CN109718883A - 一种移液装置及移液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移液装置及移液方法，移液装置包括探针、液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述探针用于加载一次性吸液头进行吸液；所述液路机构用于通过一次性吸液头吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气。所述探针下降时，通过所述供气机构对所述气路管供气，提升所述气路管内气压的平稳性，使得所述吸液头接触体液样本液面时，所述气路管内气压相对于接触液面前的气压变化显著，易根据所述气路管内气压变化断定是否探测到液面，从而提升体液样本液面探测的精确度。

Description

一种移液装置及移液方法

技术领域

本发明涉及移液设备技术领域，尤其涉及一种移液装置及移液方法。

背景技术

目前涉及用于吸入和分配液体体积的移液装置，比较多的采用不锈钢制成的管路直接进行吸取和加注体液样本，通过对不锈钢管路的接触部分进行清洗后重复使用，重复使用仍然存在被分配液体之间相互污染、干扰测定结果准确性的可能。为避免此问题，采用一次性吸液头进行液体的分配，通过导电性的吸液头和另一导电性容器间的静电容量变化探测样本液面，但是电容式液面探测方式易被干扰，造成液面误探及探测到液面高度存在误差较大，当进行微量分液时，此误差会严重影响测试的最终结果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种移液装置及移液方法，旨在提升样本液面探测精度。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种移液装置，其包括用于安装吸液管的探针，其还包括液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述液路机构用于通过一次性吸液头吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气。

所述移液装置，其中，所述液路机构包括依次连接的液路管、柱塞泵、阀门和水箱，所述液路管背离所述柱塞泵的一端与所述探针连接。

所述移液装置，其中，所述阀门与所述水箱之间还设置有水泵。

所述移液装置，其中，所述供气机构包括气泵和第一管路；所述第一管路的一端与所述压力传感器并联连接，另一端与所述气泵串联连接；所述第一管路上设置有通气孔。

所述移液装置，其中，所述供气机构还包括设置在所述第一管路上的第一电磁阀和气囊，所述气囊位于所述第一电磁阀与所述通气孔之间，所述通气孔位于所述气囊与所述气泵之间。

所述移液装置，其中，所述第一电磁阀包括第一进口、第一出口和第二出口，所述第一进口通过所述第一管路与所述气囊连接，所述第一出口通过所述第一管路与所述气路管连接，所述第二出口空置。

所述移液装置，其中，所述第一管路上设置有过滤器，所述过滤器位于所述通气孔与所述气泵之间。

所述移液装置，其中，竖直方向上，所述液路管连接所述探针一端低于所述气路管连接所述探针一端。

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安装吸液管的探针、液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述液路机构用于通过吸液管吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气；所述液路机构包括依次连接的液路管、柱塞泵、阀门和水箱，所述液路管背离所述柱塞泵的一端与所述探针连接；所述移液方法包括步骤：

开启所述阀门、所述柱塞泵和所述供气机构，通过所述柱塞泵向所述液路管内注水，并通过所述供气机构向所述气路管充气；

在所述探针下端加载一次性吸液头，并将所述探针移动至样本位上方；

将所述探针向下移动，通过所述气压传感器检测所述气路管内气压的改变，判断所述吸液头是否探测到样本液面；

当所述吸液头探测到样本液面时，关闭所述供气机构，控制所述柱塞泵从所述液路管内抽水，并控制所述探针下降预定高度；

吸液完成时，关闭所述柱塞泵，将所述探针移位至样本加注位；

开启所述柱塞泵以向所述液路管内注水，使所述吸液头内样本加注到样本加注位的容器内。

有益效果：本发明在所述探针下降过程中，通过所述供气机构对所述气路管的供气，可以提升所述气路管内气压的平稳性，使得当所述吸液头接触体液样本液面时，所述气路管内气压相对于接触体液样本液面前的气压变化显著，使得工作人员容易根据所述气路管内气压变化准确的断定探测到体液样本的液面，从而提升体液样本液面探测的精确度。

附图说明

图1是本发明中所述移液装置的整体结构示意图；

图2是本发明中所述吸液头下降直至探测到体液样本液面时所述气路管内压力对时间变化曲线图；

图3是本发明中吸液开始至吸液结束，所述气路管内气压与大气压的压力差随时间变化的曲线图；

图4是本发明中所述移液方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、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。

本发明提供一种移液装置，如图1所示，其包括探针4、液路机构1、气路管6、供气机构3和压力传感器7；所述液路机构1用于通过一次性的吸液头5吸取和加注体液样本100；所述液路机构1、所述气路管6均与所述探针4连接；所述探针4用于加载一次性吸液头5进行吸液；所述吸液头5安装于所述探针4的下端开口，所述气路管6和所述液路机构1均与所述探针4的上端连接；所述供气机构3、所述压力传感器7和所述气路管6构成气路机构2，所述气路机构2用于对体液样本100液面进行探测，并在吸取体液样本100时检测吸液是否正常，是否存在吸液凝块、吸空的现象。

所述供气机构3、所述压力传感器7并联后与所述气路管6串联连接；所述供气机构3用于向所述气路管6吹气，所述压力传感器7用于监测所述气路管6内气压的变化。所述探针4、所述吸液头5之间形成一个气腔，所述液路机构1控制所述吸液头5进行体液样本100吸取之前，通过所述供气机构3向所述气路管6供气，使所述探针4下降且接触体液样本100液面前，如图2所示，图2中横坐标表示时间，且时间的单位为ms，纵坐标表示压力值；所述气路管6内气压一直保持平稳，而当所述吸液头5接触体液样本100液面的一瞬间，所述气路管6的开口被液面密封，所述气路管6内气压骤升，从而精确判断此时所述吸液头5接触体液样本100液面。

本发明中在所述探针4下降过程中，通过所述供气机构3对所述气路管6的供气，可以提升所述气路管6内气压的平稳性，使得当所述吸液头5接触体液样本100液面时，所述气路管6内气压相对于接触体液样本100液面前的气压变化显著，使得工作人员容易根据所述气路管6内气压变化准确的断定探测到体液样本100的液面，从而提升体液样本100液面探测的精确度。

所述液路机构1包括依次连接的液路管8、柱塞泵9、阀门10和水箱12，所述液路管8背离所述柱塞泵9的一端与所述探针4连接；所述探针4的上端设置有封盖，所述探针4的下端开口，所述封盖上设置有两个穿孔，所述液路管8和所述气路管6分别插入两个穿孔内，使得所述探针4将所述液路管8和所述气路管6固定并密闭；所述液路管8的下端和所述气路管6的下端均朝向所述探针4下端开口伸出，当所述探针4的下端加载所述吸液头5时，所述吸液头5与所述探针4之间形成一个气腔。

所述水箱12内用于盛装水，所述柱塞泵9可以从所述水箱12内吸水，从而向所述液路管8充水，所述柱塞泵9也可以将所述液路管8内水抽出。所述阀门10用于控制所述柱塞泵9与所述水箱12之间的通断；较佳的实施例，所述吸液头5进行体液样本100吸取前，所述柱塞泵9向所述液路管8内充满水；所述吸液头5下降进行体液样本100吸取时，所述柱塞泵9将所述液路管8内水抽出，从而控制所述吸液头5向上吸取体液样本100；所述吸液头5吸取体液样本100完成后，所述柱塞泵9关闭，以避免所述吸液头5内体液样本向下漏出。

当所述探针4未加载所述吸液头5时，通过所述柱塞泵9吸取所述水箱12内水，并向所述液路管8内充水，可以对所述液路管8进行清洗。

进一步的，为了提升所述柱塞泵9向所述液路管8内充水的稳定性，所述阀门10与所述水箱12之间还设置有水泵11，通过所述水泵11将所述水箱12内水供向所述柱塞泵9，避免因所述柱塞泵9距离所述水箱12过远时抽水能力下降的问题。

所述供气机构3包括气泵13和第一管路16；所述第一管路16的一端与所述压力传感器7并联连接，另一端与所述气泵13串联连接；所述第一管路16、所述压力传感器7并联后与所述气路管6串联连接；所述气泵13开启时，向所述第一管路16吹气，在所述第一管路16的传导作用下，气流吹向所述气路管6从而实现所述气泵13向所述气路管6的供气；所述第一管路16上设置有通气孔15；由于所述气泵13开启向所述气路管6供气后，当所述吸液头5朝向体液样本100下降时，所述气路管6吹出的气流不够稳定，容易将体液样本100的液面吹起气泡，影响液面探测的精确性，因此本发明中在所述第一管路16上设置所述通气孔15，使得所述气泵13吹出的气体部分经过所述第一管路16进入所述气路管6，部分经过所述通气孔15进入外部大气，保持所述气路管6内气压稳定，进而使所述吸液头5探测到体液样本100液面时，所述气路管6内气压变化显著，可以精确判断是否探测到体液样本100的液面。

所述第一管路16上设置有过滤器14，所述过滤器14位于所述通气孔15与所述气泵13之间；所述过滤器14可以对所述气泵13向所述气路管6提供的气体进行杂质过滤，保证所述气路管6朝向下方吹出的气体的纯净，避免所述气路管6接近体液样本100液面时，吹出气体携带杂质而对体液样本100造成污染。

所述供气机构3还包括设置在所述第一管路16上的第一电磁阀18和气囊17，所述气囊17位于所述第一电磁阀18与所述通气孔15之间，所述通气孔15位于所述气囊17与所述气泵13之间。所述第一电磁阀18用于控制所述气泵13对所述气路管6供气的通断，所述第一电磁阀18还用于控制所述气囊17与所述气路管6连接的通断；所述气囊17内具有容纳腔，所述容纳腔的体积为500mm³，所述气泵13吹出的气流在进入所述气路管6之前，会先经过所述气囊17，而由于所述气囊17内容纳腔体积较大，使得所述气囊17可以存储略高于外界大气压的气体，气流经过所述气囊17的缓冲后再朝向所述气路管6流动，使得气流到达所述气路管6时已经十分稳定，在所述吸液头5探测到体液样本100液面之前，所述压力传感器7都可以检测到稳定的气压值。

所述第一电磁阀18包括第一进口20、第一出口21和第二出口22，所述第一进口20通过所述第一管路16与所述气囊17连接，所述第一出口21通过所述第一管路16与所述气路管6连接，所述第二出口22空置；所述第一进口20与所述第一出口21之间为常通状态，只要所述气泵13开启，即可向所述气路管6供气；所述第一进口20与所述第二出口22之间为断开状态，当开启所述第一电磁阀18时，所述第一进口20与所述第二出口22连通，所述第一进口20与所述第一出口21断开，所述气泵13无法向所述气路管6继续供气，而是将气流吹入外部大气。

当所述压力传感器7探测到所述气路管6内气压骤升至预定气压时，判断所述吸液头5探测到体液样本100液面，此时，开启所述第一电磁阀18，关闭所述气泵13，使所述气路管6不再像体液样本100吹气，所述吸液头5向体液样本100内探入预定深度，即所述探针4下降预定高度，从而吸取预定量的体液样本。

所述液路管8和所述气路管6的下端均超出所述探针4的下端开口，且竖直方向上，所述液路管8连接所述探针4一端低于所述气路管6连接所述探针4一端，避免所述液路管8内充水清洗时，水花喷溅至所述气路管6造成所述气路管6内充水污染。

较佳的实施例，所述气路管6上设置有第二电磁阀19，所述第二电磁阀19具有A接口23、P接口24和R接口25，所述A接口23靠近所述探针4，所述P接口24空置，所述压力传感器7、所述供气机构3串联后与所述R接口25连接；所述A接口23与所述R接口25为常通状态，当开启所述第二电磁阀19时，所述A接口23与所述P接口24连通，所述A接口23与所述R接口25断开。

当所述吸液头5探测到体液样本100液面时，关闭所述气泵13，使得所述供气机构3与所述气路管6的连接断开，并开启所述第二电磁阀19预定时间，所述预定时间为200ms，使所述A接口23与所述P接口24连通200ms，原本由所述气泵13提供并存储于所述气路管6内的气流经过所述P接口24向大气泄出，使得所述气路管6内气压趋近于大气压，所述气路管6内气压与大气压的压力差几乎为0；当所述第二电磁阀19开启时间达到预定时间时，关闭所述第二电磁阀19，使所述压力传感器7与所述气路管6连接，体液样本100将所述吸液头5密封，所述气路管6通过所述A接口23、所述R接口25与所述压力传感器7构成密闭空腔，控制所述探针4下降，所述吸液头5插入体液样本100内，在进行体液样本100吸取过程中，所述压力传感器7监测所述气路管6内气压变化，获取所述气路管6内气压与大气压的压力差，根据所述压力差的变化判断吸液是否正常，是否存在吸空、吸液凝块的现象。

较佳的实施例，如图3所示，横坐标表示时间，时间的单位为ms，纵坐标表示压力差（所述气路管6内气压与大气压的压力差）；当所述吸液头5探测到体液样本100液面，并开启所述第二电磁阀19预定时间后，所述气路管6内气压与大气压的压力差为0，随着所述吸液头5插入体液样本100内深度的增加，所述气路管6内气压下降，低于大气压，因此所述气路管6内气压与大气压的压力差为负值，吸液过程中所述压力差增长，并对着吸液的进行，所述压力差逐渐下降，直至吸液结束，所述气路管6内气压趋于稳定，所述压力差归0。

图3中，3条曲线，位于中间的曲线表示吸液正常；在吸液过程中，如果出现异物或者凝块现象，所述压力差曲线会高于吸液正常时的压力差曲线，如图3中最上方曲线所示；在吸液过程中，如果出现气泡或吸空的现象，所述压力差曲线会低于吸液正常时的压力差曲线，如图3中最下方曲线所示。

当吸液完成后，所述柱塞泵9关闭，避免所述吸液头5内体液样本向下溢出；所述探针4移动至样本加注位，所述柱塞泵9开启并向所述液路管8充水，使所述吸液头5内体液样本溢出至样本加注位的容器内，进行后续检测。

所述移液装置还包括用于对所述气路管6进行清洗的清洗装置，所述清洗装置包括清洗槽以及吸气泵，所述清洗槽的上端和下端均具有开口，所述清洗槽的下端开口与所述吸气泵连接；对所述气路管6进行清洗时，将所述探针4移动至所述清洗槽上方后向下移动，直至所述探针4的下端插入所述清洗槽内，从而使所述探针4通过所述清洗槽与所述吸气泵连接（当所述探针4插入所述清洗槽的上端开口后，所述探针4可以将所述清洗槽的上端开口密封，所述清洗槽的下端开口又与所述吸气泵连接，因此当所述探针4和所述吸气泵均与所述清洗槽完成连接时，所述清洗槽内形成密封空间），所述第二电磁阀19开启，所述A接口23连通所述P接口24，所述吸气泵开启后从所述气路管6吸气，通过所述吸气泵的吸气，对所述气路管6内壁进行清洁，从而将所述探针4端面沾取的液体以及所述气路管6下端堵塞的液体抽取干净，保证气路通畅；同时由于所述压力传感器7断开与所述气路管6的连接，所述吸气泵从所述气路管6吸气产生负压不会影响所述压力传感器7，从而在清洗所述气路管6时避免损坏所述压力传感器7。

本发明还提供一种移液方法，所述移液方法基于上述移液装置，如图1和图4所示，所述移液方法包括步骤：

S100、开启所述阀门10、所述柱塞泵9和所述供气机构3，通过所述柱塞泵9向所述液路管8内注水，并通过所述供气机构3向所述气路管6充气；

具体的，开启所述阀门10、所述水泵11和所述柱塞泵9，所述柱塞泵9向所述液路管8内充水；开启所述气泵13，所述气泵13吹出的气流经过所述过滤器14后，一部分气流经过所述通气孔15吹向大气，一部分气流依次经过所述气囊17、所述第一进口20、所述第一出口21、所述R接口25和所述A接口23吹向所述气路管6插入所述探针4的一端，实现所述气泵13向所述气路管6的供气，此时所述压力传感器7对所述气路管6内气压进行检测，并获取稳定气压值。

S200、在所述探针4下端加载一次性吸液头5，并将所述探针4移动至样本位上方；

S300、将所述探针4向下移动，通过所述气压传感器检测所述气路管6内气压的改变，判断所述吸液头5是否探测到样本液面；

具体的，所述探针4向下移动过程中，所述压力传感器7一直可以从所述气路管6内获取稳定气压值，当所述吸液头5探测到液面时，体液样本100液面密封所述气路管6的下端开口，使得所述气路管6与所述压力传感器7之间形成密封腔，所述压力传感器7检测到所述气路管6内气压骤升至预定气压，则判定所述吸液头5探测到体液样本100的液面。

S400、当所述吸液头5探测到样本液面时，关闭所述供气机构3，控制所述柱塞泵9从所述液路管8内抽水，并控制所述探针4下降预定高度；

具体的，当判定所述吸液头5探测到样本液面时，关闭所述阀门和所述水泵，开启所述第一电磁阀18，使得所述气囊17、所述气泵13与所述气路管6的连接断开，同时开启所述第二电磁阀19，使所述气路管6与所述压力传感器7的连接断开，而使所述气路管6背离所述探针4一端连通大气，从而将所述气路管6内压力泄出，使所述气路管6内气压接近大气压；当所述第二电磁阀19开启时间达到200ms时，关闭所述第二电磁阀19，所述压力传感器7与所述气路管6连接，此时所述气路管6内气压与大气压的压力差接近于0，所述探针4下降；同时所述柱塞泵9从所述液路管8内抽水，使得体液样本100被吸入所述吸液头5内，所述压力传感器7实时监测所述气路管6内气压，以获取所述压力差的变化曲线，判断吸液过程是否正常，以及是否存在吸空和吸液凝块的现象。

随着所述吸液头5的下降，所述气路管6内气压下降，所述压力差为负值，在搜书吸液头5下降并吸液过程中，所述压力差先增大后减小，当吸液完成时，所述压力差趋于稳定并接近0，在吸液过程中，如果出现异物或者凝块现象，所述压力差曲线会高于吸液正常时的压力差曲线；在吸液过程中，如果出现气泡或吸空的现象，所述压力差曲线会低于吸液正常时的压力差曲线。

S500、吸液完成时，关闭所述柱塞泵9，将所述探针4移位至样本加注位；

具体的，吸液完成时，关闭所述柱塞泵9，避免所述吸液头5内体液样本向下溢出，并将所述探针4移至样本加注位。

S600、开启所述柱塞泵9以向所述液路管8内注水，使所述吸液头5内样本加注到样本加注位的容器内。

具体的，当所述探针4位于样本加注位上方时，开启所述柱塞泵9，所述柱塞泵9向所述液路管8内注水，使所述吸液头5内样本加注到样本加注位的容器内，此时所述阀门和所述水泵依旧处于关闭状态。

所述步骤S600之后还包括：样本加注完成后，将所述吸液头5从所述探针4下端去除，所述柱塞泵9向所述液路管8充水，并开启所述阀门和所述水泵，以对所述液路管8进行冲洗；所述液路管8清洗完成后，所述探针4移位至所述清洗槽，将所述气路管6的下端开口与所述吸气泵连接，并开启所述第二电磁阀19，使所述气路管6背离所述探针4一端连通大气，开启所述吸气泵后，所述吸气泵从所述气路管6内抽气，从而对所述气路管6进行清洗。

综上所述，本发明提供了一种移液装置及移液方法，所述移液装置包括探针、液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述液路机构用于通过一次性吸液头吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述探针用于加载一次性吸液头进行吸液；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气。本发明在所述探针下降过程中，通过所述供气机构对所述气路管的供气，可以提升所述气路管内气压的平稳性，使得当所述吸液头接触体液样本液面时，所述气路管内气压相对于接触体液样本液面前的气压变化显著，使得工作人员容易根据所述气路管内气压变化准确的断定探测到体液样本的液面，从而提升体液样本液面探测的精确度。

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 (9)

1.一种移液装置，其包括用于安装吸液管的探针，其特征在于，其还包括液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述液路机构用于通过一次性吸液头吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气。

2.根据权利要求1所述移液装置，其特征在于，所述液路机构包括依次连接的液路管、柱塞泵、阀门和水箱，所述液路管背离所述柱塞泵的一端与所述探针连接。

3.根据权利要求2所述移液装置，其特征在于，所述阀门与所述水箱之间还设置有水泵。

4.根据权利要求1所述移液装置，其特征在于，所述供气机构包括气泵和第一管路；所述第一管路的一端与所述压力传感器并联连接，另一端与所述气泵串联连接；所述第一管路上设置有通气孔。

5.根据权利要求4所述移液装置，其特征在于，所述供气机构还包括设置在所述第一管路上的第一电磁阀和气囊，所述气囊位于所述第一电磁阀与所述通气孔之间，所述通气孔位于所述气囊与所述气泵之间。

6.根据权利要求5所述移液装置，其特征在于，所述第一电磁阀包括第一进口、第一出口和第二出口，所述第一进口通过所述第一管路与所述气囊连接，所述第一出口通过所述第一管路与所述气路管连接，所述第二出口空置。

7.根据权利要求4所述移液装置，其特征在于，所述第一管路上设置有过滤器，所述过滤器位于所述通气孔与所述气泵之间。

8.根据权利要求2所述移液装置，其特征在于，竖直方向上，所述液路管连接所述探针一端低于所述气路管连接所述探针一端。

9.一种移液方法，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安装吸液管的探针、液路机构、气路管、供气机构和压力传感器；所述液路机构用于通过吸液管吸取和加注液体样本；所述液路机构、所述气路管均与所述探针连接；所述供气机构、所述压力传感器并联后与所述气路管串联连接；所述供气机构用于向所述气路管吹气；所述液路机构包括依次连接的液路管、柱塞泵、阀门和水箱，所述液路管背离所述柱塞泵的一端与所述探针连接；所述移液方法包括步骤：

开启所述阀门、所述柱塞泵和所述供气机构，通过所述柱塞泵向所述液路管内注水，并通过所述供气机构向所述气路管充气；

在所述探针下端加载一次性吸液头，并将所述探针移动至样本位上方；

将所述探针向下移动，通过所述气压传感器检测所述气路管内气压的改变，判断所述吸液头是否探测到样本液面；

当所述吸液头探测到样本液面时，关闭所述供气机构，控制所述柱塞泵从所述液路管内抽水，并控制所述探针下降预定高度；

吸液完成时，关闭所述柱塞泵，将所述探针移位至样本加注位；

开启所述柱塞泵以向所述液路管内注水，使所述吸液头内样本加注到样本加注位的容器内。