CN101596469A - 多通道加样设备 - Google Patents

Abstract

一种多通道加样设备，包括横梁，横梁上设有多个加样器固定杆，横梁的下方设有试样放置台，每个加样器固定杆上分别设有一个加样器，每个加样器包括一个沿垂直方向设置的中空的加样针，每个加样针的下部插装有吸头，每个加样针分别安装在注射泵座上，每个加样针与位于注射泵座内部的注射管路相连，每个注射管路上分别设有一个用于测量注射管路内压力的压力传感器，每个注射泵的上部具有一个沿垂直方向插入溶液腔内的推拉杆，每个推拉杆的顶端分别与一个丝杠螺母相连，每个丝杠螺母分别旋装在一个沿垂直方向设置的丝杠上。其目的在于提供一种吸液、分液的准确度高，吸液、分液的稳定性好，适用性强，可减少或避免样本间交叉感染的多通道加样设备。

Description

多通道加样设备

技术领域

本发明涉及一种用于试剂的稀释、分配、混匀的设备。

背景技术

多通道加样设备是用于用于全自动化样本、试剂的稀释、分配、混匀及相关数据的文档自动化管理等操作的设备，多个加样通道是指具有多个加样器。多通道加样设备可以用于医学检验、食品检验、生物学实验等过程中的所有自动液体加样工作。例如，药物高通量筛选，生物实验室，基因测序前处理，前PCR、后PCR处理，固相萃取、液液萃取，DNA/RNA分离，自动蛋白沉淀操作等。具体主要包括：核酸纯化、PCR设置和纯化、基因、蛋白质测序处理、样品的标准化、生物晶片样品制备、克隆快速筛选、蛋白质结晶、凝胶消化处理、MALDI-TOF样品处理、蛋白质沉淀、蛋白质纯化、ADMET分析、可溶性分析、混和物处理、样品快速筛选、微孔板复制、固相样品提取、液相-液相样品提取、细胞培养、ELISA样品处理、血型分析处理、血样汇集处理等，现有的加样设备在吸液、分液方面的准确度还不够高，不能实现液体高精确定量转移。此外，现有的加样设备还存在着容易出现样本间交叉感染的问题，严重影响相关工作的完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸液、分液的准确度高，吸液、分液的稳定性好，适用性强，可减少或避免样本间交叉感染的多通道加样设备。

本发明的多通道加样设备，包括机架，机架上设有可沿前、后水平方向运动的横梁，横梁上设有可沿左、右水平方向运动的加样器固定杆，横梁的下方设有试样放置台，所述加样器固定杆上设有加样器，所述加样器固定杆为多个，多个加样器固定杆沿垂直方向设置，每个加样器固定杆上分别设有一个加样器，每个加样器包括一个沿垂直方向设置的中空的加样针，每个所述加样针的下部插装有吸头，每个加样针分别安装在一个注射泵座上，每个注射泵座分别安装在一个滑动架的下部，每个所述加样针的进液口与位于所述注射泵座内部的注射管路的出口相连，每个注射管路进口分别与一个注射泵的溶液腔的排液口相连，每个注射管路上或溶液腔内分别设有一个用于测量注射管路内压力的压力传感器，每个溶液腔分别位于注射泵的下部，每个注射泵的底端分别安装在一个注射泵座上，每个注射泵的上部具有一个沿垂直方向插入所述溶液腔内的推拉杆，每个推拉杆的顶端分别通过连接板与一个丝杠螺母相连，每个丝杠螺母分别旋装在一个沿垂直方向设置的丝杠上，每个丝杠两端分别采用轴承座安装在所述滑动架上，每个丝杠的一端分别采用一台注射电机拖动，每个注射电机分别安装在一个所述滑动架上，每个滑动架分别通过一个沿垂直方向设置的滑轨组件与所述加样器固定杆相连，每个滑动架分别采用一个驱动装置驱动其沿垂直方向运动，每个所述驱动装置分别安装在所述加样器固定杆上，每个所述压力传感器通过信号线与电气控制装置相连。

本发明的多通道加样设备，其中所述横梁包括并列设置的前边梁和后边梁，前边梁和后边梁的两端分别采用侧框相连，前边梁和后边梁上分别设有2个或4个可沿左、右水平方向运动的所述加样器固定杆，每个加样器固定杆分别安装在前边梁和后边梁的内侧，每个加样器固定杆上加样针的轴线全部沿左、右方向平行并列设置，前边梁上的加样针与后边梁上的加样针一一交错布置。

本发明的多通道加样设备，其中每个所述加样器中的所述滑轨组件包括一个前滑道和一个后滑道，前滑道沿垂直方向固定在该加样器的滑动架的后侧，后滑道沿垂直方向固定在设有该加样器的加样器固定杆的前侧，该加样器固定杆前侧的下部采用下定位板安装有下滑块，下滑块能滑动地安装在所述前滑道上，所述滑动架后侧的上部采用上定位板安装有上滑块，上滑块能滑动地安装在所述后滑道上。

本发明的多通道加样设备，其中每个所述加样器中的所述驱动装置分别包括上皮带轮和下皮带轮，上皮带轮套装在上皮带轮轴上，下皮带轮套装在下皮带轮轴上，上皮带轮轴的轴线与下皮带轮轴上的轴线相互平行，上皮带轮轴或下皮带轮轴上采用带有驱动电机的减速机拖动，减速机安装在设有该加样器的加样器固定杆上，所述下皮带轮和所述上皮带轮上套装有环形的传动带，所述上滑块位于传动带的环形内，传动带与所述上滑块固定相连。

本发明的多通道加样设备，其中所述前边梁和所述后边梁上分别沿横向安装有齿条，每个所述加样器固定杆上分别安装有一个横向驱动电机，每个横向驱动电机的输出轴上套装有横向驱动齿轮，横向驱动齿轮与所述齿条相啮合。

本发明的多通道加样设备，其中每个所述连接板的中部沿垂直方向设有导向孔，导向孔内沿垂直方向插装有一个导向杆，每个导向杆的两端分别固定在一个滑动架上。

本发明的多通道加样设备，其中每个所述吸头采用塑料制成，所述前边梁上的吸头之间的最小距离为18mm，所述后边梁上的吸头之间的最小距离为18mm，所述前边梁上的吸头与后边梁上的吸头之间的最小距离为9mm。

本发明的多通道加样设备的优点和积极效果在于：其每个加样器都被设计成独立单元模块，每个加样器都可以独立的进行吸液、分液动作，可以自己完成吸液分液过程中的吸液、分液、液体水平检测、凝块检测等工作，使得本发明的多通道加样设备可以更好地完成各项工作，适用性强。由于采用了本发明特有的设计，利用压力传感器进行液面探测，并利用丝杠传动驱动注射泵，从而提高了吸液、分液的准确度，可以精确控制加样量到纳升级，这一数量级远高于现有的加样设备；由于采用压力传感器进行液面探测，并采用一次性吸头，可以减少或避免样本间交叉感染。此外，由于每个加样器机械结构完全一样，各个部件的互换性强，可以减少设备维修的难度，降低维修费用，也降低了设备的制造成本。

本发明多通道加样设备的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例便可清楚明了。

附图说明

图1为本发明的多通道加样设备的立体图；

图2为本发明的多通道加样设备的其中一个加样器的立体图；

图3为图2中的加样器的主视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的多通道加样设备，包括机架(图中未画出)，机架上设有可沿前、后水平方向运动的横梁200，横梁200的下方设有试样放置台(图中未画出)，横梁200包括并列设置的前边梁201和后边梁202，前边梁201和后边梁202的两端分别采用侧框203相连，前边梁201和后边梁202上分别设有4个可沿左、右水平方向运动的加样器固定杆24，加样器固定杆24沿垂直方向设置，每个加样器固定杆24上分别设有一个加样器，每个加样器固定杆24分别安装在前边梁201和后边梁202的内侧，每个加样器固定杆24上加样针1的轴线全部沿左、右方向平行并列设置，前边梁201上的加样针与后边梁202上的加样针一一交错布置。

如图2和图3所示，每个加样器包括一个沿垂直方向设置的中空的加样针1，每个加样针1的下部插装有吸头31，吸头31可以通过计算机控制每个加样针1的运动而被自动插在加样针1的下部，每个吸头31采用塑料制成，吸头31为一次性使用，以避免样本间交叉感染；采用塑料制成一次性吸头31，可以大大降低使用成本。每个加样针1分别安装在一个注射泵座2上，每个注射泵座2分别安装在一个滑动架3的下部，每个加样针1的进液口与位于注射泵座2内部的注射管路4的出口相连，每个注射管路4进口分别与一个注射泵14的溶液腔5的排液口相连，每个注射管路4上分别设有一个用于测量注射管路4内压力的压力传感器13，压力传感器13也可以设置在溶液腔5内，采用压力传感器13进行液面探测，可提高吸液、分液的准确度，每个溶液腔5分别位于注射泵14的下部，每个注射泵14的底端分别安装在一个注射泵座2上，每个注射泵14的上部具有一个沿垂直方向插入溶液腔5内的推拉杆6，每个推拉杆6的顶端分别通过连接板15与一个丝杠螺母7相连，每个连接板15的中部沿垂直方向设有导向孔，导向孔内沿垂直方向插装有一个导向杆28，每个导向杆28的两端分别固定在一个滑动架3上，导向杆28用于引导连接板15，每个丝杠螺母7分别旋装在一个沿垂直方向设置的丝杠8上，每个丝杠8两端分别采用轴承座9、10安装在滑动架3上，每个丝杠8的一端分别采用一台注射电机16拖动，每个注射电机16分别安装在一个滑动架3上，每个滑动架3分别通过一个沿垂直方向设置的滑轨组件与加样器固定杆24相连，每个加样器中的滑轨组件包括一个前滑道27和一个后滑道12，前滑道27沿垂直方向固定在滑动架3的后侧，后滑道12沿垂直方向固定在加样器固定杆的前侧，该加样器固定杆前侧的下部采用下定位板25安装有下滑块26，下滑块26能滑动地安装在前滑道27上，滑动架3后侧的上部采用上定位板30安装有上滑块11，上滑块11能滑动地安装在后滑道12上。每个滑动架3分别采用一个驱动装置驱动其沿垂直方向运动，每个驱动装置分别安装在所述加样器固定杆24上，每个加样器中的驱动装置分别包括上皮带轮20和下皮带轮22，上皮带轮20套装在上皮带轮轴32上，下皮带轮22套装在下皮带轮轴23上，上皮带轮轴32的轴线与下皮带轮轴23上的轴线相互平行，上皮带轮轴32或下皮带轮轴23上采用带有驱动电机21的减速机29拖动，减速机29安装在加样器固定杆24上，下皮带轮22和上皮带轮20上套装有环形的传动带19，上滑块11位于传动带19的环形内，传动带19与上滑块11固定相连。每个压力传感器13通过信号线与电气控制装置相连。

上述驱动电机21在使用时可通过减速机29使上皮带轮轴32转动，上皮带轮轴32通过上皮带轮20拖动传动带19转动，使上滑块11随着传动带19一起运动，上滑块11则会通过上定位板30使滑动架3随之运动，下滑块26则通过前滑道27用于引导滑动架3，从而实现加样针1以更大的行程、更加平稳的作升降运动。

上述注射电机16可通过丝杠8、丝杠螺母7、连接板15驱动推拉杆6向上或向下运动，推拉杆6向上运动，就会将注射管路4内的气体抽入溶液腔5，如果吸头31的吸入口位于液体内，液体就会被吸入吸头31内；推拉杆6向下运动，就会将溶液腔5内的气体排到注射管路4内，如果吸头31内有液体，液体会从吸头31的吸入口排出。

与单轨结构相比，上述采用一个前滑道27和一个后滑道12的双轨设计，可以提高设备运行的稳定性。

上述前边梁201和后边梁202上分别沿横向安装有齿条33，每个加样器固定杆24上分别安装有一个横向驱动电机18，每个横向驱动电机18的输出轴上套装有横向驱动齿轮17，横向驱动齿轮17与齿条33相啮合。采用齿轮齿条式分针结构，可加大每个加样器的运行距离，提高每个加样器的运行速度，从而可提高工作效率。

上述前边梁201上的吸头31之间的最小距离为18mm，后边梁202上的吸头31之间的最小距离为18mm，前边梁201上的吸头31与后边梁202上的吸头31之间的最小距离为9mm。

上述采用压力传感器13模式进行液面探测的过程为，当某个吸头31需要吸液时，带有该吸头31的加样针1向下运动，注射泵14在注射电机16的带动下开始吸气，同时与注射管路4相连的压力传感器13开始进行压力检测。当吸头31接触到液体表面时，压力传感器13的输出信号会发生变化，因此可以检测到液体表面的位置。当某个吸头31吸液时，注射泵14在注射电机16的带动下开始吸液，同时与注射管路4相连的压力传感器13开始进行压力检测，当吸头31接触到液体中的凝块时，压力传感器13的输出信号会发生变化，因此可以检测到液体中的凝块。

本发明的多通道加样设备在使用时，可以在试样放置台上摆放各种各样的容器和检测设备，例如试管、样品杯、96孔板、48孔板、不规则板、384孔板、培养皿、血型卡、PCR管等等不同的容器和孵育器、洗板机、震荡仪、酶标仪、荧光仪、PCR仪等设备，利用本发明的多通道加样设备的多个加样器，可以同时从多个容器中(如试管)吸取液体(如血清)，然后同时将液体精确地喷出到别的容器中(如96孔板)，实现液体的精确定量转移。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.多通道加样设备，包括机架，机架上设有可沿前、后水平方向运动的横梁(200)，横梁(200)上设有可沿左、右水平方向运动的加样器固定杆(24)，横梁(200)的下方设有试样放置台，所述加样器固定杆(24)上设有加样器，其特征在于所述加样器固定杆(24)为多个，多个加样器固定杆(24)沿垂直方向设置，每个加样器固定杆(24)上分别设有一个加样器，每个加样器包括一个沿垂直方向设置的中空的加样针(1)，每个所述加样针(1)的下部插装有吸头(31)，每个加样针(1)分别安装在一个注射泵座(2)上，每个注射泵座(2)分别安装在一个滑动架(3)的下部，每个所述加样针(1)的进液口与位于所述注射泵座(2)内部的注射管路(4)的出口相连，每个注射管路(4)进口分别与一个注射泵(14)的溶液腔(5)的排液口相连，每个注射管路(4)上或溶液腔(5)内分别设有一个用于测量注射管路(4)内压力的压力传感器(13)，每个溶液腔(5)分别位于注射泵(14)的下部，每个注射泵(14)的底端分别安装在一个注射泵座(2)上，每个注射泵(14)的上部具有一个沿垂直方向插入所述溶液腔(5)内的推拉杆(6)，每个推拉杆(6)的顶端分别通过连接板(15)与一个丝杠螺母(7)相连，每个丝杠螺母(7)分别旋装在一个沿垂直方向设置的丝杠(8)上，每个丝杠(8)两端分别采用轴承座(9、10)安装在所述滑动架(3)上，每个丝杠(8)的一端分别采用一台注射电机(16)拖动，每个注射电机(16)分别安装在一个所述滑动架(3)上，每个滑动架(3)分别通过一个沿垂直方向设置的滑轨组件与所述加样器固定杆(24)相连，每个滑动架(3)分别采用一个驱动装置驱动其沿垂直方向运动，每个所述驱动装置分别安装在所述加样器固定杆(24)上，每个所述压力传感器(13)通过信号线与电气控制装置相连。

2.根据权利要求1所述的多通道加样设备，其特征在于所述横梁(200)包括并列设置的前边梁(201)和后边梁(202)，前边梁(201)和后边梁(202)的两端分别采用侧框(203)相连，前边梁(201)和后边梁(202)上分别设有2个或4个可沿左、右水平方向运动的所述加样器固定杆(24)，每个加样器固定杆(24)分别安装在前边梁(201)和后边梁(202)的内侧，每个加样器固定杆(24)上加样针(1)的轴线全部沿左、右方向平行并列设置，前边梁(201)上的加样针与后边梁(202)上的加样针一一交错布置。

3.根据权利要求2所述的多通道加样设备，其特征在于每个所述加样器中的所述滑轨组件包括一个前滑道(27)和一个后滑道(12)，前滑道(27)沿垂直方向固定在该加样器的滑动架(3)的后侧，后滑道(12)沿垂直方向固定在设有该加样器的加样器固定杆的前侧，该加样器固定杆前侧的下部采用下定位板(25)安装有下滑块(26)，下滑块(26)能滑动地安装在所述前滑道(27)上，所述滑动架(3)后侧的上部采用上定位板(30)安装有上滑块(11)，上滑块(11)能滑动地安装在所述后滑道(12)上。

4.根据权利要求3所述的多通道加样设备，其特征在于每个所述加样器中的所述驱动装置分别包括上皮带轮(20)和下皮带轮(22)，上皮带轮(20)套装在上皮带轮轴(32)上，下皮带轮(22)套装在下皮带轮轴(23)上，上皮带轮轴(32)的轴线与下皮带轮轴(23)上的轴线相互平行，上皮带轮轴(32)或下皮带轮轴(23)上采用带有驱动电机(21)的减速机(29)拖动，减速机(29)安装在设有该加样器的加样器固定杆(24)上，所述下皮带轮(22)和所述上皮带轮(20)上套装有环形的传动带(19)，所述上滑块(11)位于传动带(19)的环形内，传动带(19)与所述上滑块(11)固定相连。

5.根据权利要求4所述的多通道加样设备，其特征在于所述前边梁(201)和所述后边梁(202)上分别沿横向安装有齿条(33)，每个所述加样器固定杆(24)上分别安装有一个横向驱动电机(18)，每个横向驱动电机(18)的输出轴上套装有横向驱动齿轮(17)，横向驱动齿轮(17)与所述齿条(33)相啮合。

6.根据权利要求5所述的多通道加样设备，其特征在于每个所述连接板(15)的中部沿垂直方向设有导向孔，导向孔内沿垂直方向插装有一个导向杆(28)，每个导向杆(28)的两端分别固定在一个滑动架(3)上。

7.根据权利要求6所述的多通道加样设备，其特征在于所述前边梁(201)上的吸头(31)之间的最小距离为18mm，所述后边梁(202)上的吸头(31)之间的最小距离为18mm，所述前边梁(201)上的吸头(31)与后边梁(202)上的吸头(31)之间的最小距离为9mm。

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