CN110987584A - 溶液的稀释方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溶液的稀释方法和系统，包括如下步骤：(1)输入不同母液的浓度、目标溶液浓度及体积；(2)根据步骤(1)，自动计算稀释所需的母液体积和溶剂体积；(3)判断是否需要清洗配液单元，若是，清洗配液单元后执行步骤(4)；若否，执行步骤(5)；(4)清洗配液单元后执行步骤(5)；(5)通过配液单元的管路吸取不同母液，母液之间吸入空气使其间隔开；(6)输出母液至容器后，再通过配液单元的管路输出溶剂至所述容器内，混合均匀，得到稀释的溶液。本发明的稀释方法可有效减少母液地消耗，也大大减少清洗次数，更节省清洗用水。

Description

溶液的稀释方法和系统

技术领域

本发明涉及分析化学技术领域，更具体地，涉及一种溶液的稀释方法和系统。

背景技术

目前，溶液稀释主要基于传统手工稀释法，市场上出现的自动稀释设备或装置主要基于容积法、重量法两种原理的。传统手工稀释法准确度较高，但所用的移液管、容量瓶等玻璃器皿必须要计量检定合格，而且如果要配制很多浓度的、不同体积或浓度范围宽的溶液，所需准备的的这类玻璃器皿规格多，稀释时间也较长。现商用化的自动稀释设备大多针对生物样品，配制容量小，稀释单点，准确度有待提高(准确度2％以下)，稀释倍数区间窄，重量法较容量法准确度高些，价格昂贵、且受限于实验室环境，不适用于现场检测。

发明内容

基于此，针对现有技术存在的技术问题，提供一种溶液的稀释方法。

一种溶液的稀释方法，包括如下步骤：

(1)输入不同母液的浓度、目标溶液浓度及体积；

(2)根据步骤(1)，计算稀释所需的母液体积和溶剂体积；

(3)判断是否需要清洗配液单元，若是，清洗配液单元后执行步骤(4)；若否，执行步骤(5)；

(4)清洗配液单元后执行步骤(5)；

(5)通过配液单元的管路吸取不同母液，母液之间吸入空气使其间隔开；

(6)输出母液至容器后，再通过配液单元的管路输出溶剂至所述容器内，混合均匀，得到稀释的溶液。

在一些实施方式中，在所述步骤(2)后，还包括判断所需母液体积是否超过预设的设定值；若是，返回执行步骤(1)；若否，执行步骤(3)；

在一些实施方式中，在步骤(6)中，还包括搅拌混合溶液，得到稀释的溶液。

在一些实施方式中，在步骤(1)前，还包括清洗配液单元。

在一些实施方式中，所述溶剂包括实验室现制纯水、高纯水、去离子水或基体溶液。

在一些实施方式中，所述基体溶液包括硝酸和盐酸。

在一些实施方式中，在步骤(6)中，所述溶剂与母液之间通过空气间隔开；或，输出母液后，再通过配液单元的管路吸取所需体积的溶剂至所述容器内。

本发明还提供了一种溶液的稀释系统，包括：

输入单元，用于输入输入不同浓度的母液、目标溶液浓度及体积；

控制单元，与所述输入单元连接，用于计算稀释所需的母液体积和溶剂体积、判断所需母液体积是否超过设定值、判断是否需要清洗配液单元；

至少一个配液单元，与所述控制单元连接，用于吸取母液和溶剂，并输送至容器内；

至少一个容器，用于盛装稀释溶液。

在一些实施方式中，所述控制单元采用Tiamo控制软件。

在一些实施方式中，所述稀释系统还包括搅拌单元，与所述控制单元连接。

所述溶剂包括实验室现制纯水、高纯水、去离子水或基体溶液。

在一些实施方式中，所述基体溶液包括硝酸和盐酸。

1)准确度高，以50mL配液单元为例，该配液单元加液以满量程的万分之一作为每次单位输出容积，即每次加液5μL，连续累积，以此实现对溶质、溶液的准确取样，进一步提高稀释准确度。在确定的容量和稀释比范围内，可对配液单元体积规格、管路进行合理配置，再进一步提高准确度。

2)实现对1种或多达n种单成分标准溶液进行大比例范围的稀释。

3)按需配置，使用灵活。根据稀释比、种类、原溶液及目标溶液浓度、体积等基础信息，选择合适规格容量的配液单元、管路长度、气体吸入体积配置，满足不同用户使用要求。

4)大幅减少母液消耗，减少因配制过程带来的二次污染。由于只需在配制过程中取样，无需润洗，也不用将母液放于配液单元下的容器中，目标溶液更不用进入配液单元，因此，可大幅减少母液和稀释溶剂消耗，降低检测成本和因溶液残留所带来的干扰，更进一步减轻因干扰带来的清洗任务，节约溶液配制时间。

5)溶液配制效率较高，以50mL配液单元，稀释50倍，目标体积15mL为例，单个溶液配制时长(2～3)min。

6)原则上，只需在使用前进行清洗，稀释样品过程中无需清洗，减少高纯水使用水量，由于采用管路作为溶质、溶剂的公共输送通道，在输送溶剂时，既可以将溶质残留清洗出来，又同步实现溶剂输送，一举两得。

7)该方法实现引导性操作，设定了输入值的逻辑关系，减少因操作失伤所造成对配液单元的损伤。

附图说明

图1为本发明的稀释方法的流程示意图；

图2为本发明中溶剂与母液及母液之间的状态图；

图3本发明的稀释系统的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一种溶液的稀释方法，包括如下步骤：

(1)输入不同母液的浓度、目标溶液浓度及体积；

(2)根据步骤(1)，计算稀释所需的母液体积和溶剂体积；

(3)判断所需母液体积是否超过设定值；若是，返回执行步骤(1)；

(4)若不是，判断是否需要清洗配液单元，若是，清洗配液单元后执行步骤(5)；若不是，执行步骤(6)；

(5)清洗配液单元后执行步骤(5)；

(6)通过配液单元的管路吸取不同母液，母液之间吸入空气使其间隔开；

(7)输出母液至容器后，再通过配液单元的管路输出溶剂至所述容器内，混合均匀，得到稀释的溶液。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1)准确度高，以50mL配液单元为例，该配液单元加液以满量程的万分之一作为每次单位输出容积，即每次加液5μL，连续累积，以此实现对溶质、溶液的准确取样，进一步提高稀释准确度。在确定的容量和稀释比范围内，可对配液单元体积规格、管路进行合理配置，再进一步提高准确度。

2)实现对1种或多达n种单成分标准溶液进行大比例范围的稀释。

3)按需配置，使用灵活。根据稀释比、种类、原溶液及目标溶液浓度、体积等基础信息，选择合适规格容量的配液单元、管路长度、气体吸入体积配置，满足不同用户使用要求。

4)大幅减少母液消耗，减少因配制过程带来的二次污染。由于只需在配制过程中取样，无需润洗，也不用将母液放于配液单元下的容器中，目标溶液更不用进入配液单元，因此，可大幅减少母液和稀释溶剂消耗，降低检测成本和因溶液残留所带来的干扰，更进一步减轻因干扰带来的清洗任务，节约溶液配制时间。

5)溶液配制效率较高，以50mL配液单元，稀释50倍，目标体积15mL为例，单个溶液配制时长2-3min。

6)原则上，只需在使用前进行清洗，稀释样品过程中无需清洗，减少超纯水使用水量，由于采用管路作为溶质、溶剂的公共输送通道，在输送溶剂时，既可以将溶质残留清洗出来，又同步实现溶剂输送，一举两得。

7)该方法实现引导性操作，设定了输入值的逻辑关系，减少因操作失伤所造成对配液单元的损伤。

具体的操作步骤如下：

第一步，确认开始后，弹出样品数据需求对话框，提示“请输入不同浓度的母液、目标溶液浓度及体积”，如果之前已输入，跳过即可；第二步，计算稀释所需的母液体积和溶剂体积；第三步，判断所需母液提交是否超过设定值，在本程序中，设定值为19mL，且该设定值与管路的尺寸有关，可根据该管路的尺寸进行调整设定值；第四步，若超过，输入Y或YES，跳回第一步，重新从第一步开始输入数据；第五步，若没有超过预定设定值，输入N或NO，则判断是否需要清洗配液单元；若稀释开始前已清洗了配液单元，则跳过该步骤；第六步，若需要清洗配液单元，输入Y或YES，提示“准备清洗配液单元，把配液单元的加液头放入到废液瓶中”，清洗完成后，系统提示“把加液头从废液瓶中拿出并悬空”，随后提示“准备吸取母液，把加液头放到母液溶液中”，确定后依次吸取第一母液、空气、第二母液、空气、第三母液、空气、第四母液、空气………….，其中，各母液之间的浓度是不相同的；若不需要清洗配液单元，输入N或NO，则直接依次吸取第一母液、空气、第二母液、空气、第三母液、空气、第四母液、空气………….，其中，各母液之间的浓度是不相同的；完成后，提示“把加液头从母液中拿出并悬空”，确定后准备配液，此时提示“准备配液，把加液头放到容器中，输出母液”，随后输送计算所需体积的溶剂，如去离子水、纯水、高纯水或基体溶液。进一步地，该基体溶液包括硝酸和盐酸等基体。更进一步地，硝酸的质量分数为2％。此外，该溶剂的种类可以结合检测方法和标准物质母液基体来确定。

在此需要说明的是，配液单元输出时，控制单元算法输出的体积包括母液、溶剂及其间隔空气的体积。进一步地，配液单元中管路可以在清洗后先吸取溶剂再吸取母液，或者在吸取母液后，将母液输出至容器内，再通过配液单元的管路吸取所需体积的溶剂，其具体状态如图2中管路所示。

在执行上述操作时，需要注意以下几点：

(1)在关键步骤和数据输入时，给定上下限，以防不熟悉导致的误操作，给仪器造成损坏。

(2)采用可调的空气体积设置，使母液吸液在两空气柱中间，无需用两个配液单元就能实现高精度的稀释，并且避免了浓度不同造成的干扰污染。

(3)通过间隔一定体积空气的方式可实现对多个单元素母液的稀释，混合母液等。

如图3所示，本发明还提供了一种溶液的稀释系统，包括：

输入单元，用于输入输入不同母液的浓度、目标溶液浓度及体积；

控制单元，与所述输入单元连接，用于计算稀释所需的母液体积和溶剂体积、判断所需母液体积是否超过设定值、判断是否需要清洗配液单元；

至少一个配液单元，与所述控制单元连接，用于吸取母液和溶剂，并输送至容器内；

至少一个容器，用于盛装稀释溶液。

在一些优选实施方式中，所述控制单元采用Tiamo控制软件。

在一些优选实施方式中，所述稀释系统还包括搅拌单元，与所述控制单元连接，通过搅拌单元可以使混合液混合均匀，达到快速稀释的目的。具体的，将容器置于该搅拌单元上，在容器中加入含聚四氟乙烯封装的搅拌子，可实现自动搅拌混合，但接受控制器控制。如果没有配制，需要手动搅拌。

通过磁子与搅拌单元之间的磁力实现搅拌。在另一个优选实施方式中，搅拌单元中具有搅拌桨，通过搅拌桨实现搅拌功能。

在一些优选实施方式中，所述溶剂包括去离子水、氨水或其他可以替代的稀释液。在本实施例中，溶剂优选为去离子水。

在系统构成及管路连接上，需要注意以下几点：

(1)配液单元精度，以50mL的846滴定泵为例，最小给量5μL，我们分别对四个50mL配液单元进行测试，设定10mL、20mL、30mL、40mL、50mL加液量，连续加液3次，用万分之一天平分别进行称量，得到其相对误差在±(0.05～0.1)％，可见采用该配液单元对提高稀释准确度有重要贡献。

(2)配液单元容量选择要适当，容量与目标稀释倍数，母液浓度及给量、目标容量等有关，本项目采用的是50mL的846配液单元。

(3)配液单元中加液头的选择。一般配备粗、细两种加液头，在进行容量准确度计量或母液浓度与目标浓度相差100以上时，建议采用细加液头，可有效减少因挂滴等导致的误差，只是需要注意避免由此可能造成的液体飞溅现象。当所取溶液容量较大时，则可采用粗加液头，这样可减少配液时间。

(4)管路要适当，在满足母液吸液量的同时要尽量短，可以减少溶剂浪费。

(5)流速设置，本系统中最大流量为150mL/min，可根据情况设置。

(6)试剂瓶容量，根据实际用量来定，一般选择1000mL～5000mL，本项目采用5000mL为宜。注意：试剂瓶的瓶口大小要与配液单元的旋盖相配，一般为GL45规格大小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种溶液的稀释方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入不同母液的浓度、目标溶液浓度及体积；

(2)根据步骤(1)，自动计算稀释所需的母液体积和溶剂体积；

(3)判断是否需要清洗配液单元，若是，清洗配液单元后执行步骤(4)；若否，执行步骤(5)；

(4)清洗配液单元后执行步骤(5)；

(5)将配液单元连接管路配套的吸头插入母液液面，吸取相应体积的母液，后吸入设定体积的空气，再按相同方法吸取不同母液，母液之间由吸入空气隔开；

(6)输出母液至容器后，再通过配液单元的管路输出溶剂至所述容器内，混合均匀，得到稀释的溶液。

2.根据权利要求1所述的稀释方法，其特征在于，在所述步骤(2)后，还包括判断所需母液体积是否超过设定值；若是，返回执行步骤(1)；若否，执行步骤(3)。

3.根据权利要求1所述的稀释方法，其特征在于，在步骤(6)中，可放入防腐蚀的聚四氟乙烯封装材料的搅拌子至目标容器中，可实现自动搅拌，也可以手动搅拌混合溶液，得到稀释的溶液。

4.根据权利要求1所述的稀释方法，其特征在于，在步骤(1)前，还包括清洗配液单元，该步骤可选。建议在开始稀释时采用。后续稀释可跳过。

5.根据权利要求1～4任一项所述的稀释方法，其特征在于，所述溶剂包括实验室现制纯水、高纯水、去离子水或基体溶液。

6.根据权利要求1～4任一项所述的稀释方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述溶剂与母液之间通过空气间隔开；或，输出母液后，再通过配液单元的管路吸取所需体积的溶剂至所述容器内。

7.一种溶液的稀释系统，其特征在于，包括：

输入单元，用于输入输入不同浓度的母液、目标溶液浓度及体积；

控制单元，与所述输入单元连接，用于计算稀释所需的母液体积和溶剂体积、判断所需母液体积是否超过设定值、判断是否需要清洗配液单元；

至少一个配液单元，与所述控制单元连接，用于吸取母液和溶剂，并输送至容器内；

至少一个容器，用于盛装稀释的溶液。

8.根据权利要求7所述的稀释系统，其特征在于，所述控制单元采用Tiamo控制软件。

9.根据权利要求7所述的稀释系统，其特征在于，所述稀释系统还包括搅拌单元，与所述控制单元连接。

10.根据权利要求7～9任一项所述的稀释系统，其特征在于，所述溶剂包括现制纯水、高纯水、去离子水或基体溶液。

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