CN106423324B - 一种移液装置及移液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移液装置及移液方法，所述移液装置包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构，及用于控制所述移液机构横向、纵向及垂直移动的定位机构；所述移液机构包括一移液器；所述移液器包括：液路系统、气路系统及移液控制系统。本发明所述移液装置，当柱塞泵停止吸取样本时，被压缩的空气向外膨胀，气路系统的气囊能够缓冲气路系统内的被压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本从一次性吸样头中溢出，并且所述移液装置还能够缩短、简化加注流程，从而在提高体液样本加注准确性和精度的同时，还能够缩短体液样本的加注时间。

Description

一种移液装置及移液方法

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种移液装置及移液方法。

背景技术

化学发光免疫分析系统是一种对患者体液样本进行免疫学定量分析的仪器，分析时通过将定量的样本和试剂混合，使其在一定的环境中发生化学反应，来测定体液样本中被测物质的浓度。

目前，比较多的分析仪采用不锈钢制成的管路直接进行吸取和加注体液样本，并通过对不锈钢管路的接触部分进行清洗后重复使用，但是重复使用存在样本之间污染、干扰测定结果准确性的可能。为了避免样本间的污染，可在不锈钢管路前端安装一次性吸头来实现，但是一次性吸样头的引入使得样本被吸取之前，不锈钢管路与一次性吸样头之间形成一定体积的被空气充满的空腔，在样本吸取时，这部分空气包裹在空腔中并在吸取样本的压力作用下被压缩，待样本吸取结束后，被压缩的气体在一定程度上向外膨胀，迫使被吸取的样本从一次性吸样头开口处溢出，形成液滴，影响了样本的加注精度和准确性，并且溢出的液滴体积越大，对样本加注精度和准确性的影响越大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种移液装置及移液方法，从而克服现有技术中采用一次性吸样头吸取体液样本时，被吸取的样本容易从一次性吸样头开口处溢出形成液滴，影响样本的加注精度和准确性的问题。

本发明的技术方案如下：

一种移液装置，包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构，及用于控制所述移液机构横向、纵向及垂直移动的定位机构；所述移液机构包括一移液器；所述移液器包括：用于通过加载一次性吸样头吸取和加注体液样本的液路系统，用于当吸取完体液样本后缓冲液路系统内压缩空气向外的膨胀作用力、抑制体液样本溢出的气路系统，及用于控制所述液路系统和所述气路系统运行的移液控制系统。

所述的移液装置，其中，所述液路系统包括：移液器本体，设置在所述移液器本体上的液路管，及与所述液路管一端依次连接的柱塞泵、阀、水箱。

所述的移液装置，其中，所述气路系统包括：所述移液器本体，设置在所述移液器本体上的气路管，及与所述气路管一端依次连接的气囊、电磁阀、压力传感器。

所述的移液装置，其中，所述移液器本体的下端设置有用于加载一次性吸样头的锥形导向结构。

所述的移液装置，其中，所述定位机构包括：底板，固定设置在所述底板上的第一导轨，滑动设置在所述第一导轨上的支座，设置在所述底板上用于驱动所述支座沿所述第一导轨横向运动的第一驱动组件，设置在所述支座上的第二导轨，滑动设置在所述第二导轨上的滑座，设置在所述支座上用于驱动所述滑座沿所述第二导轨纵向运动的第二驱动组件，设置在所述滑座一侧上的固定板，设置在所述固定板上的第三导轨，设置在所述固定板上用于驱动所述移液机构沿所述第三导轨垂直运动的第三驱动组件；其中，所述移液机构设置在所述第三导轨上。

所述的移液装置，其中，所述移液机构包括：滑动设置在所述第三导轨上的移液器底座，安装在所述移液器底座上的所述移液器，及用于将所述移液器安装在所述移液器底座上的安装组件。

所述的移液装置，其中，所述第一驱动组件包括：设置在所述底板一端的上的第一链轮，设置在所述底板另一端上的第一驱动电机，及连接所述第一链轮和所述第一驱动电机并与所述第一导轨平行设置的第一链条；所述支座与所述第一链条连接。

所述的移液装置，其中，所述第二驱动组件包括：设置在所述支座一端上的第二链轮，设置在所述支座另一端上的第二驱动电机，及连接所述第二链轮和所述第二驱动电机并与所述第二导轨平行设置的第二链条；所述滑座与所述第二链条连接。

所述的移液装置，其中，所述第三驱动组件包括：设置在所述固定板一端上的第三链轮，设置在所述固定板另一端上的第三驱动电机，及连接所述第三链轮和所述第三驱动电机并与所述第三导轨平行设置的第三链条；所述移液机构与所述第三链条连接。

一种移液方法，所述移液方法基于一种移液装置，所述移液装置包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构，及用于控制所述移液机构横向、纵向及垂直移动的定位机构；所述移液机构包括一移液器；所述移液器包括：用于通过加载一次性吸样头吸取和加注体液样本的液路系统，用于当吸取完体液样本后缓冲液路系统内压缩空气向外的膨胀作用力、抑制体液样本溢出的气路系统，及用于控制所述液路系统和所述气路系统运行的移液控制系统；所述液路系统包括：移液器本体，设置在所述移液器本体上的液路管，及与所述液路管一端依次连接的柱塞泵、阀、水箱；所述气路系统包括：所述移液器本体，设置在所述移液器本体上的气路管，及与所述气路管一端依次连接的气囊、电磁阀、压力传感器；

所述移液方法包括步骤：

A、在液路系统吸取体液样本之前，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵从水箱中吸取水充满液路管；之后，通过定位机构将移液器移动至吸样头加载位加载一次性吸头，同时通过移液控制系统控制电磁阀打开，并通过压力传感器测量气路系统内的气压值；

B、通过定位机构将移液器移动到样本位上方后，向体液样本的液面方向垂直下降，移液控制系统根据气路系统内的气压值的改变，判断探测到体液样本的液面，并在探测到液面后继续下降固定的深度以保证体液样本吸取的连续性，在移液器停止下降时，通过移液控制系统控制柱塞泵向一次性吸头内吸取体液样本；当完成吸取后，通过移液控制系统控制柱塞泵关闭，通过气囊缓冲气路系统内压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本溢出；

C、通过定位机构将吸取完体液样本的移液器移动到样品加注位，通过移液控制系统控制柱塞泵运行，将一次性吸样头内的体液样本加注到样本加注位的容器内；

D、当体液样本加注结束后，通过定位机构将移液器移动到吸样头丢弃位，丢弃一次性吸样头，然后通过定位机构将移液器移动到清洗位，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵吸取水箱中的水清洗液路管，完成体液样本的加注过程。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种移液装置及移液方法，所述移液装置的移液器具有一气路系统，当柱塞泵停止吸取样本时，被压缩的空气向外膨胀，气路系统的气囊能够缓冲气路系统内的被压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本从一次性吸样头中溢出，并且本发明的移液装置还能够缩短、简化加注流程，从而在提高体液样本加注准确性和精度的同时，还能够缩短体液样本的加注时间。

附图说明

图1是本发明所述移液装置较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明所述移液装置的移液器较佳实施例的局部结构示意图。

图3是本发明所述移液装置的移液器较佳实施例的结构原理图。

图4是本发明所述移液器本体较佳实施例的结构示意图。

图5是本发明所述气囊容积比折线图。

具体实施方式

本发明提供一种移液装置及移液方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施例的移液装置，如图1所示，包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构9，及用于控制移液机构9横向、纵向及垂直移动的定位机构（未标出）。

进一步的，如图1所示，所述定位机构包括：底板80，固定设置在底板80上的第一导轨81，滑动设置在第一导轨81上的支座82，设置在底板80上用于驱动支座82沿第一导轨81横向运动的第一驱动组件83，设置在支座82上的第二导轨84，滑动设置在第二导轨84上的滑座85，设置在支座82上用于驱动滑座85沿第二导轨84纵向运动的第二驱动组件86，设置在滑座85一侧上的固定板87，设置在固定板87上的第三导轨（未标出），设置在固定板87上用于驱动移液机构9沿所述第三导轨垂直运动的第三驱动组件89；其中，所述移液机构9设置在所述第三导轨上。

本发明所述定位机构的工作原理为：通过第三驱动组件89将移液机构9运入或运出工作区；通过第二驱动组件86实现移液机构9纵向方向移动，通过第一驱动组件83实现移液机构9横向方向移动；通过第一驱动组件83和第二驱动组件86实现移液机构9在至少一个工作区上方移动；通过第三驱动组件89将移液机构9送入工作区或运出工作区。通过第一驱动组件83、第二驱动组件86和第三驱动组件89的协同作用，最终实现移液机构9的一次性吸头的加载、样本的吸取与加注、一次性吸头的丢弃和移液机构9的清洗。

进一步的，如图2所示，所述移液机构9包括：滑动设置在所述第三导轨上的移液器底座1，安装在移液器底座1上的移液器2，及用于将移液器2安装在移液器底座1上的安装组件(未标出)。

如图2所示，所述安装组件包括套31、销32、弹簧33、滑套34、挡圈35、密封块36、密封螺母37；具体安装时，将套31安装到移液器底座1上，通过销32定位套31的方向，将弹簧33、滑套34及挡圈35依次安装到套31上，将移液器2穿过套31，旋紧移液器2上的螺母到套31的螺纹上，将密封块36及密封螺母37依次旋紧到移液器2上，使用翻边管实现管路连接。

进一步的，如图3所示，所述移液器2包括：用于通过加载一次性吸样头吸取和加注体液样本的液路系统21，用于当吸取完体液样本后缓冲液路系统内压缩空气向外的膨胀作用力、抑制体液样本溢出的气路系统22，及用于控制液路系统21和气路系统22运行的移液控制系统23。

进一步的，请一并参考图3、图4所示，所述液路系统21包括：移液器本体200，设置在移液器本体200上的液路管211，及与液路管211一端依次连接的柱塞泵212、阀（控制阀）213、水箱214。移液器本体200的材质为不锈钢管；液路系统21主要用于体液样本的吸入、加注以及液路管的清洗；柱塞泵212用于对液路管211内液体的吸入和排出；阀213和水箱214用于清洗液路管211以及保证在吸入体液样本前整个液路系统充满液体，减少气体空腔体积，提高加样精度。

进一步的，请一并参考图3、图4所示，所述气路系统22包括：移液器本体200，设置在移液器本体200上的气路管221，及与气路管221一端依次连接的气囊222、电磁阀223、压力传感器224。气路系统22主要用于体液样本液面的探测和吸入样本连续性的探测；压力传感器224用于将测定的压力传输给移液控制系统23；气囊222用来缓冲吸和吐样本过程中的气体的压缩或膨胀，减小或防止样本从一次性吸样头溢出。

本发明所述移液控制系统23不仅用于控制液路系统21和气路系统22运行，还用于控制第一驱动组件83、第二驱动组件86、第三驱动组件89的运行，也就是说，所述移液控制系统23用于控制移液机构9的定位和升降、柱塞泵212的抽和送、及阀213和电磁阀223的开关。

本发明所述移液器本体200用于固定液路管211和气路管221，本发明将气路管221和液路管211固定到移液器本体200内部，液路管211端部伸出到移液器本体200外，气路管221端部与移液器本体200端部平齐或内缩，使气路管221和液路管211端部形成一定高度差；这样气路管221不仅不影响体液样本，更重要的是，其能够更好的起到缓冲液路系统21内被压缩空气的向外膨胀的作用力，防止样本溶液从一次性吸样头中溢出。

本发明所述移液控制系统23通过无线通信技术从压力传感器224处获取压力值，并向柱塞泵212、阀（控制阀）213、电磁阀223发送控制指令，因此，本发明所述移液器2还包括一信号收发装置，信号收发装置为现有技术，此处不再赘述。

优选的，所述移液器本体200的下端设置有用于加载一次性吸样头219的锥形导向结构。本发明所述一次性吸样头为塑料材质，参照图3所示，一次性吸样头219用于吸取体液样本218，并在单次使用后丢弃。

进一步的，如图1所示，所述第一驱动组件83包括：设置在底板80一端的上的第一链轮831，设置在底板80另一端上的第一驱动电机832，及连接第一链轮831和第一驱动电机832并与第一导轨81平行设置的第一链条（未标出）；所述支座82与所述第一链条连接。

进一步的，如图1所示，所述第二驱动组件86包括：设置在支座82一端上的第二链轮861，设置在支座82另一端上的第二驱动电机862，及连接第二链轮861和第二驱动电机862并与第二导轨84平行设置的第二链条863；所述滑座85与第二链条863连接。

进一步的，如图1所示，所述第三驱动组件89包括：设置在固定板87一端上的第三链轮891，设置在固定板87另一端上的第三驱动电机892，及连接第三链轮891和第三驱动电机892并与所述第三导轨平行设置的第三链条893；所述移液机构9与第三链条893连接。

本发明所述移液装置的工作原理如下：

在液路系统21吸入体液样本之前需要保证液路管内充满水，通过移液控制系统23控制阀213打开，控制柱塞泵212从水箱214中抽取水，使水充满液路系统21，随后移动至吸样头加载位加载一次性吸样头219，这时气路管221通过一次性吸样头219与电磁阀223连通，移液控制系统23记录此时的气压值。

当移液装置6移动至样本位后，移液器2由所述定位机构带动进入工作区，一次性吸样头219与体液样本液面发生接触时，一次性吸样头219的开口端被封住，气压值发生改变，并随着一次性吸样头219下降深度的增加，气压值的改变量也随之增加，移液控制系统23通过气压值的改变判断体液样本的液面，并在探测到液面后继续下降固定的深度来保证体液样本吸取的连续性，在移液器2停止下降的同时，移液控制系统23控制柱塞泵212以恒定的速度来吸取体液样本，体液样本的最大吸入量不超过一次性吸样头219所能容纳的液体量。

当吸取体液样本时，样本被吸入一次性吸样头219时，由气囊222、气路管221和一次性吸样头219构成的空腔中的空气被压缩，样本吸取结束后，通常在柱塞泵212停止吸取样本时，被压缩的这部分空气向外膨胀，处于一次性吸样头219中的体液样本受到空气向外膨胀的作用力，从一次性吸样头219的开口处溢出，但由于本发明的气囊222的存在使得空腔的体积明显增加，缓冲了空气向外膨涨的作用力，抑制了样本溢出的现象。

当需要加注体液样本时，通过定位装置8将移液器2连同装有体液样本的一次性吸样头219移动至样本加注位，并由移液控制系统23通过控制柱塞泵212将一次性吸样头219内的体液样本加注到放置在样本加注位的容器内，待体液样本加注结束后，通过定位装置8将移液器2移动至吸样头丢弃位，将一次性吸样头219连同剩余的体液样本丢弃，通过定位装置8将移液器2移动到清洗位，并由移液控制系统23控制柱塞泵212和阀213抽取水箱214中的水来清洗液路管211，完成体液样本的加注过程。

进一步的，如图5所示，采用相同的加注流程和加注方法，试验本发明所述气囊222的容积比与样本加注精度和准确性的关系（容积比指标准气压下，气囊所能容纳的气体的体积与气路管、气囊、一次性吸样头以及连接这些器件的软管所容纳的气体体积之比），结果发现容积比在 39-43%时，系统具有较好的加样精度和准确性，容积比高于或低于这一比率范围，样本加注精度或是准确性具有较大的波动性。

本发明实施例还提供了一种基于以上所述移液装置的移液方法，所述移液方法包括步骤：

S100、在液路系统吸取体液样本之前，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵从水箱中吸取水充满液路管；之后，通过定位机构将移液器移动至吸样头加载位加载一次性吸头，同时通过移液控制系统控制电磁阀打开，并通过压力传感器测量气路系统内的气压值。

S200、通过定位机构将移液器移动到样本位上方后，向体液样本的液面方向垂直下降，移液控制系统根据气路系统内的气压值的改变，判断探测到体液样本的液面，并在探测到液面后继续下降固定的深度以保证体液样本吸取的连续性，在移液器停止下降时，通过移液控制系统控制柱塞泵向一次性吸头内吸取体液样本；当完成吸取后，通过移液控制系统控制柱塞泵关闭，通过气囊缓冲气路系统内压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本溢出。

S300、通过定位机构将吸取完体液样本的移液器移动到样品加注位，通过移液控制系统控制柱塞泵运行，将一次性吸样头内的体液样本加注到样本加注位的容器内。

S400、当体液样本加注结束后，通过定位机构将移液器移动到吸样头丢弃位，丢弃一次性吸样头，然后通过定位机构将移液器移动到清洗位，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵吸取水箱中的水清洗液路管，完成体液样本的加注过程。

综上所述，本发明提供的一种移液装置及移液方法，所述移液装置的移液器具有一气路系统，当柱塞泵停止吸取样本时，被压缩的空气向外膨胀，气路系统的气囊能够缓冲气路系统内的被压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本从一次性吸样头中溢出，并且本发明的移液装置还能够缩短、简化加注流程，从而在提高体液样本加注准确性和精度的同时，还能够缩短体液样本的加注时间。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种移液装置，其特征在于，包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构，及用于控制所述移液机构横向、纵向及垂直移动的定位机构；

所述移液机构包括一移液器；所述移液器包括：用于通过加载一次性吸样头吸取和加注体液样本的液路系统，用于当吸取完体液样本后缓冲液路系统内压缩空气向外的膨胀作用力、抑制体液样本溢出的气路系统，及用于控制所述液路系统和所述气路系统运行的移液控制系统；

所述液路系统包括：移液器本体，设置在所述移液器本体上的液路管，及与所述液路管一端依次连接的柱塞泵、阀、水箱；

所述气路系统包括：所述移液器本体，设置在所述移液器本体上的气路管，及与所述气路管一端依次连接的气囊、电磁阀、压力传感器；

所述气路系统还用于体液样本液面的探测。

2.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述移液器本体的下端设置有用于加载一次性吸样头的锥形导向结构。

3.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述定位机构包括：底板，固定设置在所述底板上的第一导轨，滑动设置在所述第一导轨上的支座，设置在所述底板上用于驱动所述支座沿所述第一导轨横向运动的第一驱动组件，设置在所述支座上的第二导轨，滑动设置在所述第二导轨上的滑座，设置在所述支座上用于驱动所述滑座沿所述第二导轨纵向运动的第二驱动组件，设置在所述滑座一侧上的固定板，设置在所述固定板上的第三导轨，设置在所述固定板上用于驱动所述移液机构沿所述第三导轨垂直运动的第三驱动组件；其中，所述移液机构设置在所述第三导轨上。

4.根据权利要求3所述的移液装置，其特征在于，所述移液机构包括：滑动设置在所述第三导轨上的移液器底座，安装在所述移液器底座上的所述移液器，及用于将所述移液器安装在所述移液器底座上的安装组件。

5.根据权利要求3所述的移液装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：设置在所述底板一端的上的第一链轮，设置在所述底板另一端上的第一驱动电机，及连接所述第一链轮和所述第一驱动电机并与所述第一导轨平行设置的第一链条；所述支座与所述第一链条连接。

6.根据权利要求3所述的移液装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：设置在所述支座一端上的第二链轮，设置在所述支座另一端上的第二驱动电机，及连接所述第二链轮和所述第二驱动电机并与所述第二导轨平行设置的第二链条；所述滑座与所述第二链条连接。

7.根据权利要求3所述的移液装置，其特征在于，所述第三驱动组件包括：设置在所述固定板一端上的第三链轮，设置在所述固定板另一端上的第三驱动电机，及连接所述第三链轮和所述第三驱动电机并与所述第三导轨平行设置的第三链条；所述移液机构与所述第三链条连接。

8.一种移液方法，其特征在于，所述移液方法基于一种移液装置，所述移液装置包括：用于吸取和加注体液样本的移液机构，及用于控制所述移液机构横向、纵向及垂直移动的定位机构；

所述移液机构包括一移液器；所述移液器包括：用于通过加载一次性吸样头吸取和加注体液样本的液路系统，用于当吸取完体液样本后缓冲液路系统内压缩空气向外的膨胀作用力、抑制体液样本溢出的气路系统，及用于控制所述液路系统和所述气路系统运行的移液控制系统；

所述液路系统包括：移液器本体，设置在所述移液器本体上的液路管，及与所述液路管一端依次连接的柱塞泵、阀、水箱；

所述气路系统包括：所述移液器本体，设置在所述移液器本体上的气路管，及与所述气路管一端依次连接的气囊、电磁阀、压力传感器；

所述移液方法包括步骤：

A、在液路系统吸取体液样本之前，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵从水箱中吸取水充满液路管；之后，通过定位机构将移液器移动至吸样头加载位加载一次性吸头，同时通过移液控制系统控制电磁阀打开，并通过压力传感器测量气路系统内的气压值；

B、通过定位机构将移液器移动到样本位上方后，向体液样本的液面方向垂直下降，移液控制系统根据气路系统内的气压值的改变，判断探测到体液样本的液面，并在探测到液面后继续下降固定的深度以保证体液样本吸取的连续性，在移液器停止下降时，通过移液控制系统控制柱塞泵向一次性吸头内吸取体液样本；当完成吸取后，通过移液控制系统控制柱塞泵关闭，通过气囊缓冲气路系统内压缩空气向外膨胀的作用力，抑制吸取的体液样本溢出；

C、通过定位机构将吸取完体液样本的移液器移动到样品加注位，通过移液控制系统控制柱塞泵运行，将一次性吸样头内的体液样本加注到样本加注位的容器内；

D、当体液样本加注结束后，通过定位机构将移液器移动到吸样头丢弃位，丢弃一次性吸样头，然后通过定位机构将移液器移动到清洗位，通过移液控制系统控制液路系统的阀打开，同时开启柱塞泵吸取水箱中的水清洗液路管，完成体液样本的加注过程。