CN109115579A - 一种高通量样品前处理平台及加液方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种高通量样品前处理平台及加液方法，具体涉及一种通过PLC以及微型工业控制计算机控制注射泵、三维运动平台自动进行检测试剂加注，无须人工操作的高效率样品前处理平台以及利用该平台进行检测试剂加注的方法。

Description

一种高通量样品前处理平台及加液方法

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种高通量样品前处理平台及加液方法。

背景技术

在各类化学、生物等试验中，绝大多数实验样品要经过前处理，随着其实验的样品性质以及步骤的复杂程度不断增加，从而导致实验周期变长，而样品前处理的时间直接关系着实验的时间。同时在实验的过程中系统误差和人员操作的误差会导致实验数据准确性降低。

目前的样品前处理装置主要是用注射泵进行吸液和推液，然后利用X、Y、Z轴进行定位，将所吸液体注入到相应的试管中。实用新型《全自动液体处理平台》，专利申请号：CN201320249798.4，在样品前处理仪器中，抽液时候未计算进液管道和出液管道的体积，在加液的时候可能会产生一些系统误差，这样最终会导致结果产生偏差，同时因其为单泵工作导致其工作效率不高。

此外在加液方法中，因在大批量样品进行前处理时需要加不同种类试剂，若在加不同种类试剂时不清洗试管则会导致交叉污染，若每加一排试剂清洗一次则会导致效率降低，且浪费资源导致成本增加。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种高通量样品前处理平台及加液方法，能够在大批量样品进行前处理的同时，解决由进液管或出液管残留液体导致加液误差问题，和在保证高效率的情况下防止加试液时两种或者多种试液交叉污染的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种高通量样品前处理平台，包括工作台、箱体、加液模块、双控制模块、三维运动平台；其中，

所述加液模块包括试剂瓶、试管、注射泵、进液管、出液管、注射针管；

所述双控制模块包括PLC以及微型工业控制计算机；

所述箱体安装在所述工作台上，所述三维运动平台安装在所述箱体上部，所述注射针管至少有两个安装在所述三维运动平台上，所述注射泵、PLC以及所述微型工业控制计算机分别安装在所述箱体侧面；

所述注射泵至少有两个，分别连接一根所述出液管，所述出液管另一端分别连接一个所述注射针管，所述注射针管分别对应一根试管，所述试管安装在所述箱体内；

所述注射泵包括注射器以及分配阀，所述分配阀上至少有四个阀门，其中一个阀门连接一根所述出液管，一个阀门连接所述注射器，一个阀门连接一根所述进液管并对应清水试剂瓶，剩余至少一个阀门连接至少一根所述进液管并对应至少一个溶剂试剂瓶；

所述PLC以及微型工业控制计算机控制所述三维运动平台移动，并控制所述分配阀上阀门开合，并控制所述注射器抽取药液。

进一步地，所述注射器的容量为10ml和/或25ml。

进一步地，所述三维运动平台带动所述注射针管在所述箱体上做上下、左右的三维方向运动。

进一步地，所述箱体内安装有超声池，所述超声池内安装有超声振动器。

进一步地，所述试管竖直放置在所述超声池内。

进一步地，所述箱体内，所述工作台上设置有废液槽。

进一步地，所述废液槽连接有废液瓶，所述废液瓶放置在所述工作台下方。

一种应用前述高通量样品前处理平台的加液方法，包括如下步骤：

(1)准备，将待检测样及检测试剂准备好，分别放入所述试管和试剂瓶中，其中所述试剂瓶中包含一瓶清水；

(2)清洗，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述废液槽上面，所述分配阀上对应所述清水试剂瓶的阀门打开，所述注射泵抽取清水对所述进液管、出液管、注射器以及所述注射针管进行清洗，清洗次数3到5次；

(3)润洗，将所述注射针管继续停留在所述废液槽上方，通过所述微型工业控制计算机打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶所对应分配阀上的阀门，所述注射泵抽取一定量的所需检测试剂多次，直至所述进液管、出液管以及所述注射针管填充满所需检测试剂，通过所述注射针管将检测试剂排入废液槽；

(4)添加一种试剂，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述待检测样试管上，将所述注射针管插入所述待检测样试管中；通过所述微型工业控制计算机打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶所对应分配阀上的阀门，所述注射泵抽取所需量的检测试剂，然后通过所述出液管以及所述注射针管注入所述待检测样试管中；

(5)添加其他多种检测试剂，待一种检测试剂添加完后，重复骤(2)、(3)、(4)，直到所有检测试剂添加完成；

(6)结束并清洗，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述废液槽上面，所述分配阀上对应所述清水试剂瓶的阀门打开，所述注射泵抽取清水对所述进液管、出液管、注射器以及所述注射针管进行清洗，清洗次数3到5次。

本发明的有益效果是：

本发明操作方便实现全自动，解决人多操作带来的误差；且工作效率高，能够实现批量样品添加多种检测试剂，进行前处理实验；且能解决加液时进液体管道与产出液管道残存空气所产生的误差，在保证效率的同时，本发明的控制流程能防止添加不同检测试剂时产生的交叉污染。

附图说明

图1为本发明高通量样品前处理平台主视图；

图2为本发明高通量样品前处理平台俯视图；

图3为本发明高通量样品前处理平台左视图；

图4为本发明高通量样品前处理平台中注射泵结构示意图；

图5为本发明高通量样品前处理平台中管线连接示意图；

图6为本发明高通量样品前处理平台中双控制模块示意图；

图中：1注射泵，1-1分配阀，1-2注射器，2废液瓶，3进液管，3-1进液管一，3-2进液管二，4试剂瓶，5超声池，6微型工业控制计算机，7三维运动平台，8出液管，9PLC，10工作台，11注射针管，12拖链，13废液槽，14箱体，15试管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1，本发明一种高通量样品前处理平台，包括工作台10、箱体14、加液模块、双控制模块、三维运动平台7；其中，

所述加液模块包括试剂瓶4、注射泵1、进液管3、出液管8、注射针管11，如图2所述加液模块还包括试管15。

所述双控制模块包括PLC9以及微型工业控制计算机6，其中，附图6中所述微型工业控制计算机6简称PC。在本实施例中所述PLC9安装在所述箱体14左侧，所述微型工业控制计算机6安装在所述箱体14右侧，应当理解，在不影响所述PLC9、微型工业控制计算机6正常功能的前提下，二者在所述箱体的安装位置并不局限于图中所示位置。

所述箱体14安装在所述工作台10上，所述三维运动平台7安装在所述箱体14上部，所述三维运动平台7分别在所述箱体14的X轴向、Y轴向、Z轴向运动，如图6所述三维运动平台7的X轴、Y轴向、Z轴的运动通过所述PLC9以及所述微型工业控制计算机6控制。

如图1、2所述注射针管11至少有两个均安装在所述三维运动平台7上，通过所述三维运动平台7的移动使得所述注射针管11对准所述试管15。

所述注射泵1至少有两个，分别连接一根所述出液管8，所述出液管8另一端分别连接一个所述注射针管11。

如图4、5所述注射泵1包括注射器1-2以及分配阀1-1，所述分配阀1-1上至少有四个阀门，其中一个阀门连接一根所述出液管8，一个阀门连接所述注射器1-2，一个阀门连接一根所述进液管3并对应清水试剂瓶4，剩余至少一个阀门连接至少一根所述进液管3并对应至少一个溶剂试剂瓶4。所述阀门开关通过所述微型工业控制计算机6控制。所述注射器1-2抽取检测试剂并添加检测试剂的动作亦通过所述微型工业控制计算机6控制。

再如图2，所述箱体14内还设置有超声池5，所述超声池5内安装有超声振动器，所述试管15竖直放置在所述超声池5中。通过所述超声振动器将所述试管15内的溶液混合均匀。所述箱体14内还设置有废液槽13，用以收集清洗废水以及废弃检测溶剂。

一种应用前述高通量样品前处理平台的加液方法，包括如下步骤：

(1)准备，将待检测样及检测试剂准备好，分别放入所述试管15和试剂瓶4中，其中所述试剂瓶4中包含一瓶清水；

(2)清洗，通过所述微型工业控制计算机6控制所述三维运动平台7带动所述注射针管11，使所述注射针管11移动到所述废液槽13上面，所述分配阀1-1上对应所述清水试剂瓶的阀门打开，所述注射泵1抽取清水对所述进液管3、出液管8、注射器1-2以及所述注射针管11进行清洗，清洗次数3到5次；

(3)润洗，将所述注射针管11继续停留在所述废液槽13上方，通过所述微型工业控制计算机6打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶4所对应分配阀1-1上的阀门，所述注射泵1抽取一定量的所需检测试剂多次，直至所述进液管3、出液管8以及所述注射针管11填充满所需检测试剂，通过所述注射针管11将检测试剂排入废液槽13；

(4)添加一种试剂，通过所述微型工业控制计算机6控制所述三维运动平台7带动所述注射针管11，使所述注射针管11移动到所述待检测样试管15上，将所述注射针管11插入所述待检测样试管15中；通过所述微型工业控制计算机6打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶4所对应分配阀1-1上的阀门，所述注射泵1抽取所需量的检测试剂，然后通过所述出液管8以及所述注射针管11注入所述待检测样试管15中；

(5)添加其他多种检测试剂，待一种检测试剂添加完后，重复骤(2)、(3)、(4)，直到所有检测试剂添加完成。

(6)结束并清洗，通过所述微型工业控制计算机6控制所述三维运动平台7带动所述注射针管11，使所述注射针管11移动到所述废液槽13上面，所述分配阀1-1上对应所述清水试剂瓶4的阀门打开，所述注射泵1抽取清水对所述进液管3、出液管8、注射器1-2以及所述注射针管11进行清洗，清洗次数3到5次。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高通量样品前处理平台，其特征在于：包括工作台、箱体、加液模块、双控制模块、三维运动平台；其中，

所述加液模块包括试剂瓶、试管、注射泵、进液管、出液管、注射针管；

所述双控制模块包括PLC以及微型工业控制计算机；

所述箱体安装在所述工作台上，所述三维运动平台安装在所述箱体上部，所述注射针管至少有两个安装在所述三维运动平台上，所述注射泵、PLC以及所述微型工业控制计算机分别安装在所述箱体侧面；

所述注射泵至少有两个，分别连接一根所述出液管，所述出液管另一端分别连接一个所述注射针管，所述注射针管分别对应一根试管，所述试管安装在所述箱体内；

所述注射泵包括注射器以及分配阀，所述分配阀上至少有四个阀门，其中一个阀门连接一根所述出液管，一个阀门连接所述注射器，一个阀门连接一根所述进液管并对应清水试剂瓶，剩余至少一个阀门连接至少一根所述进液管并对应至少一个溶剂试剂瓶；

所述PLC以及微型工业控制计算机控制所述三维运动平台移动，并控制所述分配阀上阀门开合，并控制所述注射器抽取药液。

2.根据权利要求书1所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述注射器的容量为10ml和/或25ml。

3.根据权利要求书1所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述三维运动平台带动所述注射针管在所述箱体上做上下、左右的三维方向运动。

4.根据权利要求书1所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述箱体内安装有超声池，所述超声池内安装有超声振动器。

5.根据权利要求书4所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述试管竖直放置在所述超声池内。

6.根据权利要求书1所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述箱体内，所述工作台上设置有废液槽。

7.根据权利要求书6所述的一种高通量样品前处理平台，其特征在于：所述废液槽连接有废液瓶，所述废液瓶放置在所述工作台下方。

8.一种应用权利要求1-7中任一项所述的高通量样品前处理平台的加液方法，包括如下步骤：

(1)准备，将待检测样及检测试剂准备好，分别放入所述试管和试剂瓶中，其中所述试剂瓶中包含一瓶清水；

(2)清洗，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述废液槽上面，所述分配阀上对应所述清水试剂瓶的阀门打开，所述注射泵抽取清水对所述进液管、出液管、注射器以及所述注射针管进行清洗，清洗次数3到5次；

(3)润洗，将所述注射针管继续停留在所述废液槽上方，通过所述微型工业控制计算机打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶所对应分配阀上的阀门，所述注射泵抽取一定量的所需检测试剂多次，直至所述进液管、出液管以及所述注射针管填充满所需检测试剂，通过所述注射针管将检测试剂排入废液槽；

(4)添加一种试剂，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述待检测样试管上，将所述注射针管插入所述待检测样试管中；通过所述微型工业控制计算机打开待检测样所需检测试剂的试剂瓶所对应分配阀上的阀门，所述注射泵抽取所需量的检测试剂，然后通过所述出液管以及所述注射针管注入所述待检测样试管中；

(5)添加其他多种检测试剂，待一种检测试剂添加完后，重复骤(2)、(3)、(4)，直到所有检测试剂添加完成；

(6)结束并清洗，通过所述微型工业控制计算机控制所述三维运动平台带动所述注射针管，使所述注射针管移动到所述废液槽上面，所述分配阀上对应所述清水试剂瓶的阀门打开，所述注射泵抽取清水对所述进液管、出液管、注射器以及所述注射针管进行清洗，清洗次数3到5次。