这四个热槽的上方，且移动机构51的一端延伸至样本转移模块4处。在该实施例中，优选地，移动机构51包括第一滑动机构、第二滑动机构和支撑板，支撑板与第二滑动机构滑动连接，并通过第二滑动机构与第一滑动机构滑动连接，以使第一滑动机构能够带动支撑板由靠近样本转移模块4的一端依次运动至四个热槽的上方；第二滑动机构用于驱动支撑板升降。
[0054]
初始状态时，支撑板位于靠近样本转移模块4的一端，并通过第二滑动机构将支撑板移动至适当高度的位置处，以使样本转移模块4将试管架23翻转至朝向热循环模块5的一侧时，毛细管24能够通过试管架23搭放于支撑板上，以完成毛细管24在样本处理模块3和热循环模块5之间的交接。然后通过第一滑动机构依次带动毛细管24移动至逆转录槽53、高温槽55、低温槽54和光检槽52的上方，并将毛细管24放入到逆转录槽53、高温槽55、低温槽54和光检槽52内，四个热槽分别配置有稳固控制元件，使得四个热槽具有不同的温度，以使毛细管24内的样品依次在逆转录槽53内进行逆转录反应、在高温槽55内进行dna降解反应，以及在低温槽54内降温退火后在光检槽52内进行荧光定量检测，从而完成一次pcr反应。由于设置了四个独立的热槽，四个热槽可分别独立控温，避免了采用温度梯度的pcr热循环系统设计，进而使样本能够快速地完成40次循环的pcr反应，40次循环的pcr反应可以在5
‑
8分钟内完成。
[0055]
在该实施例中，优选地，毛细管24内的样本溶液在光检槽52内完成荧光定量检测，光检槽52形成有多个光检腔，多个光检腔与多个毛细管24一一对应，以使多个毛细管24能够分别放置于对应的光检腔内；同时通过设置于光检槽52上的温度控制元件对光检槽52进行温度控制，以使毛细管24内的样本在进行荧光定量检测时始终处于适宜的温度。如图5所示，光检槽的侧壁与多个光检腔相对的位置处开设有多个通光孔523，多个通光孔523分别与对应的光检腔相连通，以用于使光学模块6发出的激发光能够照射至毛细管24。光检槽52的侧壁上还设置有光纤固定板521，光纤固定板521与光检槽52开设有通光孔523的一侧的侧壁相抵靠，且光纤固定板521上开设有多个连通孔522，多个连通孔522与多个通光孔523
一一对应并连通，且每个连通孔522与通光孔523之间均夹持有一个聚焦透镜。
[0056]
光学模块6用于对光检槽52内的毛细管24进行荧光定量检测，在本技术的一个实施例中，优选地，如图4所示，光学模块6包括光源组件61、成像组件62和光纤束；光纤束为三端口光纤束，且光纤束的数量为多个，多个光纤束与多个毛细管24一一对应；多个光纤束的第一端口汇聚成一股接入光源组件61，多个光纤束的第二端口分别接入光纤固定板521的多个连通孔522内，多个光纤束的第三端口汇聚成一股接入成像组件62。其中光源组件61能够提供具有不同波段的入射光，优选地，光源组件61包括led灯、准直透镜、装有滤光片的滤光轮和聚焦透镜；成像组件62包括相机、聚焦透镜、准直透镜以及成像组件62也包括一个装有滤光片的滤光轮。光源组件61中，led灯能够发出白光，白光经准直透镜和滤光片后过滤成具有预定波段的单色光，并经由聚焦透镜进入多个光纤束的第一端口；然后通过多个光纤束的第二端口发出并照射在对应的多个毛细管24内，以激发毛细管24内的荧光物质发出相应波段的荧光。多个毛细管24激发出的荧光再进入对应光纤束的第二端口进入，然后从第三端口照射进成像组件62；在成像组件62中，荧光依次穿过成像组件62的准直透镜、滤光片和相机透镜后进入相机，通过相机对荧光进行采集仪活动荧光成像照片。
[0057]
光源组件61和成像组件62的滤光轮上均包括有多个滤光片并一一对应，光源组件61的一个滤光片和相对应的成像组件62的一个滤光片为一组，从而形成多个滤光片组；在对毛细管24进行荧光定量检测过程中，可分别使多个滤光片组转动至能够使光通过的位置，从而可利用不同波段的激发光对毛细管24进行照射并形成相应的荧光成像照片。
[0058]
因此，通过在机架1上样本处理模块3、样本转移模块4、热循环模块5和光学模块6，装有样品和各种试剂的卡盒2只需被放置于样本处理模块3处，后续的操作通过各模块即可自动、高效地完成。
[0059]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。