全自动毛细管电泳仪的液体输送系统的制作方法
【专利摘要】一种全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，该全自动毛细管电泳仪包括有电泳分离毛细管，其特征在于：所述液体输送系统包括四通微量进样阀、六端液体分配器、缓冲液注射泵、三通连接器、缓冲管、注射器泵、三个试剂瓶、清洗液瓶、自动进样器废液瓶和取样针；注射器泵和六端液体分配器联合使用，将样品先通过大通径的管路快速抽入两者间的缓冲管中，然后切换六端液体分配器的通路，将样品通过正压打入四通微量进样阀中。本实用新型实现了自动定量进样以及毛细管清洗和平衡的自动化过程，提高了全自动高精度毛细管电泳仪进样的重复性和可靠性，提高了进样速度，缩短了进样时间，同时最大限度的避免外界空气进入流路中，避免了电歧视现象和样品之间的相互污染。
【专利说明】全自动毛细管电泳仪的液体输送系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种毛细管电泳仪，具体涉及一种全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，属于分析测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，毛细管电泳常用的进样方式主要有两种:流体动力学进样和电迁移进样。这两种进样方式存在很多缺陷，如进样时须切断电场导致影响分析结果的精度、采用“蘸取”的方式进样容易造成样品与缓冲液之间以及不同样品之间的相互污染等等。此外，电迁移进样方式还存在着电歧视现象，而流体动力学进样方式则选择性差，样品及其背景电解质会同时被引入毛细管从而影响后续分离结果。更为重要的是，现有毛细管电泳仪的传统进样方式不能准确定量，毛细管端蘸取或者气体压力进样的方式，其进样重复性误差都>20%，完全不能用于定量测量；同时，取样针回路中毛细管进样的通径非常小，在20 μ m左右，如果采用负压进样，则负压非常大，势必会造成进样速度慢等弊病。目前公知的少数几种采用自动进样器实现自动进样的毛细管电泳仪也是通过上述几种进样方式，其进样流路与自动取样流路结构复杂，毛细管清洗过程较为麻烦。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有毛细管电泳仪的不足，提供一种合理的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，以实现毛细管电泳仪的自动定量进样，提高进样的重现性、可靠性和进样速度，缩短进样时间，最大限度地避免外界空气进入流路中，同时实现用不同试剂自动清洗毛细管分离柱的过程。
[0004]本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案如下:
[0005]一种全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，该全自动毛细管电泳仪包括有电泳分离毛细管，其特征在于:所述液体输送系统包括四通微量进样阀、六端液体分配器、缓冲液注射泵、三通连接器、缓冲管、注射器泵、三个试剂瓶、清洗液瓶、自动进样器废液瓶和取样针；
[0006]所述四通微量进样阀包括有S端口、W端口、P端口和C端口共四个固定管路端口以及可旋转的内置定量环，该C端口与所述电泳分离毛细管连接，该内置定量环设置有一旁路通路和一具有固定容积的定量通路，随所述内置定量环的旋转，所述旁路通路和定量通路在连通所述S端口与W端口和连通P端口与C端口之间切换；
[0007]所述六端液体分配器具有一个固定接口和能够与该固定接口轮流转换连接的六个分配接口，该固定接口连接所述缓冲管，该六个分配接口分别连接所述取样针、三通连接器的一个接口、四通微量进样阀的S端口以及三个试剂瓶；
[0008]所述三通连接器的三个接口分别连接所述缓冲液注射泵、四通微量进样阀的P端口以及所述六端液体分配器的其中一分配接口；
[0009]所述注射器泵配置有能够切换完成排气和清洗功能的三端分配阀，该三端分配阀的三个阀接口分别连接所述清洗液瓶、自动进样器废液瓶和缓冲管；
[0010]所述自动进样器废液瓶与所述四通微量进样阀的W端口连接。
[0011]作为进一步的改进，所述的四通微量进样阀的定量通路的容积为4nL、10nL或20nLo
[0012]作为进一步的改进，所述的清洗液瓶与自动进样器废液瓶之间连接有用以清洗所述取样针的清洗槽，所述取样针能够切换插入该清洗槽或装有不同样品的样品盘。
[0013]作为进一步的改进，所述的缓冲液注射泵与三通连接器之间连接有用于检测管路工作压力的毛细管压力传感器，所述的注射器泵的三端分配阀与缓冲管之间连接有检测取样流路工作压力的取样流路压力传感器。
[0014]作为进一步的改进，所述的三通连接器与四通微量进样阀之间连接有过滤器。
[0015]作为进一步的改进，所述的清洗液瓶装有清洗液，该清洗液为乙醇或者去离子水。
[0016]作为进一步的改进，所述的试剂瓶分别装有甲醇、0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠。
[0017]作为进一步的改进，所述的毛细管电泳仪由计算机程序实现自动控制。
[0018]与现有技术相比较，本实用新型通过一个带三端分配阀的注射器泵和六端液体分配器联合使用，将样品先通过大通径的管路快速抽入两者间的缓冲管中，然后切换六端液体分配器的通路，将样品通过正压打入四通微量进样阀中，从而克服了负压进样导致的进样速度慢等缺点，大大缩短进样时间，同时最大限度的避免外界空气进入流路中，大幅度提高了进样的可靠性，实现了不同试剂对分离毛细管的自动清洗和平衡过程，避免了电歧视现象和样品之间的相互污染。本实用新型的有益效果是，实现了自动定量进样以及毛细管清洗和平衡的自动化过程，提高了全自动高精度毛细管电泳仪的重复性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型的工作原理图之一。
[0021]图3是本实用新型的工作原理图之二。
[0022]图4是本实用新型的工作原理图之三。
[0023]图5是本实用新型的工作原理图之四。
[0024]图6是本实用新型的工作原理图之五。
[0025]图7是本实用新型的工作原理图之六。
[0026]图中，
[0027]I缓冲液注射泵，2毛细管压力传感器，3三通连接器，4过滤器，5四通微量进样阀，5.1定量通路，5.2旁路通路，6六端液体分配器，7缓冲管，8取样针，9样品盘，10清洗槽，11取样流路压力传感器，12注射器泵，13试剂瓶，14清洗液瓶，15自动进样器废液瓶。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图详细说明本实用新型的一个具体实施例，但不对本实用新型的权利要求作任何限定。
[0029]请参阅图1，本实用新型所述全自动毛细管电泳仪的液体输送系统包括四通微量进样阀5、六端液体分配器6、缓冲液注射泵1、三通连接器3、缓冲管7、注射器泵12、三个试剂瓶13、清洗液瓶14、自动进样器废液瓶15和取样针8 ;该全自动毛细管电泳仪包括有电泳分离毛细管(图中未示出)，由计算机程序实现自动控制。
[0030]所述的四通微量进样阀5为一种可实现定量进样的装置，包括有S端口、W端口、P端口和C端口共四个固定管路端口以及可旋转的内置定量环，该C端口与所述电泳分离毛细管连接，该内置定量环设置有一旁路通路和一具有固定容积的定量通路，随所述内置定量环的旋转，所述旁路通路和定量通路在连通所述S端口与W端口和连通P端口与C端口之间切换，通过这种切换完成不同进样量的定量进样过程；所述四通微量进样阀5的定量通路5.1具有4nL、10nL或20nL的固定容积，以实现纳升级的定量取样。
[0031]样品充满定量通路5.1，此时定量通路5.1连通所述S端口与W端口且旁路通路5.2连通所述P端口和C端口。进样是将定量通路5.1中的样品输送到电泳分离毛细管中的过程，内置定量环旋转180 °，使所述定量通路5.1连通P端口和C端口，而所述旁路通路5.2连通S端口与W端口，从而定量通路5.1中的样品在所述缓冲液注射泵I推出的背景电解质和电场中电渗流的共同作用下进入到所述电泳分离毛细管中。
[0032]所述六端液体分配器6具有一个固定接口和能够与该固定接口轮流转换连接的六个分配接口 ；该固定接口连接所述缓冲管7，该六个分配接口分别连接所述取样针8、三通连接器3的一个接口、四通微量进样阀5的S端口以及三个装有用以清洗和平衡所述电泳分离毛细管的不同试剂的试剂瓶13，该三试剂瓶13分别装有甲醇、0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠，用于实验前和实验过程中预处理和清洗所述电泳分离毛细管。
[0033]所述三通连接器3的三个接口分别连接所述缓冲液注射泵1、四通微量进样阀5的P端口以及所述六端液体分配器6的其中一分配接口。所述三通连接器3与四通微量进样阀5的P端口之间连接有一过滤器4，用于过滤掉所述缓冲液注射泵I内的背景电解质中的颗粒物质，防止堵塞所述四通微量进样阀5以及整个毛细管通路。所述的缓冲液注射泵I与三通连接器3之间连接有毛细管压力传感器2，用于检测流路中的工作压力是否正常以便及时发现流路堵塞等问题。
[0034]所述注射器泵12是整个系统流路动力的来源，其配置有能够切换完成系统排气和清洗功能的三端分配阀，该三端分配阀的三个阀接口分别连接所述清洗液瓶14、自动进样器废液瓶15和所述缓冲管7。所述的注射器泵12的三端分配阀与缓冲管7之间连接有取样流路压力传感器11，该取样流路压力传感器11同样用于检测流路中的工作压力是否正常。
[0035]所述缓冲管7具有一定的定量功能，可临时储存样品、清洗所述电泳分离毛细管的相关试剂以及清洗液等。
[0036]所述自动进样器废液瓶15与所述四通微量进样阀5的W端口连接，该自动进样器废液瓶15用于容纳系统清洗后的废液以及进样过程所多余出来的样品。
[0037]所述的清洗液瓶14内装有清洗液，一般选用乙醇或去离子水作为进样流路的流动相。所述的清洗液瓶14与自动进样器废液瓶15之间连接有清洗槽10，所述取样针8能够切换插入该清洗槽10或装有不同样品的样品盘9。所述清洗槽10用于清洗所述取样针8的外壁和内壁的清洗，以避免在取不同样品时的交叉污染。
[0038]本实用新型能够实现全自动毛细管电泳仪的自动定量取样、进样和自动清洗电泳分离毛细管，整个过程都由计算机程序自动控制，从而达到全自动运行。
[0039]本实用新型自动取样、进样以及自动清洗电泳分离毛细管的工作原理如下:
[0040]第一步自动清洗和预处理电泳分离毛细管的过程。参见图2，首先所述六端液体分配器6转换端口与所需的试剂瓶13连通，注射器泵12将所述试剂瓶13中的相关酸碱试剂吸入所述缓冲管7中。然后，所述六端液体分配器6调转端口与所述三通连接器3中的一端连通，参见图3，注射器泵12将所述缓冲管7中的酸碱试剂推入所述四通微量进样阀5中的旁路通路5.2中，进而进入到与所述旁路通路5.2中C端口连接的电泳分离毛细管中，从而实现对电泳分离毛细管的预处理和清洗的过程。
[0041]第二步自动取样和进样过程。参见图4，首先所述六端液体分配器6转变通道与所述取样针8连通，该取样针8插入样品盘9中，所述注射器泵12吸入“置换体积”的样品(一般不小于1.5倍于所述取样针8的体积)，使之充满取样针8，然后再继续抽入一定量的空气，使样品完全进入所述缓冲管7中，同时置换掉取样针8到缓冲管7的管路中的清洗液和干扰组分，使之不会被注入到分离流路中。然后，所述六端液体分配器6中的端口转换并与所述四通微量进样阀5的S端连通，参见图5，所述注射器泵12推出“置换体积”的样品进入所述四通微量进样阀的定量通路5.1中并充满，而该通路中原有的背景电解质被推出所述四通微量进样阀5的W端口流入所述自动进样器废液瓶15中。与此同时，当所述定量通路5.2被充满后，通过程序控制该通路会自动选择180°，定量通路5.1与端口 P与C连通，旁路通路5.2与端口 S与W连通。定量通路5.1中的样品由所述缓冲液注射泵I中的背景电解质通过C端口推入与之连接的电泳分离毛细管中，从而实现了自动取样和进样的过程。
[0042]第三步自动清洗进样流路过程。参见图6，当进样过程结束后，定量通路5.1会自动旋转180°回到最初位置再次与端口 S、W连通，此时注射泵12将所述清洗液瓶14中的清洗液抽出并通过所述缓冲管7与所述流端液体分配器6推入定量通路5.1中，对其进行清洗。
[0043]第四步自动清洗取样流路过程。参见图7，首先所述六端液体分配器6转换端口连通所述取样针8，所述取样针8在进样过程完成后自动回到所述清洗槽10，所述注射器泵12抽出所述清洗液瓶14中的清洗液并通过所述缓冲管7与所述六端液体分配器6将清洗液推入所述进样针8中以实现对取样针8以及整个取样通路的清洗过程。同时，清洗槽10通过泵从所述清洗液瓶14中抽出的清洗液可对进样针8的外壁进行清洗，以避免进样针8抽取不同样品时其外壁造成的交叉污染。
[0044]完成清洗过程后，当毛细管电泳分离分析过程结束，所述液体输送系统将还原到初始状态并从第一步开始新一轮的自动取样、进样以及自动清洗过程。
[0045]在上述工作过程中，所述毛细管电泳仪所有构件的功能都由计算机程序实现自动控制，从而达到全自动运行。
[0046]本实用新型要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他显而易见的变换和替代方案。
【权利要求】
1.一种全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，该全自动毛细管电泳仪包括有电泳分离毛细管，其特征在于:所述液体输送系统包括四通微量进样阀、六端液体分配器、缓冲液注射泵、三通连接器、缓冲管、注射器泵、三个试剂瓶、清洗液瓶、自动进样器废液瓶和取样针； 所述四通微量进样阀包括有S端口、W端口、P端口和C端口共四个固定管路端口以及可旋转的内置定量环，该C端口与所述电泳分离毛细管连接，该内置定量环设置有一旁路通路和一具有固定容积的定量通路，随所述内置定量环的旋转，所述旁路通路和定量通路在连通所述S端口与W端口和连通P端口与C端口之间切换； 所述六端液体分配器具有一个固定接口和能够与该固定接口轮流转换连接的六个分配接口，该固定接口连接所述缓冲管，该六个分配接口分别连接所述取样针、三通连接器的一个接口、四通微量进样阀的S端口以及三个试剂瓶； 所述三通连接器的三个接口分别连接所述缓冲液注射泵、四通微量进样阀的P端口以及所述六端液体分配器的其中一分配接口； 所述注射器泵配置有能够切换完成排气和清洗功能的三端分配阀，该三端分配阀的三个阀接口分别连接所述清洗液瓶、自动进样器废液瓶和缓冲管； 所述自动进样器废液瓶与所述四通微量进样阀的W端口连接。
2.如权利要求1所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的四通微量进样阀的定量通路的容积为4nL、10nL或20nL。
3.如权利要求1所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的清洗液瓶与自动进样器废液瓶之间连接有用以清洗所述取样针的清洗槽，所述取样针能够切换插入该清洗槽或装有不同样品的样品盘。
4.如权利要求1、2或3所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的缓冲液注射泵与三通连接器之间连接有用于检测管路工作压力的毛细管压力传感器，所述的注射器泵的三端分配阀与缓冲管之间连接有检测取样流路工作压力的取样流路压力传感器。
5.如权利要求1、2或3所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的三通连接器与四通微量进样阀之间连接有过滤器。
6.如权利要求1所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的清洗液瓶装有清洗液，该清洗液为乙醇或者去离子水。
7.如权利要求1所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的试剂瓶分别装有甲醇、0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠。
8.如权利要求1所述的全自动毛细管电泳仪的液体输送系统，其特征在于:所述的毛细管电泳仪由计算机程序实现自动控制。
【文档编号】G01N35/10GK204116276SQ201420538174
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】阎超, 徐媛, 凌邦瓒, 姚冬 申请人:上海通微分析技术有限公司