CN110548553A - 微量液体采集加注装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微量液体采集加注装置，包括气囊和与其连通的套管，套管下部内插有毛细管，毛细管的底部向外延伸出套管；与毛细管对应处的套管侧壁上设置有与套管连通的排气组件，排气组件顶进气口的高度高于毛细管顶管口的高度。本发明结构简单、巧妙，加工成本低，套管下部内密封插装有毛细管，毛细管与套管内径完全不一致且毛细管内表面有亲水表面改性涂层，继而破坏了毛细管顶管口与套管交界处的液体爬高作用力，使得液体快速充满毛细管后不再上升，实现了液体的快速、高精度定量采集；根据滴体积原理，实现了液体的精准加注；混匀时将底出气口和毛细管均插入液面以下，通过反复挤压气囊即可实现不同液体之间的快速混匀，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及液体采集装置，尤其是涉及一种微量液体采集加注装置。
背景技术
随着临床诊断技术的快速发展，利用微量液体样本进行多项目生化指标的联合检测在临床诊断领域得到了广泛应用。传统的微量样本采集、混匀、加注方法是利用移液枪定量采集样本，通过调整移液枪的量程或更换大量程的移液枪对样本进行混匀，混匀后再通过调整移液枪的量程或更换移液枪再次取样。因而，整个采集、混匀、加注过程需要配套多个不同量程的移液枪，检测成本高；整个操作过程需要反复调整移液枪的量程（或反复更换移液枪）、枪头（即tip头），操作繁琐，特别容易出现因记忆混乱引起的误操作。
为此，现有检测时常采用带有体积标识的微量吸管和橡胶吸头，虽然降低了检测成本，但是在实际检测时存在以下问题：首先，一旦运输或保存不当，容易出现标识线模糊不清，浪费严重；其次，采样速度慢，耗时长；第三，利用橡胶吸头根本无法精准控制液体的采集量，特别容易出现过吸，采样误差大，严重时导致检测结果完全相反，引起误诊。因而，如何设计一种采样速度快、定量精准性高的微量液体采集加注装置是本领域技术人员一直追求的目标。
发明内容
本发明目的在于提供一种采样速率快且采样、加样精准性高的微量液体采集加注装置，既能实现样本的快速高精度定量采集和定量注样，还能实现样本的抽打混匀，尤其适用于试剂盒检测领域。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的微量液体采集加注装置，包括气囊和与其连通的套管，所述套管下部内插有毛细管，所述毛细管的底部向外延伸出套管；与所述毛细管对应处的套管侧壁上设置有与套管连通的排气组件，所述排气组件顶进气口的高度高于毛细管顶管口的高度。
所述排气组件包括与所述套管一体成型的加固片，所述加固片上开设有呈折线结构的排气通道，所述排气通道的所述顶进气口高度与所述毛细管顶管口的高度差ΔH为1mm～2mm。
所述排气通道包括与所述套管连通的倾斜段和自所述倾斜段右端竖直向下延伸的竖直段，所述倾斜段与所述套管之间的夹角α为60°～90°，所述竖直段下部向下内收形成呈圆台形结构的底出气口，所述底出气口向下延伸至套管底部。
延伸出所述套管的毛细管长度L≥5 mm。
所述毛细管的内表面涂覆有亲水表面改性涂层。
所述气囊通过连接管与所述套管连为一体，所述套管的容积大于所述气囊的容积。
所述连接管为上大下小的圆台形结构。
本发明优点在于结构简单、巧妙，加工成本低，利用毛细现象实现了微量液体的快速定量采样，还能实现采集液体或其他液体的抽打混匀，操作简单、便捷。具体地，套管下部内密封插装有毛细管，毛细管与套管内径完全不一致且毛细管内表面有亲水表面改性涂层，继而破坏了毛细管的顶管口与套管交界处的液体爬高作用力，使得液体快速充满毛细管后不再上升，实现了液体的快速、高精度定量采集，同时根据滴体积原理，实现了液体的精准加注；混匀时将底出气口和毛细管均插入液面以下，通过反复挤压气囊即可实现不同液体之间的快速混匀，操作简单；连接管为圆台形结构，减少混匀过程中液体残留体积。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A部的放大结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明所述的微量液体采集加注装置，包括气囊1和与气囊1连通的套管2，气囊1通过呈圆台形结构的连接管8与套管2连为一体，套管2下部内插有内表面涂覆有亲水改性涂层的毛细管3，毛细管3的底部向外延伸出套管2，延伸出套管2的毛细管3长度L为5mm（当然，也可以是5.1mm、5.2mm、5.3mm等长度）；与毛细管3对应处的套管2侧壁上设置有与套管2连通的排气组件，排气组件包括与套管2一体成型的加固片4，加固片4上开设有呈折线结构的排气通道，排气通道包括与套管2连通的倾斜段5和自倾斜段5右端向下延伸的竖直段6，倾斜段5与套管2之间的夹角α为90°（当然也可以是60°～90°范围内其它任意角度），倾斜段5的顶进气口高度高于毛细管3顶管口的高度，顶进气口与毛细管3顶管口的高度差ΔH为1mm～2mm，使得液体上升至毛细管3顶管口处时不再上升；竖直段6下部向下内收形成底出气口7，底出气口7向下延伸至所述套管2底部，底出气口7为缩口结构，防止空气进入套管2内腔或液体由底出气口7溢出，保证毛细管3采样量的精准性。
实际加工时，气囊1、连接管8、套管2和加固片4为一体成型结构，套管2的容积大于气囊1的容积，防止混匀过程中液体进入气囊1。
本发明毛细管3内表面的亲水改性涂层能够减少液体与毛细管3内表面的接触角，使得毛细管3内表面具有很大的亲水性能，同时根据Young-Laplace方程可知，当毛细管3内径一定时，接触角越小，爬高体积就越大，因而亲水改性涂层能够提高采样速度，使得采集液体快速充满毛细管3，实现快速采样；
其中，Young-Laplace方程为：；
式中，V为液体在圆形毛细管3中的爬高体积，r为圆形毛细管3的内半径，γ为液体的表面张力，θ为接触角，Δρ为液体与气体的密度差，g是重力加速度；
本发明毛细管3的内径和爬高体积满足Young-Laplace方程，由方程可知，当液体与毛细管3内表面的接触角一定时，毛细管3的内径越大，液体爬高体积越大；毛细管3管口处的液滴滴落体积与毛细管3的外径正相关，当液体表面张力一定时，毛细管3的外半径越大，液滴滴落体积就越大，液滴滴落体积与毛细管3外半径之间的具体关系式如下：
；
其中，V为液滴滴落体积，R为毛细管3管口的外半径，γ为液体表面张力，ρ为液体密度，F为校正系数。
因而，在实际加工时，本发明可根据Young-Laplace方程、滴体积法将毛细管3制成多种不同规格，每种规格对应一种采集量如5μL、10μL、15μL、20μL等，以满足不同采集量的定量采集需求。
本发明以试剂盒检测为例，具体说明本发明所述微量液体采集加注装置的工作过程：
1）、根据待检测项目需求，选择对应规格的微量液体采集加注器装置；
2）、将套管2下部插入样本管内，将位于套管2外的毛细管3插入至样本中，排气通道的底出气口7位于样本管的液位上方，液体在毛细作用下快速充满毛细管3，由于毛细管3与套管2内径完全不一致且毛细管3内表面有亲水表面改性涂层，破坏了毛细管的顶管口与套管交界处的液体爬高作用力，液体快速充满毛细管3后不再上升，实现液体的自动定量采集，精准性高且采集速度快；
3）、将毛细定量管和排气通道的底排气口均插入至稀释液中，反复挤压气囊1实现样本与稀释液的抽打混匀，混匀后挤压气囊1抽取样本稀释液，样本稀释液的抽取量大于毛细管3的容积；
4）、挤压气囊1，将样本稀释液滴加到试剂盒的样本孔内，观察颜色变化，确定检测结果。
Claims (7)
1.一种微量液体采集加注装置，包括气囊（1）和与其连通的套管（2），其特征在于：所述套管（2）下部内插固有毛细管（3），所述毛细管（3）的底部向外延伸出套管（2）；与所述毛细管（3）对应处的套管（2）侧壁上设置有与套管（2）连通的排气组件，所述排气组件顶进气口的高度高于毛细管（3）顶管口的高度。
2.根据权利要求1所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：所述排气组件包括与所述套管（2）一体成型的加固片（4），所述加固片（4）上开设有呈折线结构的排气通道，所述排气通道的所述顶进气口高度与所述毛细管（3）顶管口的高度差ΔH为1mm～2mm。
3.根据权利要求2所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：所述排气通道包括与所述套管（2）连通的倾斜段（5）和自所述倾斜段（5）右端竖直向下延伸的竖直段（6），所述倾斜段（5）与所述套管（2）之间的夹角α为60°～90°，所述竖直段（6）下部向下内收形成呈圆台形结构的底出气口（7），所述底出气口（7）向下延伸至所述套管（2）底部。
4.根据权利要求1所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：延伸出所述套管（2）的毛细管（3）长度L≥5 mm。
5.根据权利要求1所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：所述毛细管（3）的内表面涂覆有亲水表面改性涂层。
6.根据权利要求1所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：所述气囊（1）通过连接管（8）与所述套管（2）连为一体，所述套管（2）的容积大于所述气囊（1）的容积。
7.根据权利要求6所述的微量液体采集加注装置，其特征在于：所述连接管（8）为上大下小的圆台形结构。
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