专利名称：全自动液体操作装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及全自动液体操作装置，可以精确实现多种液体的配制，可应用于 化学、生物、疾控、计量、质检、临床等实验室。
背景技术：
在化学、生物、疾控、计量、质检、临床等实验室经常需要进行大量的液体操作，包 括分液、稀释、滴定、移液等。尤其随着目前各种流行病如非典、甲流等的增加，对生化实验 提出了更高的要求。而传统的基于移液枪的手工方式，操作流程复杂，工作效率低，劳动强 度高，容易导致操作失误，另一方面这种手工操作方式也增加了操作者感染的风险。全自动的液体工作站只需要操作者做一些简单的准备工作，如连接各种试剂到液 体工作站的相应接口，放置试管，设定液体操作任务，仪器便可以自动实现液体分配工作。 因此可以大大降低劳动强度，减少操作者和危险试剂的接触风险，避免人为操作误差。传统的液体工作站一般针对不同的试剂采用独立的流路处理通道进行操作以避 免交叉污染。例如，如果需要配制4种试剂，则需要4路独立的注射泵分别针对此4种试剂 进行操作。这样导致系统结构复杂、成本较高。
实用新型内容在本实用新型中，通过添加采样针的清洗功能，实现了采用一个通道即可实现多 种液体采集而不会产生交叉污染，从而简化系统的结构，降低成本。结合图1，本实用新型介 绍如下。一种全自动液体操作装置，包括泵机构1、液路切换机构2、采样针3、清洗部件4， 试管架5、送液机构6、以及排液机构7，其特征在于，a)所述液路切换机构2用于液路通道的切换，包括三个接口，公共端com，常闭端 nc,常开端no ；b)所述泵机构1用于液体的精密吸入、吐出操作，与所述液路切换机构2的所述公 共端com连通；c)所述采样针3用于从试管内吸入液体，或者向试管内推入液体，与所述液路切 换机构2的所述常闭端口 nc或者所述常开端口 no连通；d)所述清洗部件4用于所述采样针3外壁的清洗，包括进液口，排空口，以及采样 针移动通道；e)所述采样针3穿过所述清洗部件4的所述采样针移动通道，并相对于所述清洗 部件4在竖直方向上能够实现往复运动，在水平方向上相对静止；f)所述试管架5用于放置试管，相对于所述采样针3在竖直方向能够实现往复运 动，在水平方向上能够实现至少一维的运动；g)所述送液机构6用于向所述清洗部件4输送清洗液，与所述清洗部件4的所述 进液□连通；[0014]h)所述排液机构7用于排空所述清洗部件4内部的液体，与所述清洗部件4的所 述排空口连通；所述液体操作装置，其特征在于所述泵机构1进一步包括泵、驱动器及其控制器。所述液体操作装置，其特征在于所述泵为注射泵，蠕动泵，隔膜泵中的一种。所述液体操作装置，其特征在于所述液路切换机构2的所述公共端com在正常工 作状态下只能与所述常闭端nc和所述常开端no中的一个端口连通。所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构6的送液速度小于所述排液机构7 的排液速度。所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构6进一步包括一个泵、清洗液容器， 以及相应管路，通过泵将所述清洗液输送到所述清洗部件4内。所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构6进一步包括一个电磁阀、清洗液 容器，以及相应管路，通过所述清洗液容器和所述清洗部件4的液位差自动将所述清洗液 输送到所述清洗部件4内，所述电磁阀控制开启或关闭输送过程。所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构6进一步包括一个清洗液容器，所 述清洗液容器和所述清洗部件4的所述进液口直接连通，通过所述排液机构7在排液过程 中形成的负压将所述清洗液输送到所述清洗部件4内。所述液体操作装置，其特征在于所述排液机构7进一步包括一个泵、废液收集容 器，以及相应管路，通过泵将所述清洗部件4内的液体排放到所述废液收集容器内。所述液体操作装置，其特征在于所述试管架5相对于所述采样针3在水平方向上 的运动包括，一维的往复运动，一维的旋转运动，二维的往复运动，一维的往复运动加一维 的旋转运动。
图1是本实用新型的原理示意图。图2是本实用新型的一个实例示意图。图3A是本实用新型中试管架与采样针第一种相对运动方式示意图。图3B是本实用新型中试管架与采样针第二种相对运动方式示意图。图3C是本实用新型中试管架与采样针第三种相对运动方式示意图。图3D是本实用新型中试管架与采样针第四种相对运动方式示意图。图4是采用本实用新型实现的多种液体配制流程图。
具体实施方式
图2是本实用新型的一个实施例。自动液体操作仪的主体坐落于仪器底座8上， 包括注射泵1，三通电磁阀2，采样针3，清洗部件4，试管架5，泵601，泵701，采样针运动机 构9。此外，还包括稀释液容器10，清洗液容器602，废液容器702。注射泵1可以实现精密的液体吸入、推出操作。电磁阀2用于液路通道切换，包括3个端口 公共端com ；常开端no ；常闭端nc。 公共端com与注射泵1连通；常开端no与稀释液容器10连通；常闭端nc与采样针3连通。 其中，常闭端nc与采样针3连通要有足够的长度，可以用来临时缓存样本溶液。电磁阀2通电时，注射泵1和采样针3连通；断电时，注射泵1和缓冲液容器10连通。采样针3为具有耐腐蚀性的硬质管，如不锈钢管、PEEK管等。清洗部件4用于所述采样针3外壁的清洗，包括进液口，排空口，以及采样针移动 通道。采样针3可以穿过采样针移动通道，并相对于清洗部件4在竖直方向上能够实现往 复运动。试管架5包括一系列的试管孔，用于放置试管501，502，503，...泵601用于向清洗部件4输送清洗液，包括两个端口，进样口、出样口，分别和清洗 液容器602、清洗部件4的进液口相连。泵701用于排空清洗部件4内部的液体，包括两个端口，进样口、出样口，分别和清 洗部件4的排空口、废液容器702相连。泵701的排液速度要大于泵601的送液速度，这样才能实现对采样针3外壁的正 常清洗而又不至于液体在清洗部件4发生清洗液滴漏。采样针运动机构9进一步包括底座901，横向移动部件902，采样针固定臂903，以 及清洗部件固定臂904，其中底座901固定于仪器底座8上，横向移动部件902相对于底座 901可以横向移动，采样针固定臂903相对于横向移动部件902可以上下运动，清洗部件固 定臂904相对于横向移动部件902固定。这样，采样针3可以相对于清洗部件4可以做上 下运动，相对于试管架5做上下、左右二维方向上的运动。在本实用新型的其他实施例中，试管架5相对于采样针3在水平方向的运动模式 如图3A 3D所示。在图3A中，试管架5相对于与采样针3做一维的往复运动，可以实现对一排试管 的操作。在图3B中，试管架5自身做旋转运动，采样针固定，可以实现对一圈环形排列的试
管操作。在图3C中，试管架5相对于与采样针3做二维的往复运动，可以实现对多排试管 的操作。在图3D中，试管架5自身做旋转运动，采样针可以做一维往复运动，可以实现对多 圈环形排列的试管操作。应用实例基于本实用新型实施例，实现多种液体配制，将2000ul稀释液，lOOul 试剂A (位于试管501内)，300ul试剂B (位于试管502内)混合至试管503内。实施过程操作者首先将装有试剂A的试管501，装有试剂B的试管502，以及空 试管503放置到试管架5上，然后启动多种液体配制任务，仪器将按照图4所示流程实现多 种液体配制。仪器在液体配制过程中通过如下措施避免交叉污染的问题1)仪器在采集试剂A以及试剂B前，都需要先回吸一段空气，在采样针的端口形成 一段气泡，用来将采样试剂和采样针内部的溶液进行隔离。2)仪器在采集试剂A、试剂B以及液体混合后，都启动采样针外壁清洗功能，将采 样针外壁携带的液体进行排空清洗，从而避免在下次采样时发生交叉污染。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所做的进一步的详细说明，不能认 定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求一种全自动液体操作装置，包括泵机构(1)、液路切换机构(2)、采样针(3)、清洗部件(4)，试管架(5)、送液机构(6)、以及排液机构(7)，其特征在于，a)所述液路切换机构(2)用于液路通道的切换，包括三个接口，公共端(com)，常闭端(nc)，常开端(no)；b)所述泵机构(1)用于液体的精密吸入、吐出操作，与所述液路切换机构(2)的所述公共端(com)连通；c)所述采样针(3)用于从试管内吸入液体，或者向试管内推入液体，与所述液路切换机构(2)的所述常闭端口(nc)或者所述常开端口(no)连通；d)所述清洗部件(4)用于所述采样针(3)外壁的清洗，包括进液口，排空口，以及采样针移动通道；e)所述采样针(3)穿过所述清洗部件(4)的所述采样针移动通道，并相对于所述清洗部件(4)在竖直方向上能够实现往复运动，在水平方向上相对静止；f)所述试管架(5)用于放置试管，相对于所述采样针(3)在竖直方向能够实现往复运动，在水平方向上能够实现至少一维的运动；g)所述送液机构(6)用于向所述清洗部件(4)输送清洗液，与所述清洗部件(4)的所述进液口连通；h)所述排液机构(7)用于排空所述清洗部件(4)内部的液体，与所述清洗部件(4)的所述排空口连通。
2.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述泵机构(1)进一步包括泵、驱动 器及其控制器。
3.根据权利要求2所述液体操作装置，其特征在于所述泵为注射泵，蠕动泵，隔膜泵中 的一种。
4.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述液路切换机构(2)的所述公共 端(com)在正常工作状态下只能与所述常闭端(nc)和所述常开端(no)中的一个端口连通 o
5.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构(6)的送液速度小于 所述排液机构(7)的排液速度。
6.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构(6)进一步包括一个 泵、清洗液容器，以及相应管路，通过泵将所述清洗液输送到所述清洗部件(4)内。
7.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构(6)进一步包括一个 电磁阀、清洗液容器，以及相应管路，通过所述清洗液容器和所述清洗部件(4)的液位差自 动将所述清洗液输送到所述清洗部件(4)内，所述电磁阀控制开启或关闭输送过程。
8.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述送液机构(6)进一步包括一个 清洗液容器，所述清洗液容器和所述清洗部件(4)的所述进液口直接连通，通过所述排液 机构(7)在排液过程中形成的负压将所述清洗液输送到所述清洗部件(4)内。
9.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述排液机构(7)进一步包括一个 泵、废液收集容器，以及相应管路，通过泵将所述清洗部件(4)内的液体排放到所述废液收 集容器内。
10.根据权利要求1所述液体操作装置，其特征在于所述试管架(5)相对于所述采样针(3)在水平方向上的运动包括，一维的往复运动，一维的旋转运动，二维的往复运动，一维的 往复运动加一维的旋转运动。
专利摘要一种全自动液体操作装置，包括泵机构、液路切换机构、采样针、清洗部件，试管架、送液机构、以及排液机构，其特征在于a)所述液路切换机构用于液路通道的切换，包括三个接口，公共端com，常闭端nc，常开端no；b)所述泵机构用于液体的精密吸入、吐出操作，与所述液路切换机构的所述公共端com连通c)所述采样针用于从试管内吸入液体，或者向试管内推入液体，与所述液路切换机构的所述常闭端口nc或者所述常开端口no连通；d)所述清洗部件用于所述采样针外壁的清洗，包括进液口，排空口，以及采样针移动通道；e)所述采样针穿过所述清洗部件的所述采样针移动通道，并相对于所述清洗部件在竖直方向上能够实现往复运动，在水平方向上相对静止；f)所述试管架用于放置试管，相对于所述采样针在竖直方向能够实现往复运动，在水平方向上能够实现至少一维的运动；g)所述送液机构用于向所述清洗部件输送清洗液，与所述清洗部件的所述进液口连通；h)所述排液机构用于排空所述清洗部件内部的液体，与所述清洗部件的所述排空口连通。
文档编号B01F15/04GK201579027SQ200920293488
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者孔兵 申请人:孔兵