CN106694068A - 一种储液容器及流体进样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体系统领域，公开了一种储液容器及流体进样系统，该种储液容器，应用于流体进样系统中，包括：进样接口、出样接口、清洗液接口、废液出口、排气出口。该种流体进样系统，包括上述的储液容器，以及盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片；所述储液容器与所述盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片分别连接；所述流体进样系统还包括设置在进样接口的进样阀、设置在出样接口的出样阀、设置在清洗液接口的清洗液阀、设置在废液出口的废液阀。本发明实施方式相对于现有技术而言，可以同时实现气泡消除以及直接清洗的功能。

Description

一种储液容器及流体进样系统

技术领域

本发明涉及流体系统领域，特别涉及一种储液容器及流体进样系统。

背景技术

众所周知，在流体系统领域，特别是微流体进样系统中，无气泡是最基本的需求。随着微流体芯片的集成发展，微流体芯片内部结构越来越复杂，在微尺度效应下，液体表面张力增加，微流体系统中一旦形成气泡，就会对芯片流道造成堵塞或局部死体积的现象，并且气泡极难排除，最终造成实验结果的不准确或直接导致实验失败，甚至还会造成芯片的报废，因此，如何在微流体系统中实现无气泡是急待解决的问题。另外，例如在多步骤的生化合成或实验分析等过程中，均包括连续的多种试剂的递送循环，而上述过程均以共同的容积或相互关联的容积进行，为避免流体在进样过程中的混合和交叉污染，需要对所用的容器进行清洗，而清洗过程相当繁琐，影响效率。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种储液容器及流体进样系统，应用在微流体系统中，可以同时实现气泡消除以及无污染地直接清洗的功能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种储液容器，应用于流体进样系统中，包括：

进样接口，用于连接盛有样品的容器，以供样品进入所述储液容器内；

出样接口，用于连接微流体芯片，以将样品输送至所述微流体芯片内；

清洗液接口，用于连接盛有清洗液的容器，以供清洗液进入所述储液容器内；

废液出口，位于所述储液容器的最底部，用于排出清洗废液；

排气出口，高于所述出样接口，在样品进入所述储液容器后，以供样品及所述储液容器中的残留气体排出于外。

本发明的实施方式还提供了一种流体进样系统，包括上述的储液容器，以及盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片；

所述储液容器与所述盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片分别连接；

所述流体进样系统还包括设置在进样接口的进样阀、设置在出样接口的出样阀、设置在清洗液接口的清洗液阀、设置在废液出口的废液阀。

本发明实施方式相对于现有技术而言，当液体样品从进样接口处进入储液容器，储液容器内部的气体原先所占的空间被样品占据，气体在储液容器内上浮，并通过排气出口排出于外，从而保证了储液腔体的底部没有气泡。当然，还可通过在各接口、出口处设置若干阀门，实现无气泡进样。本发明实施方式还可以实现交替进样时无交叉污染，具体来说，前一种液体完成进样后，在废液出口处可以排出第一种液体，并在清洗液接口处加入清洗液，冲洗储液容器，之后可再通入第二种液体，便可实现液体的无交叉式进样。总之，本发明可以避免流体系统中气泡的产生，尤其是需要多种液体依次引入的情况，同时，在需要不同的流体进样的情况下，可以通过废液出口排出废液，清洗，以避免流体的交叉污染。

优选的，在该储液容器中，所述进样接口穿设在所述排气出口内，使得结构紧凑。

优选的，在该储液容器中，所述储液容器的底部呈漏斗状，并且所述废液出口位于所述底部，以便废液的排出，残留量少。

优选的，在该储液容器中，所述出样接口高于所述储液容器的底部，使液体存积在出样接口内，实现水封效果，在下一次进样时无气泡引入。

优选的，在该储液容器中，所述出样接口向所述储液容器外单向延伸，并且所述出样接口在延伸方向上的垂直高度逐渐降低，以进一步便于液体在出样接口内的存积。

优选的，该储液容器还包括旋转桨，用于搅拌所述储液容器内的样品，以便于样品的混合或保证容易沉淀样品的均匀分散。

优选的，该流体进样系统还包括正压发生装置；

所述储液容器还包括正压接口，用于连接所述正压发生装置，以提供推动力推动液体的流动，可进一步减少储液容器内的气泡。

优选的，该流体进样系统还包括负压发生装置；

所述负压发生装置连接并作用于所述排气出口，以将所述储液容器及样品内的气体抽吸于外，以进一步减少储液容器内的气泡。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中的流体进样系统的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中的储液容器的结构示意图；

图3是本发明第二实施方式中的储液容器的结构示意图；

图4是本发明第三实施方式中的流体进样系统的结构示意图；

图5是本发明第三实施方式中的储液容器的结构示意图；

图6是本发明第三实施方式中的旋转桨的结构示意图；

图7是本发明第四实施方式中的流体进样系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种流体进样系统，如图1所示，包括一个储液容器1，以及盛有样品的容器(图中未示)、盛有清洗液的容器(图中未示)、微流体芯片2。其中，该储液容器1与盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片2分别连接，具体的连接方式可以利用普通的连接管道即可，但需要注意的是，所用管道不可对样品造成污染。

具体的说，该储液容器1，应用于流体进样系统中，如图2所示，它包括：两个进样接口11、出样接口12、清洗液接口13、废液出口14、排气出口15。分别来说，进样接口11，用于连接盛有样品的容器，以供样品进入储液容器1内；出样接口12，用于连接微流体芯片2，以将样品输送至微流体芯片2内；清洗液接口13，用于连接盛有清洗液的容器，以供清洗液进入储液容器1内；废液出口14，位于储液容器1的最底部，用于排出清洗废液；排气出口15的高度高于出样接口12的高度，在优选的方案中，排气出口15位于储液容器1的最顶端，在样品进入储液容器1后，以供样品及储液容器1中的残留气体排出于外。

值得说明的是，本实施方式中的流体进样系统，还包括多个设置在所述储液容器1内的阀门，包括设置在进样接口11的进样阀、设置在出样接口12的出样阀、设置在清洗液接口13的清洗液阀、设置在废液出口14的废液阀。而储液容器1和上述各阀门可以为一体结构，也可以是先制造储液容器1，再在其基础上增设上述各阀门。

通过上述内容不难发现，当进样阀开通，液体样品由外从进样接口11处进入储液容器1，储液容器1内部的气体原先所占的空间被样品占据，随着液面的升高，气体在储液容器1内上浮，并通过排气出口15排出于外，从而保证了储液腔体的底部没有气泡，当液面高度高于出样接口12的高度时，液体逐渐充满出样接口12，同样的，排挤出出样接口12内的气体，此时，可以开通出样阀，使样品流入微流体芯片2内，需要说明的是，在此过程中，样品的液面高度必须保持高于出样接口12的高度，防止气体再次进入微流体芯片内部。不仅如此，本发明实施方式还具有容易清洗的效果，举例来说，在对不同液体的进样步骤中，前一种液体完成进样后，关闭出样阀，开通废液阀，在废液出口14处可以排出第一种液体，之后开通清洗液阀，并在清洗液接口13处加入清洗液，冲洗储液容器1，之后关闭废液阀及清洗液阀，继续通入第二种液体，重复上述操作，便可实现液体的无交叉式进样。总之，本发明可以避免流体系统中气泡的产生，尤其是需要多种液体依次引入的情况，同时，在需要不同的流体进样的情况下，可以通过废液出口14排出废液，清洗，以避免流体的交叉污染。

值得说明的是，如图2所示，本实施方式中，储液容器1的底部呈漏斗状，并且废液出口14位于最底部，液体样品因重力会自动流向废液出口14，以便废液的排出，残留量少。

进一步地说，如图2所示，在该储液容器1中，出样接口12高于储液容器1的底部，也可以说，出样接口12与储液容器1底部具有一阶梯高度，液体样品会先在储液容器1的底部存积，直至到达该阶梯高度后，开始流入出样接口12。可以理解的是，当样品完全充满出样接口12后，打开废液阀排出废液，出样接口12内的残留溶液依旧会充满整个出样接口12，保证了出样接口12内不会出现气泡，使液体存积在出样接口12内，实现水封效果，增加了储液容器1的排气能力。然后继续加入清洗液，清洗掉微流体芯片内的残留的第一种液体，然后清洗储液容器1，这时残留在出样接口12处的液体就是清洗液体，在需加入第二种样品时，可以直接开启出样阀，利用第二种样品的冲击力，将残留的第一种样品冲出于出样接口12，便可实现防止样品的交叉污染。因当说明的是，该种效果特别适用于出样接口12口径较小的工况中。

不但如此，如图2所示，在该储液容器1中，出样接口12向储液容器1外单向延伸，并且出样接口12在延伸方向上的垂直高度逐渐降低，以进一步便于液体在出样接口12内的存积。

本发明的第二实施方式涉及一种储液容器。第二实施方式与第一实施方式中的储液容器1大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，储液容器1的进样接口11和排气出口15为两条不同的分支。而在本发明第二实施方式中，如图3所示，包括：进样接口11’、出样接口12’、清洗液接口13’、废液出口14’、排气出口15’，其中，排气出口15’的口径大于进样接口11’的口径，进样接口11’穿设在排气出口15’内，储液容器1’中的气体将从排气出口15’与进样接口11’之间的间隙排出于外。该种进样接口11’和排气出口15’的布置方式，使得整个储液容器1’的结构更为紧凑，特别适用于空间较小的工况中。

本发明第三实施方式涉及一种流体进样系统，第三实施方式是对第一实施方式的改进，其改进之处在于：如图4、图5所示，该流体进样系统还包括例如吹气泵等正压发生装置3，该储液容器1”包括：进样接口11”、出样接口12”、清洗液接口13”、废液出口14”、排气出口15”，还包括正压接口16，用于连接正压发生装置3，以提供推动力，以进一步减少储液容器1”内的气泡。

优选的，如图5所示，液体进样口还可以设置液体挡板，在进样时，让液体顺着储液容器1的内壁向流下，进一步减少气泡的产生。

更优选的，如图6所示，该储液容器1”还包括旋转桨17，用于搅拌储液容器1”内的样品，以便于样品的混合或保证容易沉淀样品的均匀分散。该旋转桨17电性连接于该流体进样系统的控制设备，并受其控制，从而实现了可远程控制的搅拌操作。

本发明第四实施方式涉及一种流体进样系统，第四实施方式是对第一实施方式的改进，其改进之处在于：如图7所示，该流体进样系统还包括例如抽气泵等负压发生装置4；负压发生装置4连接并作用于排气出口15。该系统的出气泡过程如下，关闭废液阀及出样阀，打开进样阀开始进样，同时开启负压发生装置4，对储液容器1及流入的样品进行抽吸，此时，储液容器1及样品内的气体会被吸出，当样品液面高于出样接口12的高度时，关闭进样阀和负压装置，打开出样阀，在压力驱动下使样品流入微流体芯片2内，需要注意的是，此过程中，需要保持样品液面高于出样接口12的高度，以避免气泡的产生，该实施例更适用于粘性较大的液体。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种储液容器，应用于流体进样系统中，其特征在于，包括：

进样接口，用于连接盛有样品的容器，以供样品进入所述储液容器内；

出样接口，用于连接微流体芯片，以将样品输送至所述微流体芯片内；

清洗液接口，用于连接盛有清洗液的容器，以供清洗液进入所述储液容器内；

废液出口，位于所述储液容器的最底部，用于排出清洗废液；

排气出口，高于所述出样接口，在样品进入所述储液容器后，以供样品及所述储液容器中的残留气体排出于外。

2.根据权利要求1所述的储液容器，其特征在于，所述进样接口穿设在所述排气出口内。

3.根据权利要求1所述的储液容器，其特征在于，所述储液容器的底部呈漏斗状，并且所述废液出口位于所述底部。

4.根据权利要求1所述的储液容器，其特征在于，所述出样接口高于所述储液容器的底部。

5.根据权利要求1所述的储液容器，其特征在于，所述出样接口向所述储液容器外单向延伸，并且所述出样接口在延伸方向上的垂直高度逐渐降低。

6.根据权利要求1所述的储液容器，其特征在于，还包括旋转桨，用于搅拌所述储液容器内的样品。

7.一种流体进样系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项所述的储液容器，以及盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片；

所述储液容器与所述盛有样品的容器、盛有清洗液的容器、微流体芯片分别连接；

所述流体进样系统还包括设置在进样接口的进样阀、设置在出样接口的出样阀、设置在清洗液接口的清洗液阀、设置在废液出口的废液阀。

8.根据权利要求7所述的流体进样系统，其特征在于，还包括正压发生装置；

所述储液容器还包括正压接口，用于连接所述正压发生装置，以供正压气体进入所述储液容器内。

9.根据权利要求7所述的流体进样系统，其特征在于，还包括负压发生装置；

所述负压发生装置连接并作用于所述排气出口，以将所述储液容器及样品内的气体抽吸于外。