CN103926135A - 一种自动稀释装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动稀释装置，包括：本体；设置在所述本体上的至少原液槽和至少一个稀释槽；以及加液臂，其可以向所述原液槽和稀释槽中加入液体；其中，所述加液臂与至少一个高精度加液泵和连续加液泵相连。

Description

一种自动稀释装置和方法

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别地涉及一种自动稀释装置和方法。

背景技术

医学临床实验室和生物实验室经常为了对批量样品进行检测而配制大量给定浓度的试剂。而这些给定浓度的试剂很多都是由高浓度试剂经过稀释而获得的。例如，免疫印迹分析仪是常用的生物检测分析设备。在利用该分析设备进行生物检测时就需要配比大量的试剂。然而，现有技术中并没有自动试剂配比装置。在体外诊断仪器IVD领域内，虽然出现了自动稀释比例仪器，但是其采用的都是大柱塞泵和小柱塞泵来取液，或者采用称重的方式来监测混匀的配比。而且，这些装置都需要手工将吸液管放入配比瓶。配比后，试剂瓶都需要手工来清洗。整个稀释过程仍然非常繁琐，容易出现人为错误。

发明内容

针对以上技术问题，本申请提出了一种自动稀释装置，包括：本体；设置在所述本体上的至少原液槽和至少一个稀释槽；以及加液臂，其可以向所述原液槽和稀释槽中加入液体；其中，所述加液臂与至少一个高精度加液泵和连续加液泵相连。

如上所述的自动稀释装置，其中所述高精度加液泵的精度至少为CV<1％100ul，或CV<0.1％1000ul，或CV<0.05％10000ul。

如上所述的自动稀释装置，进一步包括设置在所述本体上的清洗槽。

如上所述的自动稀释装置，所述加液臂经控制以选择采用高精度加液泵和/或连续加液泵配比混合液。

如上所述的自动稀释装置，其中所述加液臂经控制采用连续加液泵吸取原液和稀释液以配比混合液。

如上所述的自动稀释装置，其中所述加液臂经控制采用高精度加液泵吸取原液，采用连续加液泵吸取稀释液，以配比混合液。

如上所述的自动稀释装置，所述加液臂经控制采用高精度加液泵吸取原液和稀释液，以配比混合液。

如上所述的自动稀释装置，所述加液臂具有液位测量装置。

如上所述的自动稀释装置，所述原液槽、稀释槽或者清洗槽都具有液体排出口。

如上所述的自动稀释装置，其中清洗与加液共用蠕动泵。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的带自动稀释装置的分析设备的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的分析设备液体输运结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的自动稀释装置的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的自动稀释系统的液体输运结构示意图。

图5是根据本发明的另一个实施例的自动稀释装置的示意图；

图6是根据本发明的另一个实施例的包括自动稀释装置的分析设备的结构示意图；

图7是根据本发明的另一个实施例的分析设备的液体输运示意图；以及

图8是根据本发明的一个实施例的自动稀释方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本文提出的“试剂”包括：所有可能加入到反应槽中的液体，包括但不限于稀释液、清洗液、水、封闭液、染色液、包含活性物质的溶剂等。

图1是根据本发明的一个实施例的带自动稀释装置的分析设备的示意图。如图1所示，分析设备100包括控制装置101、蠕动泵装置102和自动稀释装置103、反应/摇匀装置104、加液/吸液装置105和废液泵装置106。加液/吸液装置105包括液臂。液臂可以经控制以在二维或三维空间上移动，以向反应/摇匀装置104的指定反应槽中添加试剂或从中吸取废液。

控制装置101控制自动稀释装置103从试剂瓶107中吸取试剂，从稀释液体源获得稀释液并且完成试剂的稀释。进一步地，蠕动泵装置102从自动稀释装置获得经过稀释的试剂，并将这些试剂输送到加液/吸液装置105。加液/吸液装置105经控制将试剂添加到反应/摇匀装置104中进行反应。然后，在控制装置10的控制下，废液泵装置106驱动加液/吸液装置105将废液从反应/摇匀装置104吸取出来，并且排出分析设备100中。

图2是根据本发明的一个实施例的分析设备液体输运结构示意图。如图2所示，分析设备包括第一组液体泵201、202和203，其用来从原液瓶或原液槽中获取未经稀释的高浓度原液，并将原液加入到自动稀释装置的混匀试剂瓶或稀释槽221、222和223中。举例而言，原液包括Buffer缓冲原液、S-Buffer缓冲原液等。

分析设备包括第二组液体泵204、205和206。液体泵204、205和206连接到稀释液源，用来向混匀试剂瓶或稀释槽221、222和223中加入稀释液。本领域技术人员应当理解，蒸馏水是最常使用的稀释液/清洗液。当然，在本发明中，蒸馏水也可以被其他稀释液代替，或者其他一种或几种稀释液代替。

分析设备还进一步包括第三组液体泵211-218。第三组液体泵211-218分别连接到混匀试剂瓶或稀释槽221、222和223，稀释液源、以及用于显色的底物试剂，并通过加液/吸液装置按照预定的顺序和比例将上述试剂或液体加入到反应槽中，以完成用于生物检测的反应过程以及之后的清洗过程。

分析设备进一步包括废液泵以及与其相连的废液桶。废液泵通过加液/吸液装置105从反应槽中吸取废液。分析设备还可以包括溢流收集装置，以收集由于人为失误或者其他原因而溢出反应槽的液体，并将其汇入到溢流桶中。

本领域技术人员应当理解，上述实施例中的分析设备仅仅是应用本发明的稀释装置和稀释方法的一个具体的实例。任何需要对液体试剂进行自动稀释的其他设备同样可以采用本发明的稀释装置和稀释方法。

图3是根据本发明的一个实施例的自动稀释装置的示意图。如图所示，自动稀释装置300包括：本体301。在本体301上设置有至少一个原液槽302和至少一个稀释槽303。根据本发明的一个实施例，每个原液槽包括一个与其对应的稀释槽。其中，原液槽用于暂存原液，而稀释槽用于对该原液进行稀释。根据本发明的一个实施例，原液槽也可以用于存放原液瓶或试剂瓶。

根据本发明的一个实例，原液槽302和稀释槽303交错设置。如图3所示，多个原液槽302和多个稀释槽303排列成行，形成阵列。一般而言，稀释槽的容量要大于原液槽的容量。本体301上还进一步设置有清洗槽，以用于对加液管路进行清洗。

在本发明之前的现有技术中，稀释试剂都是在可移动的普通的试剂瓶中进行的。这样的做法既非常不便，也不利于实现试剂的自动稀释和清洗，而且容易由于人为失误而造成污染。在本发明的自动稀释装置中，原液或原液的试剂瓶有独立的位置，例如多个原液槽302；也有固定的稀释混匀位置，如多个稀释槽303。因此，在本发明的各个实施例中可以取消用于稀释的移动试剂瓶，从而非常有利于实现试剂的自动稀释和清洗。

自动稀释装置300包括能实现二维或三维运动的加液臂304。加液臂304可以水平移动，以向原液槽302、稀释槽303和清洗槽305中加入试剂、稀释液、和/或清洗液。

根据本发明的一个实施例加液臂304与至少一个高精度的加液泵和至少一个能连续加液的加液泵相连。高精度加液泵的精度至少为CV<1％100ul，或CV<0.1％1000ul，或CV<0.05％10000ul(重复精度在100ul时小于1％，在1000ul小于0.1％，或者在10000ul时小于0.05％)。根据本发明的一个实施例，高精度加液泵可以为高精度柱塞泵或者带有光电控制部分或编码器的蠕动泵。根据本发明的一个实施例，能连续加液的加液泵包括由直流电机驱动的蠕动泵、齿轮泵或注射泵。

图4是根据本发明的一个实施例的自动稀释系统的液体输运结构示意图。如图4所示，自动稀释装置400的加液臂上包括加液针401。加液针401通过第一三通阀402与高精度蠕动泵403和连续加液泵(例如：齿轮泵或注射泵)404相连。进一步地，高精度蠕动泵403通过第二三通阀405与废液桶407和试剂通道408相连。类似地，连续加液泵404通过第三三通阀606与试剂通道698和废液桶609相连。

根据本发明的一个实施例，当需要快速配比大体积的混合液时，无论是原液还是稀释液都采用连续加液泵加取。根据本发明的一个实施例，无论是原液槽还是稀释槽，都采用截面相同的槽体。因此，液体的体积能被液面的变化反映出来，从而被液面传感器监测。根据本发明的另一个实施例，稀释槽的截面并不相同。但是，液体体积V与液面高度之间H遵循函数关系：V＝F(H)。这样，同样可以采用液面传感器来监测稀释槽中液体体积的变化。这样，采用连续加液泵能够实现更快的加液速度，而液面监测又能够实现液体体积的精确监控，从而可以准确迅速的实现给定浓度试剂的配制，实现自动稀释功能。

根据本发明的一个实施例，液位探测通过试剂针液位探测器实现，或光电非接触式液位探测器实现。例如，对于稀释量比较大的清洗缓冲液(Wash Buffer)和缓冲液(Buffer)的原液和稀释液都使用连续加液的蠕动泵或液泵加取，而加液体积的控制通过加液头的试剂针液面探测器来标定液面高度。

根据本发明的一个实施例，自动稀释装置的各个加液泵的流量能被各种方式校准。例如，在稀释时，加液泵采用校准后的流量来定量加液和吸液量，同时采用加样针液位探测体积计算来双重校准。相互校验的好处是能提前告知控制系统刹车，已达到较好的加液量精度控制。

根据本发明的一个实施例，当配制小体积但高精度配比的混合液时，采用高精度的加液泵分别加取原液和稀释液。例如，对于除了清洗缓冲液和缓冲液以外，其余原液量较小原液的稀释，采用高精度加液泵来直接加取。由于高精度加液泵可以准确地控制加入液体的体积，因此可以实现高精度配比的混合液，同样实现原液的自动稀释。根据本发明的一个实施例，也可以采用原液采用高精度加液泵加取而稀释液采用连续加液泵加取。

根据本发明的一个实施例，对于用量比较大的液体可以分多次稀释。举例而言，全自动印迹法膜条分析仪BTT包括两个独立装置：装置I和装置II，其中装置I所需的试剂浓度与装置II所需的试剂浓度不同。在此情况下，自动稀释装置首先完成第一次稀释，满足BTT的独立装置I需求。然后，再稀释BTT独立装置II的液量。这样可以利用独立装置I加样本的时间来作为装置II的稀释时间。后续的稀释依次类推。

根据本发明的自动配比高精度二抗试剂实例，原液采用高精度的加液泵，例如高精度柱塞泵，吸取。稀释液根据需求液体量的情况来决定采用高精度的加液泵还是连续加液的加液泵。如果需求的液体量比较大时，利用连续加液泵快速地将原液和稀释液量都较大的按比例稀释混匀，提高了配比混匀效率。如果需求的液体量比较小，稀释液也采用高精度柱塞泵吸取，提高了配比精度。

如图3所示，每个原液槽、稀释槽或者清洗槽都具有排出口306。通过排出口306与废液泵连接，可以实现自动清洗，即上端加清洗液，下端将液体吸干。本发明的一个实例实现了自动清洗过程，减少了人工参与，节省了人力和减少了计算和操作出错几率。

根据本发明的一个实施例，自动清洗与加试剂共用蠕动泵以节省成本。完成稀释后，采用加稀释液的蠕动泵用来加清洗液，而采用相对应的向反应/摇匀装置加经稀释后液体的蠕动泵用来吸干，从而将瓶子洗干净。换言之，加经稀释后液体的蠕动泵可以通过一个三通阀，与加液/吸液装置和废液桶相连。当向反应/摇匀装置中加入试剂时，该蠕动泵与加液/吸液装置相连；当清洗稀释槽时，该蠕动泵与废液桶相连。

本实施例充分利用了加经稀释后液体的蠕动泵作为清洗瓶子排干的液体泵，一个泵兼具两个用途，大大节省了成本。也就是说，稀释槽内装的液体如果是试剂，则蠕动泵是用来加试剂用的；如果稀释槽内是清洗液，蠕动泵则是用来清洗试剂槽的。因此，蠕动泵既能用来加试剂又能用来清洗试剂槽。

根据本发明的一个实施例，清洗原液槽或者稀释槽的顺序也是先使用完毕的就先清洗，充分利用混匀的时间和干燥的时间，不需等到全部结束再一起清洗。

图5是根据本发明的另一个实施例的自动稀释装置的示意图。如图5所示，自动稀释装置500包括本体501和大致上圆周排列的原液槽502和稀释槽503。原液槽502和稀释槽503呈交错排列，形成阵列的形式。自动稀释装置500还进一步包括本体501上的清洗槽504。

进一步地，自动稀释装置500包括位于圆周排列的原液槽502和稀释槽503的中心的加液臂505。加液臂505可以旋转，以向各个原液槽502和稀释槽503以及清洗槽504中添加试剂、稀释液和/或清洗液等。同样地，加液臂505与至少一个高精度的加液泵和至少一个能连续加液的加液泵相连。当然，本实施例中也具有图3所示的实施例的特征，例如加液臂上同时至少有一个高精度的加液泵和至少一个能连续加液的加液泵。因此，快速配比大体积的混合液采用一个连续的加液泵加取，液体的体积能被液面传感器监测；而小体积高精度配比的混合液采用一个高精度的加液泵，分别加取原液和稀释液。另外，自动清洗瓶子的方法是上端加清洗液，下端将液体吸干。图5所示的实施例的功能与图3所示实施例大致相同，这里不再赘述。

上述两个实施例中自动稀释装置的主要特点：

1、稀释槽的高度方向的截面积是相同的；便于通过液位计算体积；

2、稀释槽底部有液体出口，方便排出稀释后的试剂及可用来清洗该稀释槽；

3、有一个二位运动或三维运动的加液臂；能实现液位探测、加吸液及水平运动；以及

4、加液泵采用校准后的流量来定量加液和吸液量，同时采用加样针液位探测体积计算来双重校准。

图6是根据本发明的另一个实施例的包括自动稀释装置的分析设备的结构示意图。如图6所示，分析设备600包括自动稀释装置601、蠕动泵602、具有温育槽的反应装置603、和废液泵604。自动稀释装置601完成试剂的自动稀释后，蠕动泵602通过加液管从自动稀释装置的稀释槽中获得经过稀释后的试剂，然后通过加入到反应装置603的温育槽中。图6中仅示出了一个蠕动泵602，其一端连接到自动稀释装置的一个稀释槽，另一端连接到一个加液头上。同样地，分析设备600可以包括多个蠕动泵。各个蠕动泵通过加液管将各个稀释槽与各个加液头相连。当然，一个稀释槽也可能与多个蠕动泵相连，进而与多个加液头相连。而，一个加液头也可能与多个蠕动泵相连，进而与多个稀释槽相连。同样地，分析设备500的加液管的末端也可以不包括加液头，而直接通过加液管的末端向反应装置中加入经过稀释后的试剂。废液泵604通过废液头从反应装置中吸取反应后的废液，然后将其排入废液桶605中，或直接排出分析设备600之外。

图7是根据本发明的另一个实施例的分析设备的液体输运示意图。如图7所示，分析装置包括多个蠕动泵701-706，其可以与多个试剂瓶711-716相连，或者与多个稀释瓶721-726相连，蠕动泵701-706的另一端与连接到加液装置的多个加液管。

根据本发明的一个实施例，当需稀释的试剂种类不多时，每一个稀释瓶配有一个与原液瓶相连的连续加液泵，稀释液也采用一个连续加液的加液泵进行添加，而配比量通过加样头来检测液面高度来实现。

原液量配比少的试剂，将采用连接在加样臂上的加样泵吸取原液，连续加液泵吸取稀释液，在反应区内进行配比稀释和混匀。每一个液量比较大的需稀释的试剂瓶配一个与原液相连的连续加液泵，其余多个试剂瓶的稀释液采用一个连接有连续加液泵的能移动的二维臂或三维运动臂的加液头来移动加取。

图8是根据本发明的一个实施例的自动稀释方法的流程图。如图所示，在步骤810，吸取待稀释的原液；在步骤820，获取稀释液；在步骤830，在稀释槽中将所述待稀释的原液和所述稀释液混合，并监视混合后的稀释试剂的液体体积，直到达到预定液体体积。

根据本发明的一个实施例，在步骤810，如果配比量比较大的清洗液和缓冲液时，在采用连续加液的加液泵来吸取原液和稀释液；如果配比量比较小的高精度配比的混合液时，采用高精度柱塞泵或高精度蠕动泵来吸取原液和稀释液。

根据本发明的一个实施例，在步骤810，采用连续加液的加液泵来吸取稀释液，采用高精度柱塞泵或蠕动泵来吸取原液。

根据本发明的一个实施例，在步骤830，采用针液位探测以控制稀释混合后的液体体积。根据本发明的另一个实施例，在步骤830，采用校准后的加液泵流量来定量混合后的液体体积。或者，根据本发明的另一个实施例，在步骤830，采用针液位探测和校准后的加液泵流量来定量混合后的液体体积。

根据本发明的一个实施例，进一步包括：在步骤840，清洗稀释槽。根据本发明的一个实例，采用完成稀释后，采用加稀释液的蠕动泵用来加清洗液，而采用相对应的加经稀释的试剂的蠕动泵用来吸干清洗液，从而将稀释槽洗干净。

本发明的上述自动稀释方法解决了配比效率不高，实现自动清洗的问题。在需要进行试剂稀释的多种设备中都可以应用。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (23)

1.一种自动稀释装置，包括：

本体；

设置在所述本体上的至少一个原液槽和至少一个稀释槽；以及

加液臂，其可以向所述至少一个稀释槽中加入液体；其中，所述加液臂与至少一个高精度加液泵和连续加液泵相连。

2.根据权利要求1所述的自动稀释装置，其中所述高精度加液泵的精度至少为CV<1％100ul，或CV<0.1％1000ul，或CV<0.05％10000ul。

3.根据权利要求1所述的自动稀释装置，进一步包括设置在所述本体上的清洗槽。

4.根据权利要求1所述的自动稀释装置，所述原液槽适合于容纳待稀释原液或盛放带稀释原液的原液瓶。

5.根据权利要求4所述的自动稀释装置，其中所述加液臂经控制选择采用高精度加液泵或者连续加液泵从所述原液槽或者所述原液瓶中吸取所述待稀释原液。

6.根据权利要求4或5所述的自动稀释装置，其中所述加液臂经控制选择采用高精度加液泵或连续加液泵获取稀释液。

7.根据权利要求1所述的自动稀释装置，所述加液臂具有液位测量装置。

8.根据权利要求1所述的自动稀释装置，所述高精度加液泵和/或连续加液泵具有流量测量装置。

9.根据权利要求1所述的自动稀释装置，所述稀释槽具有液体排出口。

10.根据权利要求9所述的自动稀释装置，进一步包括蠕动泵，所述蠕动泵一端连接到所述稀释槽的所述液体排除口，所述蠕动泵另一端分别连接到加液装置和废液装置。

11.一种分析装置，包括：

如权利要求1-10所述的自动稀释装置；

第一组液体泵，其连接到待稀释原液源和所述自动稀释装置；

第二组液体泵，其连接到稀释液源和所述自动稀释装置；以及

第三组液体泵，其连接到所述自动稀释装置和反应/摇匀装置。

12.如权利要求11所述的分析装置，进一步包括：控制装置，其控制所述自动稀释装置吸取待稀释原液和稀释液，并且监视稀释后液体的体积。

13.如权利要求11所述的分析装置，进一步包括：加液/吸液装置，其经控制将所述经稀释的试剂添加到所述反应/摇匀装置中。

14.如权利要求13所述的分析装置，进一步包括：废液泵装置，其驱动所述加液/吸液装置将废液从所述反应/摇匀装置排出。

15.如权利要求11所述的分析装置，其中所述第一组液泵包括高精度加液泵和连续加液泵。

16.如权利要求11所述的分析装置，其中所述第二组液泵包括高精度加液泵和连续加液泵。

17.一种稀释方法，其包括：

吸取待稀释的原液；

获取稀释液；以及

在稀释槽或试剂瓶中将所述待稀释的原液和所述稀释液混合，并监视混合后的稀释试剂的液体体积，直到达到预定液体体积。

18.如权利要求17所述的稀释方法，其中在配比量比较大的清洗液和缓冲液时，在采用连续加液的加液泵来吸取原液和稀释液。

19.如权利要求17所述的稀释方法，其中在配比量比较小的高精度配比的混合液时，采用高精度柱塞泵或高精度蠕动泵来吸取原液和稀释液。

20.如权利要求17所述的稀释方法，其中采用连续加液的加液泵来吸取稀释液，采用高精度柱塞泵或蠕动泵来吸取原液。

21.如权利要求17所述的稀释方法，其中采用针液位探测稀释混合后的液体体积。

22.如权利要求19-21中任一所述的稀释方法，其中根据高精度加液泵和/或连续加液泵的流量来定量混合后的液体体积。

23.如权利要求17所述的稀释方法，进一步包括：清洗稀释槽，其中采用加稀释液的加液泵用来加清洗液，而采用相对应的向反应装置中加经稀释的试剂的蠕动泵用来吸干清洗液。