CN111624357B - 一种在线自动取样配比系统 - Google Patents
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Abstract
一种在线自动取样配比系统,包括:取样泵(1)、空气过滤器(2、14‑17)、样品池(3)、样品泵(4)、多通道切换阀(5、10)、废液泵(6)、废液池(7)、检测池(8)、试剂泵(9)、蒸馏水泵(11)、蒸馏水池(12)、试剂池(13),所述各个装置经管路连接实现取样、配比、清洗、预充功能;本发明系统的子工作过程包括:液路上机清洗、液路上机预充、取样配比及检测、过程中液路清洗、过程中液路预充、关机前液路清洗。本发明适用于以细胞培养过程检测,生物人工肝支持系统的反馈指标检测为例的多个场景,液路可清洗复用,可连续在线取样配比。
Description
技术领域
本发明涉及一种取样配比系统。
背景技术
在以使用生物反应器对细胞进行大规模扩增分化,或利用生物人工肝支持系统对肝衰竭患者进行治疗为例的场景中,有必要实时检测生物反应器中细胞的功能状态,通过反馈控制系统及时调节培养环境的参数,如:PH、溶解氧、温度等,确保细胞处于最佳的生理环境,发挥最大的功能活性。然而,目前临床常用的检测方法多为离线检测法,包括:细胞形态学观察法、生化分析仪分析法。这些方法具有检测周期长、样品消耗大、仪器成本高且体积大的劣势,难以实现对细胞功能状态信息的及时反馈,也不便与生物反应器进行集成使用。相比之下,在线检测方法由于全过程可由上位机进行精准控制,减少了人为因素的干扰,具有良好的实时性,并且样品消耗更少、污染风险小、使用方便安全,因此更适宜应用于上述场景,对细胞的功能状态进行实时连续检测。但目前在线检测技术在生物反应器中的应用还处于研究阶段,其中取样过程污染问题的防治,液路自动清洗复用的实现,以及整体在线检测系统的自动化工作流程设计等方面需要深入构思。
目前,在线连续自动取样系统大多通过PLC控制器,利用泵阀结构实现,并且应用场景多为工业生产,如:中国专利201710794793.2、中国专利201110105354.9。其中涉及降低取样过程中样品的消耗和污染风险,提升检测过程中样品与试剂的配比精度,以及实现检测完成后液路的自动清洗复用的发明较少,因此难以应用于条件要求苛刻的生化分析领域。中国专利201510762836.X将在线自动取样技术应用于微藻的生理状态检测,但同样不涉及对于样品、试剂精确配比方法的发明。目前应用于生化分析的自动取样系统通常基于取样针(臂),通过三维传动装置配合泵阀结构进行工作,如:中国专利201910019060.0、中国专利201610686986.1、中国专利200510047846.1,并且达到了生化分析的应用标准,但由于结构复杂,难以与生物反应器进行有效集成,因此不便应用于在线连续检测细胞的功能状态。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点,提出一种在线自动取样配比系统,用于对生物反应器中细胞的功能状态进行在线自动连续检测。本发明通过对系统结构和工作过程进行设计,利用控制模块控制泵阀的工作状态,可有效实现样品与试剂的连续在线取样配比、液路的清洗复用,并且可降低取样过程对生物反应器的污染风险,同时还可减少取样配比的成本、时间,此外本发明系统操作简单。在此基础上,本发明具有“微升”级的配比精度,可节约试剂与样品的用量,并且便于与各类生物反应器集成,完成对细胞功能状态的在线自动连续检测。
本发明在线自动取样配比系统包括:取样子系统、配比及进液子系统、检测子系统、废液收集子系统、气压接入子系统。各子系统由小型、独立的装置组成。其中,取样子系统与配比及进液子系统、气压接入子系统通过管路连接;配比及进液子系统还与气压接入子系统、废液收集子系统、检测子系统通过管路连接;气压接入子系统还与废液收集子系统、检测子系统通过管路连接;废液收集子系统与检测子系统通过管路连接。本发明系统中的管路均为完整的封闭管路,每条管路中没有与大气连通的开裂或缝隙处;管路接口的尺寸与管路的尺寸吻合,连接处无缝隙;管路的总容积远小于本发明系统工作时单次所需的最小配比液量。本发明系统中的各装置按照管路连接关系就近摆放且靠近待取样品。
本发明在线自动取样配比系统由控制模块控制并供电。该控制模块与取样子系统中的取样泵,配比及进液子系统中的样品泵、样品多通道切换阀、试剂泵、试剂多通道切换阀、蒸馏水泵,废液收集子系统中的废液泵,经信号传输通路以及电源传输通路连接。各传输通路均完整、封闭且满足应用要求,不存在开路、短路、相互干扰、功率或信号不匹配的问题;各传输通路与控制模块以及被控对象的接口吻合兼容。
所述取样子系统包括:取样装置,即取样泵。取样泵的第一端口与待取样品通过管路连接,且此管路插入待取样品中,取样泵的第二端口与样品池的第一端口通过管路连接;控制模块控制取样泵将生物反应器中待取样品经管路导入样品池。
所述取样泵为高精度蠕动泵,单次蠕动最小取样量为2.5微升,远小于样品池的容积,且取样过程无样品倒流,取样泵泵口处配有管路接口。
所述待取样品装在与外界大气环境连通的生物反应器中,且液量充足。
所述配比及进液子系统包括:样品配比进液装置、试剂配比进液装置和蒸馏水进液装置。样品配比进液装置包括样品池、样品泵和样品多通道切换阀。样品池的第二端口与样品池空气过滤器的第二端口通过管路连接,样品池的第三端口与样品多通道切换阀的第一端口通过管路连接。样品泵的端口与样品多通道切换阀的第五端口通过管路连接。样品多通道切换阀的第二端口与蒸馏水池的第二端口通过管路连接,样品多通道切换阀的第三端口与检测池的第三端口通过管路连接,样品多通道切换阀的第四端口与废液池的第一端口通过管路连接。试剂配比进液装置包括试剂池、试剂泵和试剂多通道切换阀。试剂池的第一端口与试剂多通道切换阀的第二端口通过管路连接,试剂池的第二端口与试剂池空气过滤器的第二端口通过管路连接。试剂泵的端口与试剂多通道切换阀的第五端口通过管路连接。试剂多通道切换阀的第一端口与蒸馏水池的第一端口通过管路连接,试剂多通道切换阀的第三端口与废液池的第三端口通过管路连接,试剂多通道切换阀的第四端口与检测池的第一端口通过管路连接。蒸馏水进液装置包括蒸馏水池和蒸馏水泵。蒸馏水池的第三端口与蒸馏水泵的第一端口通过管路连接,蒸馏水池的第四端口与蒸馏水池空气过滤器的第二端口通过管路连接。蒸馏水泵的第二端口与检测池的第二端口通过管路连接。控制模块控制样品泵将样品池中样品、蒸馏水池中蒸馏水经液路导入检测池或废液池,将样品泵至检测池连接管路内的残留样品或蒸馏水经液路导入废液池。控制模块控制样品多通道切换阀的第五端口与样品多通道切换阀的第一端口至第四端口分别一对一通断,从而选通样品泵的工作液路。控制模块控制试剂泵将试剂池中试剂、蒸馏水池中蒸馏水经液路导入检测池或废液池,将试剂泵至检测池连接管路内的残留试剂或蒸馏水经液路导入废液池。控制模块控制试剂多通道切换阀的第五端口与试剂多通道切换阀的第一端口至第四端口分别一对一通断,从而选通试剂泵的工作液路。控制模块控制蒸馏水泵将蒸馏水池中蒸馏水经液路导入检测池。
所述样品泵、试剂泵为注射泵,最小注射量为0.41微升,远小于本发明系统工作时单次所需的最小配比液量。二者的额定行程注射误差小于1%,重复性误差为3‰-7‰。二者泵口处均配有管路接口。摆放时确保二者在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口。
所述样品池配有管路接口。样品池的第三端口位于样品池底部,样品池的第一端口、第二端口位于样品池顶部。样品池按照顶部端口在上的正立姿势摆放。样品池的容积小于样品泵的容积,并且与样品的配比用量相当,同时大于样品的配比用量。样品池与取样泵连接的管路、样品池与样品池空气过滤器连接的管路、样品池与样品多通道切换阀连接的管路,均不深入样品池内部。
所述蒸馏水池配有管路接口。蒸馏水池的第一端口、第二端口、第三端口位于蒸馏水池底部,蒸馏水池的第四端口位于蒸馏水池顶部。蒸馏水池按照顶部端口在上的正立姿势摆放。蒸馏水池的液量充足。蒸馏水池与蒸馏水泵连接的管路、蒸馏水池与样品多通道切换阀连接的管路、蒸馏水池与试剂多通道切换阀连接的管路,均插入至蒸馏水池内部液量最小的位置;蒸馏水池与蒸馏水池空气过滤器连接的管路插入至蒸馏水池内部液量最大的位置。
所述试剂池配有管路接口。试剂池的第一端口位于试剂池底部,试剂池的第二端口位于试剂池顶部。试剂池按照顶部端口在上的正立姿势摆放。试剂池的液量充足。试剂池与试剂多通道切换阀连接的管路插入至试剂池内部液量最小的位置;试剂池与试剂池空气过滤器连接的管路插入至试剂池内部液量最大的位置。
所述蒸馏水泵的最小进液量远小于检测池的容积,且其泵口处配有管路接口。
所述样品多通道切换阀和试剂多通道切换阀的通道口处配有管路接口。
所述检测子系统包括:检测装置,即检测池。检测池的第四端口与废液泵的第一端口通过管路连接,检测池的第五端口与检测池空气过滤器的第二端口通过管路连接。
所述检测池配有管路接口。检测池的第一端口、第二端口、第三端口、第五端口位于检测池顶部,检测池的第四端口位于检测池底部。检测池按照顶部端口在上的正立姿势摆放。检测池的容积为单次配比涉及的样品和试剂总量的3/2,小于本发明系统中进液和出液分步进行的各类泵,如:样品泵、试剂泵采用的注射泵的容积。检测池与检测池空气过滤器连接的管路、检测池与样品多通道切换阀连接的管路、检测池与试剂多通道切换阀连接的管路、检测池与蒸馏水泵连接的管路,均插入至检测池内部液量最大的位置;检测池与废液泵连接的管路紧贴检测池的内壁,插入至检测池内部液量最小的位置。
所述废液收集子系统包括:检测池排液装置和废液收集装置。检测池排液装置包括废液泵。废液泵的第二端口与废液池的第二端口通过管路连接。废液收集装置包括废液池。废液池的第四端口与废液池空气过滤器的第二端口通过管路连接。控制模块控制废液泵将检测池中蒸馏水、样品、试剂或检测液经液路导入废液池。
所述废液池配有管路接口。废液池的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口均位于废液池顶部。废液池按照顶部端口在上的正立姿势摆放。废液池的容量充足。废液池与样品多通道切换阀连接的管路、废液池与废液泵连接的管路、废液池与试剂多通道切换阀连接的管路、废液池与废液池空气过滤器连接的管路,均插入至废液池内部液量最大的位置。
所述废液泵的泵口处配有管路接口。
所述气压接入子系统包括:空气净化装置。空气净化装置包括样品池空气过滤器、蒸馏水池空气过滤器、试剂池空气过滤器、检测池空气过滤器和废液池空气过滤器。各个空气过滤器的第一端口均通过管路与外界大气环境连通。
所述空气净化装置的气口处配有管路接口。
依照本发明在线自动取样配比系统的结构特点,得到如下最简化工作流程:
本发明系统有两套工作模式,涉及六个子过程:液路上机清洗、液路上机预充、取样配比及检测、过程中液路清洗、过程中液路预充和关机前液路清洗。第一套工作模式适用于单次取样配比及检测的场景,即当本发明系统开机后首先进行液路上机清洗,之后进行液路上机预充,接着进行取样配比及检测,最后进行关机前液路清洗;第二套工作模式适用于连续多次取样配比及检测的场景,即当本发明系统开机后首先进行液路上机清洗,之后进行液路上机预充,接着进行第一次取样配比及检测,随后依次进行第一次过程中液路清洗、第一次过程中液路预充、第二次取样配比及检测,然后再依次进行第二次过程中液路清洗、第二次过程中液路预充、第三次取样配比及检测,以此循环类推直到最后一次取样配比及检测结束后进行关机前液路清洗。
所述液路上机清洗子过程由12个步骤依次进行,具体如下:
所述液路上机清洗子过程的第一步为:启动控制模块,开始为取样泵、样品泵、样品多通道切换阀、废液泵、试剂泵、试剂多通道切换阀、蒸馏水泵供电。控制模块控制样品多通道切换阀接通蒸馏水池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于蒸馏水池经蒸馏水池空气过滤器与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经上述接通管路进入,并尽可能充满样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于废液池经废液池空气过滤器与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。控制模块控制样品泵关闭。从而实现对本发明系统的开机,并在开机后实现对蒸馏水池至样品泵的管路以及样品泵的第一次清洗,和对样品泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第二步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通蒸馏水池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经上述接通管路进入,并尽可能充满试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。控制模块控制试剂泵关闭。从而实现本发明系统开机后对蒸馏水池至试剂泵的管路以及试剂泵的第一次清洗,和对试剂泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第三步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通蒸馏水池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,略多于样品多通道切换阀至检测池的两倍管路容积的蒸馏水从蒸馏水池经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于检测池经检测池空气过滤器与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制样品泵和废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对样品多通道切换阀至检测池的管路的第一次清洗,和对检测池、样品泵中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述液路上机清洗子过程的第四步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通蒸馏水池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,略多于试剂多通道切换阀至检测池的两倍管路容积的蒸馏水从蒸馏水池经上述接通管路进入试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中蒸馏水经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制试剂泵和废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对试剂多通道切换阀至检测池的管路的第一次清洗,和对检测池、试剂泵中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述液路上机清洗子过程的第五步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池,进液量略多于上述液路的两倍容积。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制蒸馏水泵和废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对蒸馏水泵所在液路的第一次清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第六步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池。在检测池充满时,控制模块控制蒸馏水泵关闭。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对检测池的第一次清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第七步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵至检测池的管路中残留蒸馏水,经上述接通管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对样品泵至检测池的管路以及样品泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第八步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵至检测池的管路中残留蒸馏水,经上述接通管路被抽入试剂泵中。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对试剂泵至检测池的管路以及试剂泵中清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第九步为:控制模块控制取样泵为向样品池方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池经样品池空气过滤器与外界大气连通,同时生物反应器也与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品经取样泵所在管路进入,并尽可能充满样品池。控制模块控制取样泵关闭。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于样品池与外界大气连通,具备气压条件,样品池中样品经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵与样品多通道切换阀相连管路中的残留样品经此相连管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对取样泵所在管路、样品池、样品池至样品多通道切换阀的管路的第一次清洗,和对样品池、样品泵与样品多通道切换阀相连管路、样品泵中清洗样品的排空。
所述液路上机清洗子过程的第十步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于试剂池经试剂池空气过滤器与外界大气连通,具备气压条件,略多于试剂池至试剂多通道切换阀的两倍管路容积的试剂从试剂池经上述接通管路进入试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中试剂经上述接通管路排入废液池。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵与试剂多通道切换阀相连管路中的残留试剂经此相连管路被抽入试剂泵中。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中试剂经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对试剂池至试剂多通道切换阀的管路的第一次清洗,和对试剂泵与试剂多通道切换阀相连管路以及试剂泵中清洗试剂的排空。
所述液路上机清洗子过程的第十一步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通蒸馏水池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经上述接通管路进入,并尽可能充满样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵与样品多通道切换阀相连管路中的残留蒸馏水经此相连管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对样品泵与样品多通道切换阀相连管路以及样品泵的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机清洗子过程的第十二步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通蒸馏水池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经上述接通管路进入,并尽可能充满试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵与试剂多通道切换阀相连管路中的残留蒸馏水经此相连管路被抽入试剂泵中。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。从而实现本发明系统开机后对试剂泵与试剂多通道切换阀相连管路以及试剂泵的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空。
所述液路上机预充子过程由3个步骤依次进行,具体如下:
所述液路上机预充子过程的第一步为:控制模块控制取样泵为向样品池方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池与外界大气连通,同时生物反应器也与外界大气连通,具备气压条件,略多于样品泵至检测池的管路总容积,且在样品泵抽液结束后泵中液位略高于所需配比样品在泵中液位的待取样品,从生物反应器经取样泵所在管路进入样品池。控制模块控制取样泵关闭。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于样品池与外界大气连通,具备气压条件,样品池中样品经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中样品经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制样品泵和废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对样品泵至检测池的管路以及样品泵的第一次预充,和对样品池、样品泵、检测池中预充样品以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述液路上机预充子过程的第二步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于试剂池与外界大气连通,具备气压条件,略多于试剂泵至检测池的管路总容积,且在试剂泵抽液结束后泵中液位略高于所需配比试剂在泵中液位的试剂从试剂池经上述接通管路,进入试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中试剂经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中试剂经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制试剂泵和废液泵关闭。从而实现本发明系统开机后对试剂泵至检测池的管路以及试剂泵的第一次预充,和对检测池、试剂泵中预充试剂以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述液路上机预充子过程的第三步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池。在检测池充满时,控制模块控制蒸馏水泵关闭。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在本发明系统开机后完成第一次预充时,实现对检测池的清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述取样配比及检测子过程由4个步骤依次进行,具体如下:
所述取样配比及检测子过程在对照组和实验组配比进液后,检测池中的液量为检测池容积的2/3。
所述取样配比及检测子过程,实验组的试剂与样品各自的配比量分别为试剂泵和样品泵最小注射量的整倍数。
所述取样配比及检测子过程的第一步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,为2/3检测池容积的蒸馏水从蒸馏水池经蒸馏水泵所在液路进入检测池。控制模块控制蒸馏水泵关闭。将检测池中蒸馏水静置后,进行对照组的检测。检测完毕后,控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在对照组检测过程中,实现对检测池中检测蒸馏水的注入、静置、检测、排空,和对该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中检测蒸馏水的排空。
所述取样配比及检测子过程的第二步为:控制模块控制取样泵为向样品池方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池与外界大气连通,同时生物反应器也与外界大气连通,具备气压条件,略多于所需配比量的待取样品,从生物反应器经取样泵所在管路进入样品池。控制模块控制取样泵关闭。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于样品池与外界大气连通,具备气压条件,样品池中样品经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品按照所需配比量经上述接通管路注入检测池。控制模块控制样品泵关闭。从而在实验组检测过程中,实现对生物反应器中待取样品的取样以及配比,对检测池的样品注入,和对样品池中样品的排空。
所述取样配比及检测子过程的第三步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂池至试剂泵的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态。由于试剂池与外界大气连通,具备气压条件,与所需配比量相等的试剂从试剂池经上述接通管路,进入试剂泵。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中试剂经上述接通管路注入检测池。控制模块控制试剂泵关闭。从而在实验组检测过程中,实现对试剂池中试剂的配比,对检测池的试剂注入,和对试剂泵中试剂的排空。
所述取样配比及检测子过程的第四步为:将检测池中试剂与样品混匀、反应、静置后进行实验组的检测。
所述过程中液路清洗子过程由6个步骤依次进行,具体如下:
所述过程中液路清洗子过程的第一步为:控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中检测液经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池中检测液以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述过程中液路清洗子过程的第二步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵至检测池的管路中残留样品,经上述接通管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后样品泵至检测池的管路以及样品泵中样品的排空。
所述过程中液路清洗子过程的第三步为:控制模块控制取样泵为向样品池方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池与外界大气连通,同时生物反应器也与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品经取样泵所在管路进入,并尽可能充满样品池。控制模块控制取样泵关闭。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于样品池与外界大气连通,具备气压条件,样品池中样品经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵与样品多通道切换阀相连管路中的残留样品经此相连管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后取样泵所在管路、样品池、样品池至样品多通道切换阀的管路的清洗,和对样品池、样品泵与样品多通道切换阀相连管路、样品泵中清洗样品的排空。
所述过程中液路清洗子过程的第四步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通蒸馏水池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于蒸馏水池与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经上述接通管路进入,并尽可能充满样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制样品泵和废液泵关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后样品泵至检测池的管路以及样品泵的清洗,和对样品泵、检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述过程中液路清洗子过程的第五步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵至检测池的管路中残留蒸馏水,经上述接通管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中蒸馏水经上述接通管路排入废液池。从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后样品泵至检测池的管路以及样品泵中清洗蒸馏水的排空。
所述过程中液路清洗子过程的第六步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池。在检测池充满时,控制模块控制蒸馏水泵关闭。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池的清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述过程中液路预充子过程由2个步骤依次进行,具体如下:
所述过程中液路预充子过程的第一步为:控制模块控制取样泵为向样品池方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池与外界大气连通,同时生物反应器也与外界大气连通,具备气压条件,略多于样品泵至检测池的管路总容积,且在样品泵抽液结束后泵中液位略高于所需配比样品在泵中液位的待取样品,从生物反应器经取样泵所在管路进入样品池。控制模块控制取样泵关闭。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品池至样品泵的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态。由于样品池与外界大气连通,具备气压条件,样品池中样品经上述接通管路进入样品泵。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路注入检测池。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中样品经废液泵所在液路排入废液池。控制模块先后控制样品泵和废液泵关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后样品泵至检测池的管路以及样品泵的预充,和对检测池、样品泵、样品池中预充样品以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述过程中液路预充子过程的第二步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池。在检测池充满时,控制模块控制蒸馏水泵关闭。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对预充完成后检测池的清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述关机前液路清洗子过程由4个步骤依次进行,具体如下:
所述关机前液路清洗子过程的第一步为:控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中检测液经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在本发明系统关机前,实现对最后一次检测完成后检测池中检测液以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液的排空。
所述关机前液路清洗子过程的第二步为:控制模块控制蒸馏水泵为进液状态。由于蒸馏水池、检测池均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池中蒸馏水经蒸馏水泵所在液路进入检测池。在检测池充满时,控制模块控制蒸馏水泵关闭。与此同时控制模块控制废液泵为排液状态。由于检测池、废液池均与外界大气连通,具备气压条件,检测池中蒸馏水经废液泵所在液路排入废液池。控制模块控制废液泵关闭。从而在本发明系统关机前,实现对检测池的清洗,和对检测池中清洗蒸馏水以及该步中可涉及的进液和出液分步进行的泵中液体,如:废液泵中废液、蒸馏水泵中清洗蒸馏水的排空。
所述关机前液路清洗子过程的第三步为:控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至检测池的管路,之后控制模块控制试剂泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵至检测池的管路中残留试剂,经上述接通管路被抽入试剂泵中。控制模块控制试剂多通道切换阀接通试剂泵至废液池的管路,之后控制模块控制试剂泵为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵中试剂经上述接通管路排入废液池。从而在本发明系统关机前,实现对试剂泵至检测池的管路以及试剂泵中试剂的排空。
所述关机前液路清洗子过程的第四步为:控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至检测池的管路,之后控制模块控制样品泵为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵至检测池的管路中残留样品,经上述接通管路被抽入样品泵中。控制模块控制样品多通道切换阀接通样品泵至废液池的管路,之后控制模块控制样品泵为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵关闭。由于废液池与外界大气连通,具备气压条件,样品泵中样品经上述接通管路排入废液池。关闭控制模块,停止为取样泵、样品泵、样品多通道切换阀、废液泵、试剂泵、试剂多通道切换阀、蒸馏水泵供电。从而在本发明系统关机前,实现对样品泵至检测池的管路以及样品泵中样品的排空,并在排空后实现对本发明系统的关机。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1)本发明系统结构的特点:
1.1)通过采用“微升”级蠕动精度的蠕动泵作为取样泵,利用其不存在液体倒流污染样品源的特点,使本发明系统实现高精度在线取样的功能,并且对生物反应器的污染风险小。
1.2)通过将样品泵、试剂泵合理放置,确保二者在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口,从而利用气压,可使本发明系统以气液混合的形式排空关键管路的残液,便于完成液路的清洗复用,从而降低连续取样配比的成本。
1.3)通过采用“微升”级注射精度的样品泵、试剂泵作为配比的核心装置,使本发明系统具备高配比精度;同时,为本发明系统在微流控检测等需要微量配比的场景下应用奠定基础,降低配比所需样品与试剂的消耗。
1.4)通过选用小型、独立的装置组成各子系统,使本发明系统具备可集成性。
1.5)通过对样品池、检测池、试剂池、蒸馏水池、废液池的容积或液量、摆放姿势、管路接口的位置、管路的插入深度进行设计,为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础;同时避免出现池中液体不足或过量外溢的问题,简化工作步骤,满足检测装置的使用要求,使本发明系统的工作更为流畅、合理;配合重力可使本发明系统的液路与气路分离,防止取液时出现气泡影响配比进液精度和对池中液体的充分利用与排空,也防止因液体堵塞气路导致样品池、检测池、废液池出现进液不畅的问题。此外通过上述设计还可最大程度利用池内样品、试剂与蒸馏水并排空检测池内液体,避免池内残留,防止管路遮挡光路、液体挂管壁、管路长期浸泡导致的污染、浪费、老化以及配比进液误差问题的产生。
1.6)通过对本发明系统的气路进行设计,在生物反应器、样品池、废液池、检测池、蒸馏水池、试剂池处设置与外界大气环境的连通口,并在各池处选用空气过滤器过滤空气中的污染物,可平衡液路中气压,为系统正常运行提供气压条件;同时避免系统直接暴露于大气而带来的污染风险。
1.7)通过最简化系统装置的组成以及管路的连接方式,降低本发明系统的硬件成本;减少本发明系统在液路清洗、液路预充过程中试剂、样品、蒸馏水的消耗;此外,避免因管路容量过大而带来的,残液不易排空、管路腐蚀污染问题。
与现有技术相比,本发明的系统结构更可满足在线连续自动取样配比的要求,用于对生物反应器中细胞功能状态的自动实时检测。
2)本发明工作过程的特点:
2.1)通过依照系统的结构特点最简化工作流程,缩短了本发明系统的取样配比以及清洗预充时间。
2.2)本发明根据应用需求选用相匹配的控制模块和传输通路,对其中的泵和阀供电并进行快速精准的控制,依照程序完成六个子过程的有序切换,可在单次和连续多次两种工作模式下,实现对样品、试剂的在线取样配比以及对液路的清洗复用,操作方便。
2.3)通过对本发明系统各工作步骤所操作的液量进行设计,适时控制各泵和阀的状态与工作时序,可保证样品、试剂、蒸馏水以更小的消耗量维持系统的正常运行;也可保证系统液路的各部分液量适宜,避免出现液体不足或过量外溢的问题。
与现有技术相比,本发明的工作过程更可满足在线连续自动取样配比的要求,用于对生物反应器中细胞功能状态的自动实时检测。
附图说明
图1为本发明液路与气路子系统连接平面图;
图2为本发明液路与气路装置连接平面图;
图3为本发明液路工作流程图;
图4为本发明电路拓扑结构图;
图5为本发明液路上机清洗子过程流程图;
图6为本发明液路上机预充子过程流程图;
图7为本发明取样配比及检测子过程流程图;
图8为本发明过程中液路清洗子过程流程图;
图9为本发明过程中液路预充子过程流程图;
图10为本发明关机前液路清洗子过程流程图。
图中:1取样泵;2样品池空气过滤器;3样品池;4样品泵;5样品多通道切换阀;6废液泵;7废液池;8检测池;9试剂泵;10试剂多通道切换阀;11蒸馏水泵;12蒸馏水池;13试剂池;14蒸馏水池空气过滤器;15试剂池空气过滤器;16检测池空气过滤器;17废液池空气过滤器;18控制模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式,以在线检测生物人工肝支持系统的反馈指标——丙氨酸氨基转移酶为例,对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示,本发明在线自动取样配比系统包括:取样子系统G1、配比及进液子系统G2、检测子系统G3、废液收集子系统G4、气压接入子系统G5。其中,取样子系统G1与配比及进液子系统G2、气压接入子系统G5通过管路连接;配比及进液子系统G2还与气压接入子系统G5、废液收集子系统G4、检测子系统G3通过管路连接;气压接入子系统G5还与废液收集子系统G4、检测子系统G3通过管路连接;废液收集子系统G4与检测子系统G3通过管路连接。本发明系统中的管路均为完整的封闭管路,每条管路中没有与大气连通的开裂或缝隙处,从而防止管路内液体外溢,以及外部环境对系统造成污染;管路接口的尺寸与管路的尺寸吻合,连接处无缝隙,从而避免本发明系统工作时,因出现接口处漏液,或出现因液路内压力过大而绷断接口的现象,导致系统损坏、污染;管路的总容积远小于本发明系统工作时单次所需的最小配比液量,从而减少本发明系统在液路清洗、液路预充过程中试剂、样品、蒸馏水的消耗,避免因管路容量过大而带来的,残液不易排空、管路腐蚀污染问题。本发明系统中的各装置即:取样泵1、样品池空气过滤器2、样品池3、样品泵4、样品多通道切换阀5、废液泵6、废液池7、检测池8、试剂泵9、试剂多通道切换阀10、蒸馏水泵11、蒸馏水池12、试剂池13、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16、废液池空气过滤器17按照管路连接关系就近摆放且靠近待取样品,从而缩短管路的流径,降低本发明系统的硬件成本,提高其取样、配比、清洗、预充的效率。
如图4所示,本发明在线自动取样配比系统由控制模块18控制并供电。该控制模块18与取样子系统G1中的取样泵1,配比及进液子系统G2中的样品泵4、样品多通道切换阀5、试剂泵9、试剂多通道切换阀10、蒸馏水泵11,废液收集子系统G4中的废液泵6,经信号传输通路,即RS485总线、I2C总线,以及电源传输通路,即24V DC电源线、12V DC电源线、5V DC电源线连接。各传输通路均完整、封闭且满足应用要求,不存在开路、短路、相互干扰、功率或信号不匹配的问题;各传输通路与控制模块18以及被控对象,即取样泵1、样品泵4、样品多通道切换阀5、试剂泵9、试剂多通道切换阀10、蒸馏水泵11、废液泵6的接口吻合兼容。
具体的,图2中所示的取样泵1的第一端口1a、取样泵1的第二端口1b分别为取样泵1的第一端口、取样泵1的第二端口;样品池空气过滤器2的第一端口2a、样品池空气过滤器2的第二端口2b分别为样品池空气过滤器2的第一端口、样品池空气过滤器2的第二端口;样品池3的第一端口3a、样品池3的第二端口3b、样品池3的第三端口3c分别为样品池3的第一端口、样品池3的第二端口、样品池3的第三端口;样品多通道切换阀5的第一端口5a、样品多通道切换阀5的第二端口5b、样品多通道切换阀5的第三端口5c、样品多通道切换阀5的第四端口5d、样品多通道切换阀5的第五端口5e分别为样品多通道切换阀5的第一端口、样品多通道切换阀5的第二端口、样品多通道切换阀5的第三端口、样品多通道切换阀5的第四端口、样品多通道切换阀5的第五端口;废液泵6的第一端口6a、废液泵6的第二端口6b分别为废液泵6的第一端口、废液泵6的第二端口;废液池7的第一端口7a、废液池7的第二端口7b、废液池7的第三端口7c、废液池7的第四端口7d分别为废液池7的第一端口、废液池7的第二端口、废液池7的第三端口、废液池7的第四端口;检测池8的第一端口8a、检测池8的第二端口8b、检测池8的第三端口8c、检测池8的第四端口8d、检测池8的第五端口8e分别为检测池8的第一端口、检测池8的第二端口、检测池8的第三端口、检测池8的第四端口、检测池8的第五端口;试剂多通道切换阀10的第一端口10a、试剂多通道切换阀10的第二端口10b、试剂多通道切换阀10的第三端口10c、试剂多通道切换阀10的第四端口10d、试剂多通道切换阀10的第五端口10e分别为试剂多通道切换阀10的第一端口、试剂多通道切换阀10的第二端口、试剂多通道切换阀10的第三端口、试剂多通道切换阀10的第四端口、试剂多通道切换阀10的第五端口;蒸馏水泵11的第一端口11a、蒸馏水泵11的第二端口11b分别蒸馏水泵11的第一端口、蒸馏水泵11的第二端口;蒸馏水池12的第一端口12a、蒸馏水池12的第二端口12b、蒸馏水池12的第三端口12c、蒸馏水池12的第四端口12d分别为蒸馏水池12的第一端口、蒸馏水池12的第二端口、蒸馏水池12的第三端口、蒸馏水池12的第四端口;试剂池13的第一端口13a、试剂池13的第二端口13b分别为试剂池13的第一端口、试剂池13的第二端口;蒸馏水池空气过滤器14的第一端口14a、蒸馏水池空气过滤器14的第二端口14b分别为蒸馏水池空气过滤器14的第一端口、蒸馏水池空气过滤器14的第二端口;试剂池空气过滤器15的第一端口15a、试剂池空气过滤器15的第二端口15b分别为试剂池空气过滤器15的第一端口、试剂池空气过滤器15的第二端口;检测池空气过滤器16的第一端口16a、检测池空气过滤器16的第二端口16b分别为检测池空气过滤器16的第一端口、检测池空气过滤器16的第二端口;废液池空气过滤器17的第一端口17a、废液池空气过滤器17的第二端口17b分别为废液池空气过滤器17的第一端口、废液池空气过滤器17的第二端口。
具体的,图2中所示的待取样品为含有肝细胞的培养液,装在生物人工肝支持系统的生物反应器中。此生物反应器为配有管路接口的整体密封容器,有1个端口,该端口位于生物反应器的底部,与位于取样泵1底部的第一端口1a通过第一管路p1连接,取样泵1位于生物反应器右侧,第一管路p1插入至生物反应器内部液量最小的位置,从而充分利用生物反应器中样品,同时防止因样品挂管壁或管路长期浸泡而带来的浪费、污染、老化和进液误差问题。并且该生物反应器通过配有空气过滤器的气孔与外界大气环境连通,此气孔位于生物反应器的顶部,用于过滤空气中的污染物,避免系统直接暴露于大气而带来的污染风险,平衡液路中气压,为本发明系统抽取生物反应器中样品提供气压条件,同时防止抽样时生物反应器中出现气泡影响进液精度和对其中样品的充分利用。该生物反应器为顶部端口朝上的正立姿势摆放,内部肝细胞的培养液位于底部且液量充足,从而避免出现因样品量不足而导致系统无法正常工作的问题,同时为本发明系统正常工作提供结构和动力基础。生物反应器及其内部肝细胞的培养液,使生物人工肝支持系统正常工作并发挥疗效。
具体的,如图1、图2和图4所示,取样泵1、样品池空气过滤器2、样品池3、样品泵4、样品多通道切换阀5、废液泵6、废液池7、检测池8、试剂泵9、试剂多通道切换阀10、蒸馏水泵11、蒸馏水池12、试剂池13、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16、废液池空气过滤器17均为小型、独立的装置,通过它们组成各子系统,使本发明在线自动取样配比系统具备可集成性。
具体的,如图1、图2和图4所示,取样子系统G1包括:取样装置,即取样泵1。取样泵1有2个端口,其中,位于取样泵1顶部的第二端口1b与位于样品池3顶部的第一端口3a通过第二管路p2连接,样品池3位于取样泵1右侧。控制模块18控制取样泵1将生物反应器中待取样品依次经第一管路p1、第二管路p2导入样品池3。
具体的,图2和图4中所示的取样泵1为泵口处配有管路接口的高精度蠕动泵,单次蠕动最小取样量为2.5微升,远小于样品池3的容积,且取样过程无样品倒流,从而避免对生物反应器中样品造成污染,使本发明系统实现高精度在线取样的功能,同时便于对进液量进行精准的控制,减少样品的消耗。取样泵1按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,如图1、图2和图4所示,配比及进液子系统G2包括:样品配比进液装置、试剂配比进液装置和蒸馏水进液装置。样品配比进液装置包括样品池3、样品泵4和样品多通道切换阀5。样品池3有3个端口,其中,位于样品池3顶部的第二端口3b与位于样品池空气过滤器2底部的第二端口2b通过第四管路p4连接,样品池空气过滤器2位于样品池3上侧;位于样品池3底部的第三端口3c与位于样品多通道切换阀5底部的第一端口5a通过第五管路p5连接,样品多通道切换阀5位于样品池3右侧。样品泵4有1个端口位于其顶部,该端口与位于样品多通道切换阀5顶部的第五端口5e通过第六管路p6连接,样品多通道切换阀5位于样品泵4下侧。样品多通道切换阀5有5个端口,其中,位于样品多通道切换阀5底部的第二端口5b与位于蒸馏水池12底部的第二端口12b通过第七管路p7连接,蒸馏水池12位于样品多通道切换阀5下侧;位于样品多通道切换阀5底部的第三端口5c与位于检测池8顶部的第三端口8c通过第八管路p8连接,检测池8位于样品多通道切换阀5下侧;位于样品多通道切换阀5底部的第四端口5d与位于废液池7顶部的第一端口7a通过第九管路p9连接,废液池7位于样品多通道切换阀5下侧。试剂配比进液装置包括试剂池13、试剂泵9和试剂多通道切换阀10。试剂池13有2个端口,其中,位于试剂池13底部的第一端口13a与位于试剂多通道切换阀10底部的第二端口10b通过第十六管路p16连接,试剂多通道切换阀10位于试剂池13上侧;位于试剂池13顶部的第二端口13b与位于试剂池空气过滤器15底部的第二端口15b通过第二十二管路p22连接,试剂池空气过滤器15位于试剂池13上侧。试剂泵9有1个端口位于其顶部,该端口与位于试剂多通道切换阀10顶部的第五端口10e通过第十四管路p14连接,试剂多通道切换阀10位于试剂泵9下侧。试剂多通道切换阀10有5个端口,其中,位于试剂多通道切换阀10底部的第一端口10a与位于蒸馏水池12底部的第一端口12a通过第十八管路p18连接,蒸馏水池12位于试剂多通道切换阀10左侧;位于试剂多通道切换阀10底部的第三端口10c与位于废液池7顶部的第三端口7c通过第十二管路p12连接,废液池7位于试剂多通道切换阀10下侧;位于试剂多通道切换阀10底部的第四端口10d与位于检测池8顶部的第一端口8a通过第十三管路p13连接,检测池8位于试剂多通道切换阀10右侧。蒸馏水进液装置包括蒸馏水池12和蒸馏水泵11。蒸馏水池12有4个端口,其中,位于蒸馏水池12底部的第三端口12c与位于蒸馏水泵11底部的第一端口11a通过第十七管路p17连接,蒸馏水泵11位于蒸馏水池12右侧;位于蒸馏水池12顶部的第四端口12d与位于蒸馏水池空气过滤器14底部的第二端口14b通过第十九管路p19连接,蒸馏水池空气过滤器14位于蒸馏水池12上侧。蒸馏水泵11有2个端口,其中,位于蒸馏水泵11顶部的第二端口11b与位于检测池8顶部的第二端口8b通过第十五管路p15连接,检测池8位于蒸馏水泵11右侧。控制模块18控制样品泵4将样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路及第六管路p6抽入样品泵4;控制模块18控制样品泵4将蒸馏水池12中蒸馏水依次经第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路及第六管路p6抽入样品泵4;控制模块18控制样品泵4依次将第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路及第八管路p8中残留的样品或蒸馏水,经残液所在管路抽入样品泵4。控制模块18控制样品泵4将样品泵4中样品或蒸馏水以注射的方式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路及第八管路p8排入检测池8,或依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路及第九管路p9排入废液池7。控制模块18控制样品多通道切换阀5的第五端口5e与样品多通道切换阀5的第一端口5a至第四端口5d分别一对一通断,从而选通样品泵4的工作液路。控制模块18控制试剂泵9将试剂池13中试剂依次经第十六管路p16、试剂多通道切换阀10的第二端口10b至第五端口10e的内部管路及第十四管路p14抽入试剂泵9;控制模块18控制试剂泵9将蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十八管路p18、试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第五端口10e的内部管路及第十四管路p14抽入试剂泵9;控制模块18控制试剂泵9依次将第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路及第十三管路p13中残留的试剂或蒸馏水,经残液所在管路抽入试剂泵9。控制模块18控制试剂泵9将试剂泵9中试剂或蒸馏水以注射的方式依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路及第十三管路p13排入检测池8,或依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路及第十二管路p12排入废液池7。控制模块18控制试剂多通道切换阀10的第五端口10e与试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第四端口10d分别一对一通断,从而选通试剂泵9的工作液路。控制模块18控制蒸馏水泵11将蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15导入检测池8。
具体的,图2和图4中所示的样品泵4为泵口处配有管路接口的注射泵,最小注射量为0.41微升,远小于本发明系统工作时单次所需的最小样品配比液量,从而使本发明系统实现“微升”级精度的配比,便于对配比液量进行精准的控制,降低配比所需样品的消耗。其额定行程注射误差小于1%,重复性误差为3‰-7‰,从而使本发明系统具备高稳定性和可重复性的样品配比功能。样品泵4摆放时确保其在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口,目的在于为第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路及第八管路p8中残留的样品或蒸馏水以气液混合的形式排空提供结构和动力基础,避免本发明系统工作时出现管路冲突影响液路的清洗复用,从而降低连续取样配比的成本。
具体的,图2和图4中所示的试剂泵9为泵口处配有管路接口的注射泵,最小注射量为0.41微升,远小于本发明系统工作时单次所需的最小试剂配比液量,从而使本发明系统实现“微升”级精度的配比,便于对配比液量进行精准的控制,降低配比所需试剂的消耗。其额定行程注射误差小于1%,重复性误差为3‰-7‰,从而使本发明系统具备高稳定性和可重复性的试剂配比功能。试剂泵9摆放时确保其在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口,目的在于为第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路及第十三管路p13中残留的试剂或蒸馏水以气液混合的形式排空提供结构和动力基础,避免本发明系统工作时出现管路冲突影响液路的清洗复用,从而降低连续取样配比的成本。
具体的,图2中所示的样品池3为配有管路接口的整体密封滴壶,用于样品的暂存缓冲,并提供外界大气压的接入口。样品池3按照顶部端口在上的正立姿势摆放,从而为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础。样品池3的容积小于样品泵4的容积,并且与样品的配比用量相当,同时大于样品的配比用量,从而简化工作步骤,避免样品池3中样品过量外溢,使本发明系统的工作更为流畅、合理。样品池3与取样泵1连接的第二管路p2、样品池3与样品池空气过滤器2连接的第四管路p4,以及样品池3与样品多通道切换阀5连接的第五管路p5均不深入样品池3内部,从而充分利用样品池3中样品,避免样品泵4抽取样品池3中样品时产生气泡影响配比进液精度,避免取样泵1将生物反应器中待取样品导入样品池3时,因样品堵塞气路导致进液不畅,防止因样品挂管壁或管路长期浸泡而带来的浪费、污染、老化和配比进液误差问题。
具体的,图2中所示的蒸馏水池12为内装有蒸馏水且配有管路接口的带塞试管,用于存放蒸馏水,并提供外界大气压的接入口。蒸馏水池12按照顶部端口在上的正立姿势摆放,从而为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础。蒸馏水池12的液量充足,从而避免出现因蒸馏水量不足而导致本发明系统无法正常工作的问题。蒸馏水池12与蒸馏水泵11连接的第十七管路p17、蒸馏水池12与样品多通道切换阀5连接的第七管路p7,以及蒸馏水池12与试剂多通道切换阀10连接的第十八管路p18均插入至蒸馏水池12内部液量最小的位置,蒸馏水池12与蒸馏水池空气过滤器14连接的第十九管路p19插入至蒸馏水池12内部液量最大的位置,从而充分利用蒸馏水池12中蒸馏水,避免蒸馏水泵11抽取蒸馏水池12中蒸馏水时产生气泡影响进液精度,防止因蒸馏水挂管壁或管路长期浸泡而带来的浪费、污染、老化和进液误差问题。
具体的,图2中所示的试剂池13为内装有含烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的试剂,且配有管路接口的带塞试管,用于存放试剂,并提供外界大气压的接入口。试剂池13按照顶部端口在上的正立姿势摆放,从而为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础。试剂池13的液量充足,从而避免出现因试剂量不足而导致本发明系统无法正常工作的问题。试剂池13与试剂多通道切换阀10连接的第十六管路p16插入至试剂池13内部液量最小的位置,试剂池13与试剂池空气过滤器15连接的第二十二管路p22插入至试剂池13内部液量最大的位置,从而充分利用试剂池13中试剂,避免试剂泵9抽取试剂池13中试剂时产生气泡影响配比进液精度,防止因试剂挂管壁或管路长期浸泡而带来的浪费、污染、老化和配比进液误差问题。
具体的,图2和图4中所示的蒸馏水泵11为泵口处配有管路接口的高精度蠕动泵,单次蠕动最小液量为2.5微升,远小于检测池8的容积,且进液过程无蒸馏水倒流,从而使本发明系统在对照组检测时可对检测池8进行高精度蒸馏水进液,同时便于对进液量进行精准的控制,减少蒸馏水的消耗,此外还可避免进液过程对蒸馏水池12中蒸馏水造成污染。蒸馏水泵11按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,图2和图4中所示的样品多通道切换阀5为通道口处配有管路接口的五通电控切换阀,可快速精准选通样品泵4的工作液路,满足本发明系统的工作需要。样品多通道切换阀5按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,图2和图4中所示的试剂多通道切换阀10为通道口处配有管路接口的五通电控切换阀,可快速精准选通试剂泵9的工作液路,满足本发明系统的工作需要。试剂多通道切换阀10按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,如图1和图2所示,检测子系统G3包括:检测装置,即检测池8。检测池8有5个端口,其中,位于检测池8底部的第四端口8d与位于废液泵6顶部的第一端口6a通过第十管路p10连接,废液泵6位于检测池8右侧;位于检测池8顶部的第五端口8e与位于检测池空气过滤器16底部的第二端口16b通过第二十四管路p24连接,检测池空气过滤器16位于检测池8上侧。
具体的,图2中所示的检测池8为配有管路接口且皿壁除通光孔外其余位置不透光的整体密封比色皿,用于对照组和实验组的吸光度检测,并提供外界大气压的接入口。检测池8按照顶部端口在上的正立姿势摆放,从而为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础。检测池8的容积约为单次配比涉及的样品和试剂总量的3/2,小于样品泵4、试剂泵9的容积,从而满足利用比色皿进行检测时,皿内液量约占2/3皿容积的要求,同时简化工作步骤,避免检测池8中液体过量外溢,使本发明系统的工作更为流畅、合理。检测池8与检测池空气过滤器16连接的第二十四管路p24、检测池8与样品多通道切换阀5连接的第八管路p8、检测池8与试剂多通道切换阀10连接的第十三管路p13,以及检测池8与蒸馏水泵11连接的第十五管路p15均插入至检测池8内部液量最大的位置,检测池8与废液泵6连接的第十管路p10紧贴检测池8的内壁,插入至检测池8内部液量最小的位置,从而利用废液泵6可将检测池8中液体充分排空,避免排液时检测池8中产生气泡,防止管路遮挡光路、液体挂管壁、管路长期浸泡导致的污染、浪费、老化以及配比进液误差问题,防止因液体堵塞气路导致检测池8出现进液不畅的问题。
具体的,如图1、图2和图4所示,废液收集子系统G4包括:检测池排液装置和废液收集装置。检测池排液装置包括废液泵6。废液泵6有2个端口,其中,位于废液泵6底部的第二端口6b与位于废液池7顶部的第二端口7b通过第十一管路p11连接,废液池7位于废液泵6下侧。废液收集装置包括废液池7。废液池7有4个端口,其中,位于废液池7顶部的第四端口7d与位于废液池空气过滤器17底部的第二端口17b通过第二十六管路p26连接,废液池空气过滤器17位于废液池7上侧。控制模块18控制废液泵6将检测池8中蒸馏水、样品、试剂或检测液依次经第十管路p10、废液泵6内部管路及第十一管路p11排入废液池7。
具体的,图2和图4中所示的废液泵6为泵口处配有管路接口的真空隔膜泵,流量为320±80ml/min,出水端的最大压强为90Kpa,从而可利用该泵提供的可观负压环境快速完成对检测池8中液体的排空。废液泵6按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,图2中所示的废液池7为配有管路接口的带盖烧瓶,用于存放废液,并提供外界大气压的接入口。废液池7按照顶部端口在上的正立姿势摆放,从而为本发明系统正常工作,提供结构和动力基础。废液池7的容量充足,从而避免出现因废液过量外溢而导致本发明系统无法正常工作的问题。废液池7与样品多通道切换阀5连接的第九管路p9、废液池7与废液泵6连接的第十一管路p11、废液池7与试剂多通道切换阀10连接的第十二管路p12,以及废液池7与废液池空气过滤器17连接的第二十六管路p26均插入至废液池7内部液量最大的位置,从而防止因废液堵塞气路导致废液池7出现进液不畅的问题,防止管路长期浸泡导致的污染、老化问题。
具体的,如图1和图2所示,气压接入子系统G5包括:空气净化装置。空气净化装置包括样品池空气过滤器2、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16和废液池空气过滤器17。样品池空气过滤器2、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16和废液池空气过滤器17均有2个端口。位于样品池空气过滤器2顶部的第一端口2a通过第三管路p3与外界大气环境连通。位于蒸馏水池空气过滤器14顶部的第一端口14a通过第二十管路p20与外界大气环境连通。位于试剂池空气过滤器15顶部的第一端口15a通过第二十一管路p21与外界大气环境连通。位于检测池空气过滤器16顶部的第一端口16a通过第二十三管路p23与外界大气环境连通。位于废液池空气过滤器17顶部的第一端口17a通过第二十五管路p25与外界大气环境连通。
具体的,图2中所示的样品池空气过滤器2、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16、废液池空气过滤器17均为气口处配有管路接口的高效空气过滤器,用于平衡液路中气压,为本发明系统的取样、配比、清洗及预充过程提供气压条件,同时高效过滤空气中的污染物,避免系统直接暴露于大气而带来的污染风险。上述各空气过滤器均按照顶部端口在上的正立姿势摆放,使装置稳固,满足使用要求。
具体的,如图3和图4所示,通过选用与应用相匹配的控制模块18和传输通路,对本发明在线自动取样配比系统中的泵和阀供电,并进行快速精准的控制,可在单次取样配比及检测和连续多次取样配比及检测两种工作模式下,根据程序完成六个子过程即:液路上机清洗子过程S0、液路上机预充子过程S1、取样配比及检测子过程S2、过程中液路清洗子过程S3、过程中液路预充子过程S4、关机前液路清洗子过程S5的有序切换,实现对样品、试剂的在线取样配比以及对液路的清洗复用,操作方便。
具体的,如图4所示,控制模块18为STM32F103ZET6单片机和配套驱动电源,即24V直流电源、12V直流电源、5V直流电源,用于对本发明系统的控制和驱动供电。
具体的,如图4所示,24V直流电源传输通路即:24V DC电源线将控制模块18与取样子系统G1中的取样泵1、配比及进液子系统G2中的样品泵4和试剂泵9、废液收集子系统G4中的废液泵6以总线的形式连接,从而可利用控制模块18提供的24V直流电源,驱动取样泵1、样品泵4、试剂泵9和废液泵6工作。
具体的,如图4所示,12V直流电源传输通路即:12V DC电源线将控制模块18与配比及进液子系统G2中的样品多通道切换阀5和试剂多通道切换阀10以总线的形式连接,从而可利用控制模块18提供的12V直流电源驱动样品多通道切换阀5、试剂多通道切换阀10工作。
具体的,如图4所示,5V直流电源传输通路即:5VDC电源线将控制模块18与配比及进液子系统G2中的蒸馏水泵11一对一连接,从而可利用控制模块18提供的5V直流电源驱动蒸馏水泵11工作。
具体的,如图4所示,RS485信号传输通路即:RS485总线将控制模块18与配比及进液子系统G2中的样品泵4、试剂泵9、样品多通道切换阀5、试剂多通道切换阀10以总线的形式连接,从而可利用控制模块18中的STM32F103ZET6单片机,采用RS485总线协议控制样品泵4、试剂泵9、样品多通道切换阀5和试剂多通道切换阀10工作。
具体的,如图4所示,I2C信号传输通路即:I2C总线将控制模块18与配比及进液子系统G2中的蒸馏水泵11、取样子系统G1中的取样泵1、废液收集子系统G4中的废液泵6以总线的形式连接,从而可利用控制模块18中的STM32F103ZET6单片机,采用I2C总线协议控制蒸馏水泵11、取样泵1、废液泵6工作。
具体的,图4中所示的控制模块18涉及的控制量包括:样品泵4和试剂泵9的工作状态、抽液量、注射量、开关状态,样品多通道切换阀5和试剂多通道切换阀10的旋转位置状态、接通状态,取样泵1和蒸馏水泵11的工作状态、开关状态、进液量,废液泵6的开关状态、工作状态、排液量。
图3、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示为通过依照本发明在线自动取样配比系统的结构特点,得到的最简化工作流程,可缩短系统的取样配比以及清洗预充时间。其中,通过对本发明系统各工作步骤所操作的液量进行设计,适时控制各泵和阀的状态与工作时序,可保证样品、试剂、蒸馏水以更小的消耗量维持系统的正常运行,也可保证系统液路的各部分液量适宜,避免出现液体不足或过量外溢的问题。
如图3所示,本发明在线自动取样配比系统的工作过程如下:
图3中所示的子过程S0、子过程S1、子过程S2、子过程S3、子过程S4、子过程S5,分别为液路上机清洗子过程S0、液路上机预充子过程S1、取样配比及检测子过程S2、过程中液路清洗子过程S3、过程中液路预充子过程S4、关机前液路清洗子过程S5。
具体的,如图3所示,本发明系统有两套工作模式,涉及六个子过程:液路上机清洗子过程S0、液路上机预充子过程S1、取样配比及检测子过程S2、过程中液路清洗子过程S3、过程中液路预充子过程S4、关机前液路清洗子过程S5。第一套工作模式适用于单次取样配比及检测的场景,即当本发明系统开机后首先进行液路上机清洗子过程S0,之后进行液路上机预充子过程S1,接着进行取样配比及检测子过程S2,最后进行关机前液路清洗子过程S5。第二套工作模式适用于连续多次取样配比及检测的场景,即当本发明系统开机后首先进行液路上机清洗子过程S0,之后进行液路上机预充子过程S1,接着进行第一次取样配比及检测子过程S2,随后依次进行第一次过程中液路清洗子过程S3、第一次过程中液路预充子过程S4、第二次取样配比及检测子过程S2,然后再依次进行第二次过程中液路清洗子过程S3、第二次过程中液路预充子过程S4、第三次取样配比及检测子过程S2,以此循环类推直到最后一次取样配比及检测子过程S2结束后进行关机前液路清洗子过程S5。
如图5所示,本发明在线自动取样配比系统的液路上机清洗子过程S0由12个步骤依次进行,具体如下:
图5中所示的步骤S0.1、步骤S0.2、步骤S0.3、步骤S0.4、步骤S0.5、步骤S0.6、步骤S0.7、步骤S0.8、步骤S0.9、步骤S0.10、步骤S0.11、步骤S0.12,分别为液路上机清洗子过程S0的第一步S0.1、液路上机清洗子过程S0的第二步S0.2、液路上机清洗子过程S0的第三步S0.3、液路上机清洗子过程S0的第四步S0.4、液路上机清洗子过程S0的第五步S0.5、液路上机清洗子过程S0的第六步S0.6、液路上机清洗子过程S0的第七步S0.7、液路上机清洗子过程S0的第八步S0.8、液路上机清洗子过程S0的第九步S0.9、液路上机清洗子过程S0的第十步S0.10、液路上机清洗子过程S0的第十一步S0.11、液路上机清洗子过程S0的第十二步S0.12。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第一步S0.1为:启动控制模块18,开始为取样泵1、样品泵4、样品多通道切换阀5、废液泵6、试剂泵9、试剂多通道切换阀10,以及蒸馏水泵11供电。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第二端口5b和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于蒸馏水池12依次经第十九管路p19、蒸馏水池空气过滤器14以及第二十管路p20与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6,进入并尽可能充满样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于废液池7依次经第二十六管路p26、废液池空气过滤器17以及第二十五管路p25与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。控制模块18控制样品泵4关闭。从而实现对本发明系统的开机,并在开机后实现对第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路、第六管路p6以及样品泵4的第一次清洗,和对样品泵4中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第二步S0.2为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第一端口10a和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十八管路p18、试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14,进入并尽可能充满试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中蒸馏水依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。控制模块18控制试剂泵9关闭。从而实现本发明系统开机后对第十八管路p18、试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第五端口10e的内部管路、第十四管路p14以及试剂泵9的第一次清洗,和对试剂泵9中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第三步S0.3为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第二端口5b和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,略多于第八管路p8以及样品多通道切换阀5第三端口5c至第五端口5e内部管路的两倍总容积的蒸馏水从蒸馏水池12依次经第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于检测池8依次经第二十四管路p24、检测池空气过滤器16以及第二十三管路p23与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制样品泵4和废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8的第一次清洗,和对检测池8以及样品泵4中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第四步S0.4为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第一端口10a和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,略多于第十三管路p13以及试剂多通道切换阀10第四端口10d至第五端口10e内部管路的两倍总容积的蒸馏水从蒸馏水池12依次经第十八管路p18、试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14进入试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中蒸馏水依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制试剂泵9和废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13的第一次清洗,和对检测池8以及试剂泵9中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第五步S0.5为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,略多于第十七管路p17以及第十五管路p15的两倍总容积的蒸馏水从蒸馏水池12依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制蒸馏水泵11和废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对第十七管路p17以及第十五管路p15的第一次清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第六步S0.6为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。在检测池8充满时,控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对检测池8的第一次清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第七步S0.7为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路、样品泵4以及第八管路p8中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第八步S0.8为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入试剂泵9中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵9关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第十三管路p13、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路、试剂泵9以及第十四管路p14中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第九步S0.9为:控制模块18控制取样泵1为向样品池3方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池3依次经第四管路p4、样品池空气过滤器2以及第三管路p3与外界大气连通,同时生物反应器也通过配有空气过滤器的气孔与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品依次经第一管路p1、第二管路p2,进入并尽可能充满样品池3。控制模块18控制取样泵1关闭。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第一端口5a和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于样品池3与外界大气连通,具备气压条件,样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6中残留样品经该管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中样品上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第一管路p1、第二管路p2、样品池3、第五管路p5以及样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路的第一次清洗,和对样品池3、第六管路p6、样品泵4中清洗样品的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第十步S0.10为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第二端口10b和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于试剂池13依次经第二十二管路p22、试剂池空气过滤器15以及第二十一管路p21与外界大气连通,具备气压条件,略多于第十六管路p16以及试剂多通道切换阀10第二端口10b至第五端口10e内部管路的两倍总容积的试剂从试剂池13依次经第十六管路p16、试剂多通道切换阀10的第二端口10b至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14进入试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中试剂依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路p14中残留试剂经该管路被抽入试剂泵9中,并且最终泵中试剂上方充满空气。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵9关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中试剂在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第十六管路p16以及试剂多通道切换阀10的第二端口10b至第五端口10e的内部管路的第一次清洗,和对第十四管路p14以及试剂泵9中清洗试剂的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第十一步S0.11为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第二端口5b和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6,进入并尽可能充满样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6中残留蒸馏水经该管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第六管路p6以及样品泵4的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图5所示,液路上机清洗子过程S0的第十二步S0.12为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第一端口10a和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十八管路p18、试剂多通道切换阀10的第一端口10a至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14,进入并尽可能充满试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中蒸馏水依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路p14中残留蒸馏水经该管路被抽入试剂泵9中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵9关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。从而实现本发明系统开机后对第十四管路p14以及试剂泵9的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空。
如图6所示,本发明在线自动取样配比系统的液路上机预充子过程S1由3个步骤依次进行,具体如下:
图6中所示的步骤S1.1、步骤S1.2、步骤S1.3,分别为液路上机预充子过程S1的第一步S1.1、液路上机预充子过程S1的第二步S1.2、液路上机预充子过程S1的第三步S1.3。
具体的,如图6所示,液路上机预充子过程S1的第一步S1.1为:控制模块18控制取样泵1为向样品池3方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池3、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,略多于第六管路p6、第八管路p8以及样品多通道切换阀5第三端口5c至第五端口5e内部管路的总容积,且在样品泵4抽液结束后泵中液位略高于所需配比样品在泵中液位的待取样品,从生物反应器依次经第一管路p1、第二管路p2进入样品池3。控制模块18控制取样泵1关闭。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第一端口5a和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于样品池3与外界大气连通,具备气压条件,样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中样品依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制样品泵4和废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对第六管路p6、样品泵4、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8的第一次预充,和对样品池3、样品泵4、检测池8中预充样品的排空。
具体的,如图6所示,液路上机预充子过程S1的第二步S1.2为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第二端口10b和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于试剂池13与外界大气连通,具备气压条件,略多于第十四管路p14、第十三管路p13以及试剂多通道切换阀10第四端口10d至第五端口10e内部管路的总容积,且在试剂泵9抽液结束后泵中液位略高于所需配比试剂在泵中液位的试剂从试剂池13依次经第十六管路p16、试剂多通道切换阀10的第二端口10b至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14,进入试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中试剂依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中试剂依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制试剂泵9和废液泵6关闭。从而实现本发明系统开机后对第十四管路p14、试剂泵9、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13的第一次预充,和对检测池8以及试剂泵9中预充试剂的排空。
具体的,如图6所示,液路上机预充子过程S1的第三步S1.3为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。在检测池8充满时,控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在本发明系统开机后完成第一次预充时,实现对检测池8的清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
如图7所示,本发明在线自动取样配比系统的取样配比及检测子过程S2由4个步骤依次进行,具体如下:
图7中所示的步骤S2.1、步骤S2.2、步骤S2.3、步骤S2.4,分别为取样配比及检测子过程S2的第一步S2.1、取样配比及检测子过程S2的第二步S2.2、取样配比及检测子过程S2的第三步S2.3、取样配比及检测子过程S2的第四步S2.4。
具体的,图7中所示的取样配比及检测子过程S2,在对照组和实验组配比进液后,检测池8中的液量约为检测池8容积的2/3。
具体的,图7中所示的取样配比及检测子过程S2,实验组的试剂与样品各自的配比量分别为试剂泵9和样品泵4最小注射量的整倍数。
具体的,图7中所示的取样配比及检测子过程S2,对照组蒸馏水的静置时间约为1min;实验组试剂与样品的混匀时间约为30s,反应、静置时间约为1min。
具体的,如图7所示,取样配比及检测子过程S2的第一步S2.1为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,约为2/3检测池8容积的蒸馏水从蒸馏水池12依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。将检测池8中蒸馏水静置后,利用吸光光度法进行对照组的检测。检测完毕后,控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在对照组检测过程中,实现对检测池8中检测蒸馏水的注入、静置、检测、排空。
具体的,如图7所示,取样配比及检测子过程S2的第二步S2.2为:控制模块18控制取样泵1为向样品池3方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池3、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,略多于所需配比量的待取样品从生物反应器依次经第一管路p1、第二管路p2,进入样品池3。控制模块18控制取样泵1关闭。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第一端口5a和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于样品池3与外界大气连通,具备气压条件,样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品按照所需配比量依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8注入检测池8。控制模块18控制样品泵4关闭。从而在实验组检测过程中,实现对生物反应器中待取样品的取样以及配比,对检测池8的样品注入,和对样品池3中样品的排空。
具体的,如图7所示,取样配比及检测子过程S2的第三步S2.3为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第二端口10b和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态。由于试剂池13与外界大气连通,具备气压条件,与所需配比量相等的试剂从试剂池13依次经第十六管路p16、试剂多通道切换阀10的第二端口10b至第五端口10e的内部管路以及第十四管路p14,进入试剂泵9。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中试剂依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13注入检测池8。控制模块18控制试剂泵9关闭。从而在实验组检测过程中,实现对试剂池13中试剂的配比,对检测池8的试剂注入,和对试剂泵9中试剂的排空。
具体的,如图7所示,取样配比及检测子过程S2的第四步S2.4为:将检测池8中试剂与样品混匀,之后进行反应、静置,最后利用吸光光度法进行实验组的检测。
如图8所示,本发明在线自动取样配比系统的过程中液路清洗子过程S3由6个步骤依次进行,具体如下:
图8中所示的步骤S3.1、步骤S3.2、步骤S3.3、步骤S3.4、步骤S3.5、步骤S3.6,分别为过程中液路清洗子过程S3的第一步S3.1、过程中液路清洗子过程S3的第二步S3.2、过程中液路清洗子过程S3的第三步S3.3、过程中液路清洗子过程S3的第四步S3.4、过程中液路清洗子过程S3的第五步S3.5、过程中液路清洗子过程S3的第六步S3.6。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第一步S3.1为:控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中检测液依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池8中检测液的排空。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第二步S3.2为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8中残留样品,依次经残液所在管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中样品上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路、第八管路p8以及样品泵4中样品的排空。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第三步S3.3为:控制模块18控制取样泵1为向样品池3方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池3、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品依次经第一管路p1、第二管路p2,进入并尽可能充满样品池3。控制模块18控制取样泵1关闭。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第一端口5a和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于样品池3与外界大气连通,具备气压条件,样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6中残留样品经该管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中样品上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第一管路p1、第二管路p2、样品池3、第五管路p5以及样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路的清洗,和对样品池3、第六管路p6、样品泵4中清洗样品的排空。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第四步S3.4为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第二端口5b和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于蒸馏水池12与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第七管路p7、样品多通道切换阀5的第二端口5b至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6,进入并尽可能充满样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制样品泵4和废液泵6关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第六管路p6、样品泵4、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8的清洗,和对样品泵4以及检测池8中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第五步S3.5为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路、第八管路p8以及样品泵4中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图8所示,过程中液路清洗子过程S3的第六步S3.6为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。在检测池8充满时,控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池8的清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
如图9所示,本发明在线自动取样配比系统的过程中液路预充子过程S4由2个步骤依次进行,具体如下:
图9中所示的步骤S4.1、步骤S4.2,分别为过程中液路预充子过程S4的第一步S4.1、过程中液路预充子过程S4的第二步S4.2。
具体的,如图9所示,过程中液路预充子过程S4的第一步S4.1为:控制模块18控制取样泵1为向样品池3方向旋转蠕动进液的状态。由于样品池3、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,略多于第六管路p6、第八管路p8以及样品多通道切换阀5第三端口5c至第五端口5e内部管路的总容积,且在样品泵4抽液结束后泵中液位略高于所需配比样品在泵中液位的待取样品,从生物反应器依次经第一管路p1、第二管路p2进入样品池3。控制模块18控制取样泵1关闭。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第一端口5a和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态。由于样品池3与外界大气连通,具备气压条件,样品池3中样品依次经第五管路p5、样品多通道切换阀5的第一端口5a至第五端口5e的内部管路以及第六管路p6进入样品泵4。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8注入检测池8。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中样品依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18先后控制样品泵4和废液泵6关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后第六管路p6、样品泵4、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8的预充,和对检测池8、样品泵4、样品池3中预充样品的排空。
具体的,如图9所示,过程中液路预充子过程S4的第二步S4.2为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。在检测池8充满时,控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在连续检测的循环过程中,实现对预充完成后检测池8的清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
如图10所示,本发明在线自动取样配比系统的关机前液路清洗子过程S5由4个步骤依次进行,具体如下:
图10中所示的步骤S5.1、步骤S5.2、步骤S5.3、步骤S5.4,分别为关机前液路清洗子过程S5的第一步S5.1、关机前液路清洗子过程S5的第二步S5.2、关机前液路清洗子过程S5的第三步S5.3、关机前液路清洗子过程S5的第四步S5.4。
具体的,如图10所示,关机前液路清洗子过程S5的第一步S5.1为:控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中检测液依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在本发明系统关机前,实现对最后一次检测完成后检测池8中检测液的排空。
具体的,如图10所示,关机前液路清洗子过程S5的第二步S5.2为:控制模块18控制蒸馏水泵11为向检测池8方向旋转蠕动进液的状态。由于蒸馏水池12、检测池8均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池12中蒸馏水依次经第十七管路p17、第十五管路p15进入检测池8。在检测池8充满时,控制模块18控制蒸馏水泵11关闭。与此同时控制模块18控制废液泵6为从检测池8抽液向废液池7排液的状态。由于检测池8、废液池7均与外界大气连通,具备气压条件,检测池8中蒸馏水依次经第十管路p10、废液泵6内部管路以及第十一管路p11排入废液池7。控制模块18控制废液泵6关闭。从而在本发明系统关机前,实现对检测池8的清洗,和对检测池8中清洗蒸馏水的排空。
具体的,如图10所示,关机前液路清洗子过程S5的第三步S5.3为:控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第四端口10d和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路以及第十三管路p13中残留试剂,依次经残液所在管路被抽入试剂泵9中,并且最终泵中试剂上方充满空气。控制模块18控制试剂多通道切换阀10旋转至第三端口10c和第五端口10e并接通,之后控制模块18控制试剂泵9为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵9关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵9中试剂在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第三端口10c至第五端口10e的内部管路以及第十二管路p12排入废液池7。从而在本发明系统关机前,实现对第十四管路p14、试剂多通道切换阀10的第四端口10d至第五端口10e的内部管路、第十三管路p13以及试剂泵9中试剂的排空。
具体的,如图10所示,关机前液路清洗子过程S5的第四步S5.4为:控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第三端口5c和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液。由于检测池8与外界大气连通,具备气压条件,第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路以及第八管路p8中残留样品,依次经残液所在管路被抽入样品泵4中,并且最终泵中样品上方充满空气。控制模块18控制样品多通道切换阀5旋转至第四端口5d和第五端口5e并接通,之后控制模块18控制样品泵4为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵4关闭。由于废液池7与外界大气连通,具备气压条件,样品泵4中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路p6、样品多通道切换阀5的第四端口5d至第五端口5e的内部管路以及第九管路p9排入废液池7。关闭控制模块18,停止为取样泵1、样品泵4、样品多通道切换阀5、废液泵6、试剂泵9、试剂多通道切换阀10,以及蒸馏水泵11供电。从而在本发明系统关机前,实现对第六管路p6、样品多通道切换阀5的第三端口5c至第五端口5e的内部管路、第八管路p8以及样品泵4中样品的排空,并在排空后实现对本发明系统的关机。
以上具体实施方式所提到的待取样品可以是生物人工肝支持系统的生物反应器中含有肝细胞的培养液,也可以是装在满足具体应用需求,且与外界大气环境连通的生物反应器内,任意无毒且对本发明在线自动取样配比系统的工作无影响的液状样品。
以上具体实施方式所提到的样品池3可以是配有管路接口的整体密封滴壶,也可以是与此滴壶类似的配有管路接口的整体密封或带盖或塞容器。
以上具体实施方式所提到的样品多通道切换阀5、试剂多通道切换阀10可以是通道口处配有管路接口的五通电控切换阀,也可以是任意与其功能等效的通道口处配有管路接口的切换阀或切换阀组合。
以上具体实施方式所提到的样品泵4和试剂泵9可以是有一个泵口且泵口处配有管路接口的注射泵,也可以是有多个泵口且泵口处配有管路接口的注射泵。此时若通过多个泵口的切换,能实现上述五通电控切换阀的功能,则样品多通道切换阀5、试剂多通道切换阀10可省略,且二者的工作过程与结构包含在样品泵4和试剂泵9中。
以上具体实施方式所提到的检测池8可以是配有管路接口且皿壁除通光孔外其余位置不透光的整体密封比色皿,也可以是与此比色皿类似且符合检测要求的配有管路接口的微流控芯片,或整体密封或带盖或塞的标准检测池。
以上具体实施方式所提到的废液泵6可以是泵口处配有管路接口的真空隔膜泵,也可以是满足排液要求且泵口处配有管路接口的各类泵,如:蠕动泵、注射泵。
以上具体实施方式所提到的蒸馏水池12、试剂池13可以是配有管路接口且内部分别装有蒸馏水和含烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的试剂的带塞试管,也可以是满足具体应用需求装有特定液体且与此试管类似的配有管路接口的带盖或塞容器。
以上具体实施方式所提到的废液池7可以是配有管路接口的带盖烧瓶,也可以是与此烧瓶类似的配有管路接口的带盖或塞容器。
以上具体实施方式所提到的蒸馏水泵11可以是泵口处配有管路接口的高精度蠕动泵,也可以是满足清洗及高精度定量进液需求的泵口处配有管路接口的各类泵,如:真空隔膜泵、注射泵。
以上具体实施方式所提到的样品池空气过滤器2、蒸馏水池空气过滤器14、试剂池空气过滤器15、检测池空气过滤器16、废液池空气过滤器17可以是气口处配有管路接口的高效空气过滤器,也可以是气口处配有管路接口的各类空气过滤器,如:超高效空气过滤器。此外,还可以通过将样品池3顶部的第二端口3b、蒸馏水池12顶部的第四端口12d、试剂池13顶部的第二端口13b、检测池8顶部的第五端口8e、废液池7顶部的第四端口7d,通过管路接在同一气口处配有管路接口的多通空气过滤器上,完成同样功能。
以上具体实施方式所提到的控制模块18可以是STM32F103ZET6单片机和配套驱动电源,也可以是满足控制及驱动供电需求的任意控制模块。
以上具体实施方式所提到的通讯协议类型,信号传输通路以及电源传输通路的类型和连接方式,控制量的选择;检测时检测液的混匀反应静置的时间,检测方法的选择,对照组与实验组的设定;配比时试剂与样品注入检测池8的先后顺序;废液泵6、蒸馏水泵11以及各阀、池、空气过滤器的具体参数特性,各装置的具体相互位置关系及端口数量,各泵、阀以及空气过滤器的端口位置,取样泵1、废液泵6、蒸馏水泵11以及各阀、空气过滤器的摆放姿势,依照具体的工作模式以及装置的选型情况而定。
以上具体实施方式所提到的工作过程,存在可交换和同时进行的步骤,如:试剂与样品的预充和配比顺序、部分液路的排空与清洗顺序。
以上具体实施方式所提到的系统结构及工作过程,存在可拓展的空间,如:可依据检测要求添加试剂的种类与配套液路装置,并设计相应的工作过程;可针对检测条件或试剂与样品的保存条件,添加环境控制装置;也可添加检测池8的搅拌装置,提高混匀速度。
Claims (18)
1.一种在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统包括取样子系统(G1)、配比及进液子系统(G2)、检测子系统(G3)、废液收集子系统(G4),以及气压接入子系统(G5);其中,取样子系统(G1)与配比及进液子系统(G2)、气压接入子系统(G5)通过管路连接;配比及进液子系统(G2)还与气压接入子系统(G5)、废液收集子系统(G4)、检测子系统(G3)通过管路连接;气压接入子系统(G5)还与废液收集子系统(G4)、检测子系统(G3)通过管路连接;废液收集子系统(G4)与检测子系统(G3)通过管路连接;
所述的管路均为完整的封闭管路,每条管路中没有与大气连通的开裂或缝隙处;管路接口的尺寸与管路的尺寸吻合,连接处无缝隙;管路的总容积小于所述在线自动取样配比系统工作时单次所需的最小配比液量;
所述的配比及进液子系统(G2)包括:样品配比进液装置、试剂配比进液装置和蒸馏水进液装置;
样品配比进液装置包括样品池(3)、样品泵(4)和样品多通道切换阀(5);位于样品池(3)顶部的第二端口(3b)与位于样品池空气过滤器(2)底部的第二端口(2b)通过第四管路(p4)连接,样品池空气过滤器(2)位于样品池(3)上侧;位于样品池(3)底部的第三端口(3c)与位于样品多通道切换阀(5)底部的第一端口(5a)通过第五管路(p5)连接,样品多通道切换阀(5)位于样品池(3)右侧;位于样品泵(4)顶部的端口与位于样品多通道切换阀(5)顶部的第五端口(5e)通过第六管路(p6)连接,样品多通道切换阀(5)位于样品泵(4)下侧;位于样品多通道切换阀(5)底部的第二端口(5b)与位于蒸馏水池(12)底部的第二端口(12b)通过第七管路(p7)连接,蒸馏水池(12)位于样品多通道切换阀(5)下侧;位于样品多通道切换阀(5)底部的第三端口(5c)与位于检测池(8)顶部的第三端口(8c)通过第八管路(p8)连接,检测池(8)位于样品多通道切换阀(5)下侧;位于样品多通道切换阀(5)底部的第四端口(5d)与位于废液池(7)顶部的第一端口(7a)通过第九管路(p9)连接,废液池(7)位于样品多通道切换阀(5)下侧;
试剂配比进液装置包括试剂池(13)、试剂泵(9)和试剂多通道切换阀(10);位于试剂池(13)底部的第一端口(13a)与位于试剂多通道切换阀(10)底部的第二端口(10b)通过第十六管路(p16)连接,试剂多通道切换阀(10)位于试剂池(13)上侧;位于试剂池(13)顶部的第二端口(13b)与位于试剂池空气过滤器(15)底部的第二端口(15b)通过第二十二管路(p22)连接,试剂池空气过滤器(15)位于试剂池(13)上侧;位于试剂泵(9)顶部的端口与位于试剂多通道切换阀(10)顶部的第五端口(10e)通过第十四管路(p14)连接,试剂多通道切换阀(10)位于试剂泵(9)下侧;位于试剂多通道切换阀(10)底部的第一端口(10a)与位于蒸馏水池(12)底部的第一端口(12a)通过第十八管路(p18)连接,蒸馏水池(12)位于试剂多通道切换阀(10)左侧;位于试剂多通道切换阀(10)底部的第三端口(10c)与位于废液池(7)顶部的第三端口(7c)通过第十二管路(p12)连接,废液池(7)位于试剂多通道切换阀(10)下侧;位于试剂多通道切换阀(10)底部的第四端口(10d)与位于检测池(8)顶部的第一端口(8a)通过第十三管路(p13)连接,检测池(8)位于试剂多通道切换阀(10)右侧;
蒸馏水进液装置包括蒸馏水池(12)和蒸馏水泵(11);位于蒸馏水池(12)底部的第三端口(12c)与位于蒸馏水泵(11)底部的第一端口(11a)通过第十七管路(p17)连接,蒸馏水泵(11)位于蒸馏水池(12)右侧;位于蒸馏水池(12)顶部的第四端口(12d)与位于蒸馏水池空气过滤器(14)底部的第二端口(14b)通过第十九管路(p19)连接,蒸馏水池空气过滤器(14)位于蒸馏水池(12)上侧;位于蒸馏水泵(11)顶部的第二端口(11b)与位于检测池(8)顶部的第二端口(8b)通过第十五管路(p15)连接,检测池(8)位于蒸馏水泵(11)右侧;
控制模块(18)控制样品泵(4)将样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路及第六管路(p6)抽入样品泵(4);控制模块(18)控制样品泵(4)将蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路及第六管路(p6)抽入样品泵(4);控制模块(18)控制样品泵(4)依次将第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路及第八管路(p8)中残留的样品或蒸馏水,经残液所在管路抽入样品泵(4);控制模块(18)控制样品泵(4)将样品泵(4)中样品或蒸馏水以注射的方式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路及第八管路(p8)排入检测池(8),或依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路及第九管路(p9)排入废液池(7);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)的第五端口(5e)与样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第四端口(5d)分别一对一通断,从而选通样品泵(4)的工作液路;控制模块(18)控制试剂泵(9)将试剂池(13)中试剂依次经第十六管路(p16)、试剂多通道切换阀(10)的第二端口(10b)至第五端口(10e)的内部管路及第十四管路(p14)抽入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂泵(9)将蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十八管路(p18)、试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第五端口(10e)的内部管路及第十四管路(p14)抽入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂泵(9)依次将第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路及第十三管路(p13)中残留的试剂或蒸馏水,经残液所在管路抽入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂泵(9)将试剂泵(9)中试剂或蒸馏水以注射的方式依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路及第十三管路(p13)排入检测池(8),或依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路及第十二管路(p12)排入废液池(7);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)的第五端口(10e)与试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第四端口(10d)分别一对一通断,从而选通试剂泵(9)的工作液路;控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)将蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)导入检测池(8)。
2.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统由控制模块(18)控制并供电;控制模块(18)与取样子系统(G1)中的取样泵(1),配比及进液子系统(G2)中的样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)、试剂泵(9)、试剂多通道切换阀(10)、蒸馏水泵(11),废液收集子系统(G4)中的废液泵(6)经信号传输通路及电源传输通路连接。
3.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的取样子系统(G1)包括取样泵(1);含有肝细胞的培养液装在生物人工肝支持系统的生物反应器中,该生物反应器与外界大气环境连通,取样泵(1)位于生物反应器右侧;位于生物反应器底部的端口与位于取样泵(1)底部的第一端口(1a)通过第一管路(p1)连接,第一管路(p1)插入至生物反应器内部液量最小位置处;位于取样泵(1)顶部的第二端口(1b)与位于样品池(3)顶部的第一端口(3a)通过第二管路(p2)连接,样品池(3)位于取样泵(1)右侧;
控制模块(18)控制取样泵(1)将生物反应器中待取样品依次经第一管路(p1)、第二管路(p2)导入样品池(3)。
4.按照权利要求3所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的取样泵(1)为泵口处配有管路接口的高精度蠕动泵,单次蠕动最小取样量为2.5微升;取样泵(1)按照顶部端口在上的正立姿势摆放。
5.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的样品泵(4)为泵口处配有管路接口的注射泵,最小注射量为0.41微升额定行程注射误差小于1%,重复性误差为3‰-7‰;样品泵(4)摆放时确保其在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口;
所述的试剂泵(9)为泵口处配有管路接口的注射泵,最小注射量为0.41微升额定行程注射误差小于1%,重复性误差为3‰-7‰;试剂泵(9)摆放时确保其在抽液过程有气体进入时,泵中液体位于气体下方靠近泵口;
所述的样品池(3)为配有管路接口的整体密封滴壶;样品池(3)按照顶部端口在上的正立姿势摆放,样品池(3)的容积小于样品泵(4)的容积,同时大于样品的配比用量;样品池(3)与取样泵(1)连接的第二管路(p2)、样品池(3)与样品池空气过滤器(2)连接的第四管路(p4),以及样品池(3)与样品多通道切换阀(5)连接的第五管路(p5)均不深入样品池(3)内部;
所述的蒸馏水池(12)为内装有蒸馏水且配有管路接口的带塞试管;用于存放蒸馏水,并提供外界大气压的接入口;蒸馏水池(12)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;蒸馏水池(12)与蒸馏水泵(11)连接的第十七管路(p17)、蒸馏水池(12)与样品多通道切换阀(5)连接的第七管路(p7),以及蒸馏水池(12)与试剂多通道切换阀(10)连接的第十八管路(p18)均插入至蒸馏水池(12)内部液量最小的位置处,蒸馏水池(12)与蒸馏水池空气过滤器(14)连接的第十九管路(p19)插入至蒸馏水池(12)内部液量最大的位置处;
所述的试剂池(13)为内装有含烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的试剂,且配有管路接口的带塞试管,用于存放试剂,并提供外界大气压的接入口;试剂池(13)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;试剂池(13)与试剂多通道切换阀(10)连接的第十六管路(p16)插入至试剂池(13)内部液量最小的位置处,试剂池(13)与试剂池空气过滤器(15)连接的第二十二管路(p22)插入至试剂池(13)内部液量最大的位置处;
所述的蒸馏水泵(11)为泵口处配有管路接口的高精度蠕动泵,单次蠕动最小液量为2.5微升;蒸馏水泵(11)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;
所述的样品多通道切换阀(5)为通道口处配有管路接口的五通电控切换阀;样品多通道切换阀(5)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;
所述的试剂多通道切换阀(10)为通道口处配有管路接口的五通电控切换阀;试剂多通道切换阀(10)按照顶部端口在上的正立姿势摆放。
6.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的检测子系统(G3)包括检测池(8);位于检测池(8)底部的第四端口(8d)与位于废液泵(6)顶部的第一端口(6a)通过第十管路(p10)连接,废液泵(6)位于检测池(8)右侧;位于检测池(8)顶部的第五端口(8e)与位于检测池空气过滤器(16)底部的第二端口(16b)通过第二十四管路(p24)连接,检测池空气过滤器(16)位于检测池(8)上侧。
7.按照权利要求6所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的检测池(8)为配有管路接口且皿壁除通光孔外其余位置不透光的整体密封比色皿,用于对照组和实验组的吸光度检测,并提供外界大气压的接入口;检测池(8)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;检测池(8)的容积为单次配比涉及的样品和试剂总量的3/2,小于样品泵(4)和试剂泵(9)的容积;检测池(8)与检测池空气过滤器(16)连接的第二十四管路(p24)、检测池(8)与样品多通道切换阀(5)连接的第八管路(p8)、检测池(8)与试剂多通道切换阀(10)连接的第十三管路(p13),以及检测池(8)与蒸馏水泵(11)连接的第十五管路(p15)均插入至检测池(8)内部液量最大的位置处,检测池(8)与废液泵(6)连接的第十管路(p10)紧贴检测池(8)的内壁,插入至检测池(8)内部液量最小的位置处。
8.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于: 所述的废液收集子系统(G4)包括:检测池排液装置和废液收集装置;
检测池排液装置包括废液泵(6);位于废液泵(6)底部的第二端口(6b)与位于废液池(7)顶部的第二端口(7b)通过第十一管路(p11)连接,废液池(7)位于废液泵(6)下侧;
废液收集装置包括废液池(7);位于废液池(7)顶部的第四端口(7d)与位于废液池空气过滤器(17)底部的第二端口(17b)通过第二十六管路(p26)连接,废液池空气过滤器(17)位于废液池(7)上侧;
控制模块(18)控制废液泵(6)将检测池(8)中蒸馏水、样品、试剂或检测液依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路及第十一管路(p11)排入废液池(7)。
9.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:废液泵(6)为泵口处配有管路接口的真空隔膜泵,流量为320±80ml/min;废液泵(6)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;
所述的废液池(7)为配有管路接口的带盖烧瓶,用于存放废液,并提供外界大气压的接入口;废液池(7)按照顶部端口在上的正立姿势摆放;废液池(7)与样品多通道切换阀(5)连接的第九管路(p9)、废液池(7)与废液泵(6)连接的第十一管路(p11)、废液池(7)与试剂多通道切换阀(10)连接的第十二管路(p12),以及废液池(7)与废液池空气过滤器(17)连接的第二十六管路(p26)均插入至废液池(7)内部液量最大的位置处。
10.按照权利要求1所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的气压接入子系统(G5)包括空气净化装置;
空气净化装置包括样品池空气过滤器(2)、蒸馏水池空气过滤器(14)、试剂池空气过滤器(15)、检测池空气过滤器(16)和废液池空气过滤器(17);位于样品池空气过滤器(2)顶部的第一端口(2a)通过第三管路(p3)与外界大气环境连通;位于蒸馏水池空气过滤器(14)顶部的第一端口(14a)通过第二十管路(p20)与外界大气环境连通;位于试剂池空气过滤器(15)顶部的第一端口(15a)通过第二十一管路(p21)与外界大气环境连通;位于检测池空气过滤器(16)顶部的第一端口(16a)通过第二十三管路(p23)与外界大气环境连通;位于废液池空气过滤器(17)顶部的第一端口(17a)通过第二十五管路(p25)与外界大气环境连通。
11.按照权利要求10所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的样品池空气过滤器(2)、蒸馏水池空气过滤器(14)、试剂池空气过滤器(15)、检测池空气过滤器(16)、废液池空气过滤器(17)均为气口处配有管路接口的空气过滤器,且按照顶部端口在上的正立姿势摆放。
12.按照权利要求1-11任一项所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统开机后首先进行液路上机清洗,之后进行液路上机预充,接着进行取样配比及检测,最后进行关机前液路清洗;所述的在线自动取样配比系统在连续多次取样配比及检测的工作模式,开机后首先进行液路上机清洗,之后进行液路上机预充,接着进行第一次取样配比及检测,随后依次进行第一次过程中液路清洗、第一次过程中液路预充、第二次取样配比及检测,然后再依次进行第二次过程中液路清洗、第二次过程中液路预充、第三次取样配比及检测,以此循环类推直到最后一次取样配比及检测结束后进行关机前液路清洗;在单次取样配比及检测和连续多次取样配比及检测两种工作模式下,完成以下6个子过程:液路上机清洗子过程(S0)、液路上机预充子过程(S1)、取样配比及检测子过程(S2)、过程中液路清洗子过程(S3)、过程中液路预充子过程(S4)、关机前液路清洗子过程(S5)的有序切换,实现对样品、试剂的在线取样配比以及对液路的清洗复用。
13.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的液路上机清洗子过程(S0)由12个步骤依次进行,具体如下:
液路上机清洗子过程(S0)的第一步(S0.1)为:启动控制模块(18),开始为取样泵(1)、样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)、废液泵(6)、试剂泵(9)、试剂多通道切换阀(10),以及蒸馏水泵(11)供电;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第二端口(5b)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)依次经第十九管路(p19)、蒸馏水池空气过滤器(14)以及第二十管路(p20)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6),进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于废液池(7)依次经第二十六管路(p26)、废液池空气过滤器(17)以及第二十五管路(p25)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);控制模块(18)控制样品泵(4)关闭;完成开机及开机后对第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路、第六管路(p6)以及样品泵(4)的第一次清洗,和对样品泵(4)中清洗蒸馏水排空的过程;
液路上机清洗子过程(S0)的第二步(S0.2)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第一端口(10a)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十八管路(p18)、试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14),进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中蒸馏水依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);控制模块(18)控制试剂泵(9)关闭;从而实现开机后对第十八管路(p18)、试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第五端口(10e)的内部管路、第十四管路(p14)以及试剂泵(9)的第一次清洗,和对试剂泵(9)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第三步(S0.3)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第二端口(5b)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水从蒸馏水池(12)依次经第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于检测池(8)依次经第二十四管路(p24)、检测池空气过滤器(16)以及第二十三管路(p23)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制样品泵(4)和废液泵(6)关闭;从而实现开机后对样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)的第一次清洗,和对检测池(8)以及样品泵(4)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第四步(S0.4)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第一端口(10a)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水从蒸馏水池(12)依次经第十八管路(p18)、试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14)进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中蒸馏水依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制试剂泵(9)和废液泵(6)关闭;从而实现开机后对试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)的第一次清洗,以及对检测池(8)和试剂泵(9)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第五步(S0.5)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水从蒸馏水池(12)依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制蒸馏水泵(11)和废液泵(6)关闭;从而实现开机后对第十七管路(p17)以及第十五管路(p15)的第一次清洗和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第六步(S0.6)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);在检测池(8)充满时,控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而实现开机后对检测池(8)的第一次清洗,和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第七步(S0.7)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而实现开机后对第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路、样品泵(4)以及第八管路(p8)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第八步(S0.8)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入试剂泵(9)中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气;控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵(9)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);从而实现开机后对第十三管路(p13)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路、试剂泵(9)以及第十四管路(p14)中清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第九步(S0.9)为:控制模块(18)控制取样泵(1)为向样品池(3)方向旋转蠕动进液的状态;由于样品池(3)依次经第四管路(p4)、样品池空气过滤器(2)以及第三管路(p3)与外界大气连通,同时生物反应器也通过配有空气过滤器的气孔与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品依次经第一管路(p1)、第二管路(p2),进入样品池(3);控制模块(18)控制取样泵(1)关闭;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第一端口(5a)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于样品池(3)与外界大气连通,具备气压条件,样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)中残留样品经该管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中样品上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而实现开机后对第一管路(p1)、第二管路(p2)、样品池(3)、第五管路(p5)以及样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路的第一次清洗,和对样品池(3)、第六管路(p6)、样品泵(4)中清洗样品的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第十步(S0.10)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第二端口(10b)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于试剂池(13)依次经第二十二管路(p22)、试剂池空气过滤器(15)以及第二十一管路(p21)与外界大气连通,具备气压条件,试剂从试剂池(13)依次经第十六管路(p16)、试剂多通道切换阀(10)的第二端口(10b)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14)进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中试剂依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路(p14)中残留试剂经该管路被抽入试剂泵(9)中,并且最终泵中试剂上方充满空气;控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵(9)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中试剂在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);从而实现开机后对第十六管路(p16)以及试剂多通道切换阀(10)的第二端口(10b)至第五端口(10e)的内部管路的第一次清洗,和对第十四管路(p14)以及试剂泵(9)中清洗试剂的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第十一步(S0.11)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第二端口(5b)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6),进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)中残留蒸馏水经该管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而实现开机后对第六管路(p6)以及样品泵(4)的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空;
液路上机清洗子过程(S0)的第十二步(S0.12)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第一端口(10a)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十八管路(p18)、试剂多通道切换阀(10)的第一端口(10a)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14),进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中蒸馏水依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路(p14)中残留蒸馏水经该管路被抽入试剂泵(9)中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气;控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制试剂泵(9)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);从而实现开机后对第十四管路(p14)以及试剂泵(9)的第二次清洗,和对二者内部清洗蒸馏水的排空。
14.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的液路上机预充子过程(S1)由3个步骤依次进行,具体如下:
液路上机预充子过程(S1)的第一步(S1.1)为:控制模块(18)控制取样泵(1)为向样品池(3)方向旋转蠕动进液的状态;由于样品池(3)、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,待取样品从生物反应器依次经第一管路(p1)、第二管路(p2),进入样品池(3);控制模块(18)控制取样泵(1)关闭;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第一端口(5a)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于样品池(3)与外界大气连通,具备气压条件,样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中样品依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制样品泵(4)和废液泵(6)关闭;从而实现开机后对第六管路(p6)、样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)的第一次预充,和对样品池(3)、样品泵(4)、检测池(8)中预充样品的排空;
液路上机预充子过程(S1)的第二步(S1.2)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第二端口(10b)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于试剂池(13)与外界大气连通,具备气压条件,试剂从试剂池(13)依次经第十六管路(p16)、试剂多通道切换阀(10)的第二端口(10b)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14),进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中试剂依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中试剂依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制试剂泵(9)和废液泵(6)关闭;从而实现开机后对第十四管路(p14)、试剂泵(9)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)的第一次预充,和对检测池(8)以及试剂泵(9)中预充试剂的排空;
液路上机预充子过程(S1)的第三步(S1.3)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);在检测池(8)充满时,控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在开机后完成第一次预充时,实现对检测池(8)的清洗,和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空。
15.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的取样配比及检测子过程(S2)由4个步骤依次进行,具体如下:
取样配比及检测子过程(S2)的第一步(S2.1)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,2/3检测池(8)容积的蒸馏水从蒸馏水池(12)依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;将检测池(8)中蒸馏水静置后,利用吸光光度法进行对照组的检测;检测完毕后,控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在对照组检测过程中,实现对检测池(8)中检测蒸馏水的注入、静置、检测、排空;
取样配比及检测子过程(S2)的第二步(S2.2)为:控制模块(18)控制取样泵(1)为向样品池(3)方向旋转蠕动进液的状态;由于样品池(3)、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,多于所需配比量的待取样品从生物反应器依次经第一管路(p1)、第二管路(p2),进入样品池(3);控制模块(18)控制取样泵(1)关闭;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第一端口(5a)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于样品池(3)与外界大气连通,具备气压条件,样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品按照所需配比量依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)注入检测池(8);控制模块(18)控制样品泵(4)关闭;从而在实验组检测过程中,实现对生物反应器中待取样品的取样以及配比,对检测池(8)的样品注入和对样品池(3)中样品的排空;
取样配比及检测子过程(S2)的第三步(S2.3)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第二端口(10b)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态;由于试剂池(13)与外界大气连通,具备气压条件,与所需配比量相等的试剂从试剂池(13)依次经第十六管路(p16)、试剂多通道切换阀(10)的第二端口(10b)至第五端口(10e)的内部管路以及第十四管路(p14),进入试剂泵(9);控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中试剂依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)注入检测池(8);控制模块(18)控制试剂泵(9)关闭;从而在实验组检测过程中,实现对试剂池(13)中试剂的配比,对检测池(8)的试剂注入,和对试剂泵(9)中试剂的排空;
取样配比及检测子过程(S2)的第四步(S2.4)为:将检测池(8)中试剂与样品混匀,之后进行反应、静置,最后利用吸光光度法进行实验组的检测。
16.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的过程中液路清洗子过程(S3)由6个步骤依次进行,具体如下:
过程中液路清洗子过程(S3)的第一步(S3.1)为:控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中检测液依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池(8)中检测液的排空;
过程中液路清洗子过程(S3)的第二步(S3.2)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)中残留样品,依次经残液所在管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中样品上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路、第八管路(p8)以及样品泵(4)中样品的排空;
过程中液路清洗子过程(S3)的第三步(S3.3)为:控制模块(18)控制取样泵(1)为向样品池(3)方向旋转蠕动进液的状态;由于样品池(3)、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,生物反应器中待取样品依次经第一管路(p1)、第二管路(p2),进入样品池(3);控制模块(18)控制取样泵(1)关闭;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第一端口(5a)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于样品池(3)与外界大气连通,具备气压条件,样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)中残留样品经该管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中样品上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第一管路(p1)、第二管路(p2)、样品池(3)、第五管路(p5)以及样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路的清洗,和对样品池(3)、第六管路(p6)、样品泵(4)中清洗样品的排空;
过程中液路清洗子过程(S3)的第四步(S3.4)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第二端口(5b)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于蒸馏水池(12)与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第七管路(p7)、样品多通道切换阀(5)的第二端口(5b)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6),进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制样品泵(4)和废液泵(6)关闭;从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后第六管路(p6)、样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)的清洗,和对样品泵(4)以及检测池(8)中清洗蒸馏水的排空;
过程中液路清洗子过程(S3)的第五步(S3.5)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)中残留蒸馏水,依次经残液所在管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中蒸馏水上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中蒸馏水和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中蒸馏水在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路、第八管路(p8)以及样品泵(4)中清洗蒸馏水的排空;
过程中液路清洗子过程(S3)的第六步(S3.6)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);在检测池(8)充满时,控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在连续检测的循环过程中,实现对上一次检测完成后检测池(8)的清洗,和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空。
17.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的过程中液路预充子过程(S4)由2个步骤依次进行,具体如下:
过程中液路预充子过程(S4)的第一步(S4.1)为:控制模块(18)控制取样泵(1)为向样品池(3)方向旋转蠕动进液的状态;由于样品池(3)、生物反应器均与外界大气连通,具备气压条件,待取样品从生物反应器依次经第一管路(p1)、第二管路(p2),进入样品池(3);控制模块(18)控制取样泵(1)关闭;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第一端口(5a)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态;由于样品池(3)与外界大气连通,具备气压条件,样品池(3)中样品依次经第五管路(p5)、样品多通道切换阀(5)的第一端口(5a)至第五端口(5e)的内部管路以及第六管路(p6)进入样品泵(4);控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)注入检测池(8);与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中样品依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)先后控制样品泵(4)和废液泵(6)关闭;从而在连续检测的循环过程中,实现对清洗完成后第六管路(p6)、样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)的预充,和对检测池(8)、样品泵(4)、样品池(3)中预充样品的排空;
过程中液路预充子过程(S4)的第二步(S4.2)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);在检测池(8)充满时,控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在连续检测的循环过程中,实现对预充完成后检测池(8)的清洗,和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空。
18.按照权利要求12所述的在线自动取样配比系统,其特征在于:所述的在线自动取样配比系统的关机前液路清洗子过程(S5)由4个步骤依次进行,具体如下:
关机前液路清洗子过程(S5)的第一步(S5.1)为:控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中检测液依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在关机前,实现对最后一次检测完成后检测池(8)中检测液的排空;
关机前液路清洗子过程(S5)的第二步(S5.2)为:控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)为向检测池(8)方向旋转蠕动进液的状态;由于蒸馏水池(12)、检测池(8)均与外界大气连通,具备气压条件,蒸馏水池(12)中蒸馏水依次经第十七管路(p17)、第十五管路(p15)进入检测池(8);在检测池(8)充满时,控制模块(18)控制蒸馏水泵(11)关闭;与此同时控制模块(18)控制废液泵(6)为从检测池(8)抽液向废液池(7)排液的状态;由于检测池(8)、废液池(7)均与外界大气连通,具备气压条件,检测池(8)中蒸馏水依次经第十管路(p10)、废液泵(6)内部管路以及第十一管路(p11)排入废液池(7);控制模块(18)控制废液泵(6)关闭;从而在关机前,实现对检测池(8)的清洗,和对检测池(8)中清洗蒸馏水的排空;
关机前液路清洗子过程(S5)的第三步(S5.3)为:控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第四端口(10d)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路以及第十三管路(p13)中残留试剂,依次经残液所在管路被抽入试剂泵(9)中,并且最终泵中试剂上方充满空气;控制模块(18)控制试剂多通道切换阀(10)旋转至第三端口(10c)和第五端口(10e)并接通,之后控制模块(18)控制试剂泵(9)为注射状态,直到活塞将泵中试剂和气体推出泵体后再控制试剂泵(9)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,试剂泵(9)中试剂在气压的推动下以气液混合的形式依次经第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第三端口(10c)至第五端口(10e)的内部管路以及第十二管路(p12)排入废液池(7);从而在关机前,实现对第十四管路(p14)、试剂多通道切换阀(10)的第四端口(10d)至第五端口(10e)的内部管路、第十三管路(p13)以及试剂泵(9)中试剂的排空;
关机前液路清洗子过程(S5)的第四步(S5.4)为:控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第三端口(5c)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为抽液状态,直到活塞到达泵的最大抽液量位置后再控制其停止抽液;由于检测池(8)与外界大气连通,具备气压条件,第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路以及第八管路(p8)中残留样品,依次经残液所在管路被抽入样品泵(4)中,并且最终泵中样品上方充满空气;控制模块(18)控制样品多通道切换阀(5)旋转至第四端口(5d)和第五端口(5e)并接通,之后控制模块(18)控制样品泵(4)为注射状态,直到活塞将泵中样品和气体推出泵体后再控制样品泵(4)关闭;由于废液池(7)与外界大气连通,具备气压条件,样品泵(4)中样品在气压的推动下以气液混合的形式依次经第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第四端口(5d)至第五端口(5e)的内部管路以及第九管路(p9)排入废液池(7);关闭控制模块(18),停止为取样泵(1)、样品泵(4)、样品多通道切换阀(5)、废液泵(6)、试剂泵(9)、试剂多通道切换阀(10),以及蒸馏水泵(11)供电;从而在关机前,实现对第六管路(p6)、样品多通道切换阀(5)的第三端口(5c)至第五端口(5e)的内部管路、第八管路(p8)以及样品泵(4)中样品的排空,并在排空后关机。
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