CN111846366B - 一种无氧环境中的试剂灌装设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无氧环境中的试剂灌装设备及其灌装方法，包括真空泵、柱塞泵、试剂瓶、试剂袋等，通过加载与四者进行管路连接的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀等构成所需的各类管路，能够在向试剂瓶注入试剂前通过真空泵抽真空和通入外接惰性气体源的方式将惰性气体填充入试剂瓶，以及在向试剂瓶注入试剂后，也能够如法炮制以惰性气体置换的方式析出试剂中溶解的氧气，并在向试剂袋输送试剂之前能够将惰性气体置换试剂袋中的空气，从而最终通过柱塞泵在无氧环境下将试剂由试剂瓶通入试剂袋中。本申请通过加载的各种管路，实现仅用一个真空泵和柱塞泵就实现无氧环境对试剂袋连续灌装试剂的工作。

Description

一种无氧环境中的试剂灌装设备及方法

技术领域

本发明涉及液体灌装技术领域，具体涉及一种无氧环境中的试剂灌装设备及其灌装方法。

背景技术

随着医疗技术的不断发展，生物试剂被大量运用到体外诊断中。多数生物试剂皆采用灌装的方式进行包装，生物试剂属于高灵敏度试剂，容易被空气氧化。现有的生物试剂灌装设备在灌装时没有进行无氧灌装或者真空度不够，灌装时空气与试剂结合，影响试剂寿命，导致试剂保质期不够长，容易失效，影响检测结果。因此，十分有必要设计一种无氧环境下的灌装装置。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种无氧环境中的试剂灌装设备及其灌装方法，包括真空泵、柱塞泵、试剂瓶、试剂袋等，通过加载与四者进行管路连接的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀等构成所需的各类管路，能够在向试剂瓶注入试剂前通过真空泵抽真空和通入外接惰性气体源的方式将惰性气体填充入试剂瓶，以及在向试剂瓶注入试剂后，也能够如法炮制以惰性气体置换的方式析出试剂中溶解的氧气，并在向试剂袋输送试剂之前能够将惰性气体置换试剂袋中的空气，从而最终通过柱塞泵在无氧环境下将试剂由试剂瓶通入试剂袋中。本申请通过加载的各种管路，实现仅用一个真空泵和柱塞泵就实现无氧环境对试剂袋连续灌装试剂的工作。

本发明通过下述技术方案实现：

一种无氧环境中的试剂灌装设备，包括瓶体抽真空管路；瓶体抽真空管路包括依次管路连接的真空泵、第二控制阀、第二三通管和试剂瓶；还包括瓶口通入惰性气体管路；瓶口通入惰性气体管路包括依次管路连接的外接惰性气体源、第三控制阀、第二三通管和试剂瓶;还包括试剂袋抽真空管路；试剂袋抽真空管路包括依次管路连接的真空泵、第一控制阀、四通管和试剂袋；还包括试剂袋通入惰性气体管路；试剂袋通入惰性气体管路包括依次管路连接的外接惰性气体源、第四控制阀、四通管和试剂袋；还包括试剂瓶至柱塞泵管路；试剂瓶至柱塞泵管路包括依次管路连接的试剂瓶、第一三通管、三通控制阀和柱塞泵；还包括柱塞泵至试剂袋管路；柱塞泵至试剂袋管路包括依次管路连接的柱塞泵、三通控制阀、四通管和试剂袋。

进一步的，还包括瓶底通入惰性气体管路；瓶底通入惰性气体管路包括依次管路连接的外接惰性气体源、第五控制阀、第一三通管和试剂瓶；在将试剂通入试剂瓶后，再通过瓶体抽真空管路对试剂瓶的上部进行抽真空，然后关闭瓶体抽真空管路，开通第五控制阀，向试剂瓶的瓶底通入惰性气体。

进一步的，试剂瓶包括瓶体、瓶盖、短针和长针；瓶盖密封封堵于瓶体瓶口；短针和长针均密封插接于瓶盖，并且短针底部靠近瓶体瓶口处，长针底部靠近瓶体底面；第二三通管与试剂瓶的连接具体为：第二三通管与短针的管路连接；第一三通管与试剂瓶的连接具体为：第一三通管与长针的管路连接。

进一步的，瓶盖为密封插接于瓶体开口的橡胶塞。

进一步的，还包括单向泄压阀；第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀分别与单向泄压阀进行管路连接并构成泄压管路的全部或部分；单向泄压阀处于常闭状态，能够阻止外界空气通过单向泄压阀向第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀通入，以及在灌装装置内部气压高于设定值时，能够使单向泄压阀受压打开并向外界排气泄压。

进一步的，单向泄压阀为弹簧式单向阀。

进一步的，还包括与单向泄压阀管路连接的消音阀，消音阀连接在单向泄压阀的出口处，第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀并列连接在单向泄压阀的入口处，所述单向泄压阀优选为弹簧式单向阀。

进一步的，还包括汽水分离器和减压阀，汽水分离器和减压阀同时连接在瓶口通入惰性气体管路、瓶底通入惰性气体管路和试剂袋通入惰性气体管路中。外接惰性气体源、汽水分离器和减压阀依次串接，第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀相互并联并均管路连接于减压阀的另一端。

进一步的，还包括控制系统、第一数字压力开关和第二数字压力开关；真空泵、第一控制阀和第二控制阀分别与第一数字压力开关管路连接； 外接惰性气体源、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀分别与第二数字压力开关管路连接； 第一数字压力开关、第二数字压力开关、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、三通控制阀分别与控制系统进行电性连接。

进一步的，还包括加样臂和加样针；四通管和加样针与管路连接；试剂袋通入惰性气体管路和柱塞泵至试剂袋管路均还包括加样针；试剂袋的袋口设有密封塞；加样针尾端插设固定于加样臂；加样臂能够将加样针头端插入或拔出于试剂袋的密封塞。

进一步的，还包括试剂盒；试剂盒中容纳固定多个试剂袋；试剂盒成圆弧形，并环设多个容纳试剂袋的容纳槽；加样臂与试剂盒同轴线设置，并能够进行绕自身轴线的自动升降运动和旋转运动；加样臂通过自动升降运动实现对试剂袋的密封塞的插入与拔出，并通过旋转运动实现多多个试剂袋的逐一插入。

进一步的，还包括底板和垂设于底板顶部的立板；试剂瓶、加样臂、加样针、试剂袋设于立板一侧。

进一步的，还包括设于底板底部的减震垫。

一种无氧环境中的试剂灌装方法，采用上述灌装装置，包括

步骤S100：交替开启瓶体抽真空管路和瓶口通入惰性气体管路，使惰性气体置换试剂瓶中空气；

步骤S200：将试剂注入充满惰性气体的试剂瓶；

步骤S400：交替开启试剂袋抽真空管路和试剂袋通入惰性气体管路，使惰性气体置换试剂袋中空气；

步骤S500：交替开启试剂瓶至柱塞泵管路和柱塞泵至试剂袋管路，并且首先开启试剂瓶至柱塞泵管路，将试剂由试剂瓶经柱塞泵通入试剂袋。

进一步的，还包括步骤S300：交替开启瓶体抽真空管路和瓶底通入惰性气体管路，使惰性气体置换试剂中溶解的空气。

进一步的，步骤S300具体包括依次执行的：

步骤S310：打开瓶体抽真空管路，维持试剂瓶中的负压状态；

步骤S320：打开瓶底通入惰性气体管路，将惰性气体通入试剂瓶中；

步骤S330：重复执行步骤S310和步骤S330三次；

步骤S340：打开瓶口通入惰性气体管路，维持试剂瓶中为正压状态。

进一步的，步骤S500包括依次执行的：

步骤S510：打开瓶口通入惰性气体管路，维持试剂瓶中的正压状态；

步骤S520：打开试剂瓶至柱塞泵管路，将试剂由试剂瓶吸入柱塞泵；

步骤S530：打开柱塞泵至试剂袋管路，将试剂由柱塞泵推入试剂袋；

步骤S540：启动加样臂，将加样针从试剂袋的密封塞拔出；

步骤S550：操纵加样臂，将加样针插入另一试剂袋的密封塞；

步骤S560：返回步骤S520，直至完成所有试剂袋的灌装。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

效果一：通过瓶体抽真空管路和瓶口通入惰性气体管路的设计，以及通过试剂袋抽真空管路和试剂袋通入惰性气体管路的设计，实现仅用一个真空泵将惰性气体置换试剂瓶和试剂袋中空气的目的；

效果二：在效果一的基础上进一步增加瓶底通入惰性气体管路，进一步使试剂在通入试剂瓶后，能够将惰性气体置换处试剂瓶中溶解的氧气；

效果三：试剂瓶内设置短针和长针，短针在试剂液面上方，长针在浸入试剂底部，使惰性气体通过瓶底通入惰性气体管路，由长针从试剂底部通入，不断鼓泡以及使试剂流动的方式，能够更快的使溶解试剂中的氧气被置换而出。

效果四：试剂袋通入惰性气体管路和试剂瓶至柱塞泵管路的设计，能够使试剂咋无氧环境下，以柱塞泵作动力，由试剂瓶转移至试剂袋中完成灌装。

效果五：旋转臂和加样针的设计，以及试剂袋上密封塞的设计能够实现将试剂瓶中试剂在无氧环境下，逐一灌装至试剂袋，实现批量灌装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的装置的背面布局图；

图2为本发明一个实施例的装置的正面布局图；

图3为本发明一个实施例的试剂瓶的结构图；

图4为本发明一个实施例的管路系统的原理总图；

图5为本发明一个实施例的电路控制系统图；

图6为本发明一个实施例的瓶体抽真空管路图；

图7为本发明一个实施例的瓶口通入惰性气体管路；

图8为本发明一个实施例的瓶底通入惰性气体管路；

图9为本发明一个实施例的试剂袋抽真空管路；

图10为本发明一个实施例的试剂袋通入惰性气体管路；

图11为本发明一个实施例的试剂瓶至柱塞泵管路；

图12为本发明一个实施例的柱塞泵至试剂袋管路；

图13为本发明一个实施例的泄压管路。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-真空泵、12-第一控制阀、13-第二控制阀、14-第一数字压力开关、21-汽水分离器、22-第二数字压力开关、23-减压阀、24-消音阀、25-单向泄压阀、26-第三控制阀、27-第四控制阀、28-第五控制阀、31-柱塞泵、32-三通控制阀、33-试剂瓶、331-瓶体、332-瓶盖、333-短针、334-长针、34-加样臂、35-加样针、36-试剂袋、37-试剂盒、4-第一三通管、5-四通管、6-第二三通管、7-立板、8-底板、9-减震垫、100-外接惰性气体源、控制系统、A-瓶体抽真空管路、B-瓶口通入惰性气体管路、C-瓶底通入惰性气体管路、D-试剂袋抽真空管路、E-试剂袋通入惰性气体管路、F-试剂瓶至柱塞泵管路、G-柱塞泵至试剂袋管路、H-泄压管路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

图1和图2是本发明提出的一种无氧环境中的试剂灌装设备的结构图，本申请装置能够实现在无氧环境下将试剂注入试剂瓶33，以及将试剂由试剂瓶33灌装至试剂袋36，从而保证试剂与空气的完全隔绝，防止试剂受到氧化，本申请装置尤其适用于生物试剂，因生物试剂的高灵敏度特性并且通常采用灌装的方式，采用本申请装置能够大幅延长生物试剂的保质期和有效性，下面对本申请装置的机械结构及原理进行详述：

图4为本申请装置的管路系统总图，本申请装置通过该管路系统，能够实现用惰性气体置换试剂瓶33和试剂袋36中空气的目的，从而在填充惰性气体后，使试剂在惰性气体填充保护的无氧环境下进行灌装入试剂袋36的操作，将图4的管路系统逐一分解，可得到以下具有特定功能的管路：

联立图1、图2、图4和图6可知，本发明提出的试剂灌装设备包括瓶体抽真空管路A。瓶体抽真空管路A包括依次管路连接的真空泵11、第二控制阀13、第二三通管6和试剂瓶33。当启动真空泵11和开通第二控制阀13时，真空泵11能够对试剂瓶33进行抽真空，使其处于负压状态。

联立图1、图2、图4和图7可知，还包括瓶口通入惰性气体管路B。瓶口通入惰性气体管路B包括依次管路连接的外接惰性气体源100、第三控制阀26、第二三通管6和试剂瓶33。试剂瓶33被抽真空处于负压状态后，开通第三控制阀26时，能够利用压力差将外接惰性气体源100中存储的惰性气体通入试剂瓶33中。这里需要说明的是，所述的惰性气体优选为容易取材的氮气，外接惰性气体源100可以是一个氮气储蓄罐，也可以是一个氮气生产厂房，以便于提供充足的氮气。

联立图1、图2、图4和图9可知，还包括试剂袋抽真空管路D。试剂袋抽真空管路D包括依次管路连接的真空泵11、第一控制阀12、四通管5和试剂袋36。当启动真空泵11和开通第一控制阀12时，真空泵11能够对试剂袋36进行抽真空，使其处于负压状态。

联立图1、图2、图4和图10可知，还包括试剂袋通入惰性气体管路E。试剂袋惰性气体管路E包括依次管路连接的外接惰性气体源100、第四控制阀27、四通管5和试剂袋36。试剂袋36被抽真空处于负压状态后，开通第四控制阀27时，能够利用压力差将外接惰性气体源100中存储的惰性气体通入试剂袋36中。

联立图1、图2、图4和图11可知，还包括试剂瓶至柱塞泵管路F。试剂瓶至柱塞泵管路F包括依次管路连接的试剂瓶33、第一三通管4、三通控制阀32和柱塞泵31。启动柱塞泵31的柱塞伸出时，并控制三通控制阀32切换开通试剂瓶33至柱塞泵31方向的管路通道（同时切换关闭三通控制阀32其他方向的管路通道），能够将存储于试剂瓶33中的试剂抽入柱塞泵31中。

联立图1、图2、图4和图12可知，还包括柱塞泵至试剂袋管路G。柱塞泵至试剂袋管路G包括依次管路连接的柱塞泵31、三通控制阀32、四通管5和试剂袋36。当柱塞泵31已被抽入试剂后，此时启动柱塞泵31的柱塞向上运动压缩时，并控制三通控制阀32切换开通柱塞泵31至试剂袋36方向的管路通道（同时切换关闭三通控制阀32其他方向的管路通道），能够将存储于柱塞泵31中的试剂通入试剂袋36中。这里需要说明的是柱塞泵31优选为高精度的定量柱塞泵，当进行批量灌装试剂袋36时，能够保证每个试剂袋36中的试剂容量一致性。而三通控制阀32为二位三通电磁阀，三通控制阀32能够切换与第一三通管4、四通管5之间的连接与断开，并进一步实现试剂瓶至柱塞泵管路F、柱塞泵至试剂袋管路G的连接断开的切换。

本申请装置的目的是为了实现将试剂在无氧环境下由试剂瓶33灌装至试剂袋36中，以保证试剂，尤其是生物试剂的高灵敏度和有效使用。采用氮气等惰性气体置换的方式对试剂进行填充保护并进而实现无氧灌装。使用时先通过第二控制阀13和第三控制阀26的反复开闭切换，即瓶体抽真空管路A和瓶口通入惰性气体管路B反复通断切换，使外接惰性气体源100用惰性气体置换出试剂瓶33中的空气；然后在惰性气体保护状态下向试剂瓶33中注入试剂；接着通过第一控制阀12和第四控制阀27的反复开闭切换，即试剂袋抽真空管路D和试剂袋通入惰性气体管路E的连通切换，实现外接惰性气体源100用惰性气体置换出试剂袋36中的空气，此时试剂瓶33和试剂袋36都被惰性气体填充保护。然后再通过三通控制阀32与第一三通管4、四通管5的连通切换，即试剂袋通入惰性气体管路E和试剂瓶至柱塞泵管路F的连通切换，实现以柱塞泵31为动力和中转，将处于试剂瓶33中的试剂在充满惰性气体的无氧环境下通入试剂袋36的过程，并进一步保证处于试剂袋36中的试剂在后续使用的有效性。

在一些实施例中，联立图1、图2、图4和图8可知，还包括瓶底通入惰性气体管路C。瓶底通入惰性气体管路C包括依次管路连接的外接惰性气体源100、第五控制阀28、第一三通管4和试剂瓶33。在将试剂通入试剂瓶33后，再通过瓶体抽真空管路A对试剂瓶33的上部进行抽真空，以抽出试剂内释出的氧气，然后关闭瓶体抽真空管路A。开通第五控制阀28，即瓶体抽真空管路A和瓶底通入惰性气体管路C的通断切换，可以通过抽真空的方式析出溶解于试剂中的氧气，以及将惰性气体溶解于试剂进行填充保护，进一步保证试剂的无氧环境，并进而保证试剂后续使用的有效性和灵敏性。

更为优选的，如图3所示，试剂瓶33包括瓶体331、瓶盖332、短针333和长针334。短针333和长针334均密封插接于瓶盖332，并且短针333底部靠近瓶体331瓶口处，长针334底部靠近瓶体331底面。试剂瓶33通入试剂后，短针333位于试剂液面上方，长针334浸入试剂底部。

如图4所示，第二三通管6与试剂瓶33的连接具体为：第二三通管6与短针333的管路连接。第一三通管4与试剂瓶33的连接具体为：第一三通管4与长针334的管路连接。这样，可以先通过短针333将试剂瓶33抽至负压，以便析出试剂中氧气，然后再通过长针333从试剂底部通入惰性气体进行复压以及进行惰性气体填充，反复上述步骤多次，可使试剂中溶解氧气全部被惰性气体所置换。同时，由试剂底部通入惰性气体，可以对试剂形成气流搅拌以及不断从试剂底部产生气泡，使得存于试剂中的氧气更容易被析出，加快工作效率和提高吸氧效果。

瓶盖332采用柔软的橡胶塞并密封封堵于瓶体331瓶口，使用时操作者采用一次性注射剂穿插瓶盖332的方式向试剂瓶33注入试剂，完成注入后拔出注射器，此时利用橡胶塞自身材料特性，能够使穿插产生的孔眼自行密封，以避免外界空气的再次进入。当然，试剂瓶33的结构和灌装方式并不局限于此，比如可将试剂瓶33设计为一处于密封状态的瓶子，可以提前预留各种结构以备接入管路，采用自动灌装的方式将试剂注入试剂瓶33中，也可以达到密封注入试剂的效果。

在一些实施例中，联立图1、图2、图4和图13可知，还包括泄压管路H，所述泄压管路H包括单向泄压阀25和消音阀24。消音阀24、第三控制阀26、第四控制阀27和第五控制阀28分别与单向泄压阀25进行管路连接并构成泄压管路H，其中消音阀24连接在单向泄压阀25的出口处，第三控制阀26、第四控制阀27和第五控制阀28并列连接在单向泄压阀25的入口处。单向泄压阀25优选为弹簧式单向阀，并处于常闭状态，能够阻止外界空气通过单向泄压阀25向第三控制阀26、第四控制阀27和第五控制阀28通入，以及在灌装装置内部气压过高，高于其设定值时，能够使单向泄压阀25受压打开并向外界排气泄压，当完成排气泄压并恢复可控气压后，单向泄压阀25将恢复常闭状态。消音阀24处于单向泄压阀25的出口处，并能够起到泄压时消除噪音的作用。

在一些实施例中，联立图1、图2、图4可知，还包括汽水分离器21和减压阀23。外接惰性气体源100、汽水分离器21和减压阀23依次串接，第三控制阀26、第四控制阀27和第五控制阀28相互并联并均管路连接于减压阀23的另一端；即汽水分离器21和减压阀23同时连接在图7所示的瓶口通入惰性气体管路B、图8所示的瓶底通入惰性气体管路C和图10所示的试剂袋通入惰性气体管路E中。这样，借助汽水分离器21，在通入惰性气体时可以过滤掉惰性气体中残留的水分，避免细微水滴进入到试剂瓶33和试剂袋36中，造成污染；而减压阀23为旋钮式压力调节阀，转动旋钮可以调节灌装装置中的压力预设值，保证输入到试剂瓶33和试剂袋36的压缩惰性气体的压力处于正压状态，而正压状态更利于对试剂进行填充保护，防止灌装过程中的试剂回流造成的浪费。

在一些实施例中，联立图1、图4和图5可知，还包括控制系统1000、第一数字压力开关14和第二数字压力开关22。控制系统1000为本申请灌装装置的控制枢纽，可以对整个灌装过程进行控制，第一数字压力开关14和第二数字压力开关22可以监测整个灌装过程的压力状态。

真空泵11、第一控制阀12和第二控制阀13分别与第一数字压力开关14管路连接；即第一数字压力开关14加载于瓶体真空管路A和试剂袋抽真空管路D中。

外接惰性气体源100、第三控制阀26、第四控制阀27和第五控制阀28分别与第二数字压力开关22管路连接。即第二数字压力开关22加载于瓶口通入惰性气体管路B、瓶底通入惰性气体管路C和试剂袋通入惰性气体管路E中。

第一数字压力开关14、第二数字压力开关22、第一控制阀12、第二控制阀13、第三控制阀26、第四控制阀27、第五控制阀28、三通控制阀32分别与控制系统1000进行电性连接。其中第一数字压力开关14和第二数字压力开关22优选为数显压力开关，而第一控制阀12、第二控制阀13、第三控制阀26、第四控制阀27、第五控制阀28优选为易于控制的电磁阀，而三通控制阀32优选为二位三通电磁阀。这样，在灌装过程中，对试剂瓶33或试剂袋36抽真空时，能够实时检测其中的负压值，当负压达到一定值时，第一数字压力开关14反馈信息至控制系统1000，控制系统1000基于此时接收的信号，能够迅速响应以切断第一控制阀12或第二控制阀13，以便停止继续抽真空，并以某一恒定负压值维持此时的负压状态；当对试剂瓶33或试剂袋36通入惰性气体时，能够实时监测其中的正压值，当正压达到预定值时，第二数字压力开关22反馈信息至控制系统1000，控制系统1000基于此时接收的信号，能够迅速响应以关闭第三控制阀26、第四控制阀27或第五控制阀28，以便停止继续通入惰性气体，并以某一恒定正压值维持此时正压状态。同时，第一数字压力开关14和第二数字压力开关22还能够显示此时的压力值，以便操作人员直观的了解此时整个灌装装置的压力状态。综上，仅通过第一数字压力开关14和第二数字压力开关22的设置，能够监测整个灌装装置是处于抽真空或是通入惰性气体状态，并对整个灌装装置形成过载保护，放置抽真空低于预设负压值或者通入惰性气体高于预设正压值。

能够监测整个灌装装置对试剂瓶33或试剂袋36抽真空时处于的负压状态，并且仅通过第二数字压力开关22的设置，能够监测整个灌装装置对试剂瓶33或试剂袋36

在一些实施例中，还包括图2所示的加样臂34和加样针35。如图4所示，四通管5和加样针35与管路连接；即加样针35作用于图10所示的试剂袋通入惰性气体管路E和图12所示的柱塞泵至试剂袋管路G。试剂袋36的袋口设有橡胶类的密封塞；加样针35尾端插设固定于加样臂34；加样臂34能够将加样针35头端插入或拔出于试剂袋36的密封塞。这样，就可以实现对一批次试剂袋36的批量灌装，下面介绍一种加样臂34和加样针35组合的具体结构：

如图2所示，还包括底板8和垂设于底板8顶部的立板7。试剂瓶33、加样臂34、加样针35、试剂袋36设于立板7一侧，其余零件挂接于立板7另一侧。还包括试剂盒37。试剂盒37为环形结构，并具有多个处于顶面环形阵列布局的凹槽。试剂盒37通过两端固接在立板7上，并悬挂于立板7上，试剂袋36逐一放置于试剂盒37的凹槽中，并且试剂袋36的密封塞朝上放置。加样臂34穿设于试剂盒37内周，位于环形试剂盒37上方并与环形试剂盒37同轴线设置，以及能够进行绕自身轴线的自动升降运动和旋转运动。这样，加样臂34通过自动升降运动实现加样针35对试剂袋36的密封塞的插入与拔出，并通过旋转运动实现对试剂盒37上多个试剂袋36的逐一插入，最终实现对试剂袋36批量灌装。这样需要说明的是，试剂袋36的密封塞为橡胶塞，故加样针35顺利的插入试剂袋36中，并且试剂袋36拔出后，利用橡胶的材料特性又能够自行密封，从而防止外界空气的再次进入。

上述结构为加样臂34、加样针35和试剂盒37配合完成对试剂袋36批量灌装的一种优选结构，实际情况加样臂34和试剂盒37的结构以及加样臂34的运动方式并不局限于此，比如试剂盒37为放置于底板8上，并成直线排布的自动化流水线，加样臂34之置于试剂盒37旁侧，自动化流水线结构的试剂盒37上放置试剂袋36，当试剂袋36通过试剂盒37向前流动至加样臂34正下方时，通过加样臂34的升降运动实现对试剂袋36的逐一灌装。或者试剂盒37为放置于底板8的矩形箱，试剂袋36放置于试剂盒37顶面并成线性阵列布局若干，加样臂34通过升降运动和平行于试剂盒37顶面的直线运动也能够实现对试剂袋36的逐一灌装。更为优选的，如图2所示，还包括设于底板8底部的减震垫9。起到对整个装置的支撑和减震的作用。

本申请还提供了一种无氧环境中的试剂灌装方法，包括：

步骤S100：交替开启瓶体抽真空管路A和瓶口通入惰性气体管路B，使惰性气体置换试剂瓶33中空气，具体为：

步骤S110：开启真空泵11和第二控制阀13，即开通瓶体抽真空管路A，将试剂瓶33抽真空。

步骤S120：当第一数字压力开关14感知此时压力低于预设负压值时，便通知控制系统1000关闭真空泵11和第二控制阀13，断开瓶体抽真空管路A，以便停止抽真空。这里预设负压值根据实际工作经验优选为-97KPa。

步骤S130：开启第三控制阀26，即开通瓶口通入惰性气体管路B，将惰性气体通入试剂瓶33中。

步骤S140：当第二数字压力开关22感知此时压力高于预设正压值时，便通知控制系统1000关闭第三控制阀26，断开瓶口通入惰性气体管路B，以便停止继续通入惰性气体。这里预设正压值根据实际工作经验优选为10KPa。

步骤S150：重复步骤S110～步骤S140三次。即对试剂瓶33反复抽真空以及通入惰性气体，以便将惰性气体置换出试剂瓶33中空气，使试剂瓶33充满高浓度惰性气体。

步骤S200：将试剂注入充满惰性气体的试剂瓶33，具体为：

步骤S210：保持第三控制阀26打开状态，即保持开通瓶口通入惰性气体管路B，使试剂瓶33维持正压状态。

步骤S220：用一次性注射器穿插瓶盖332，并向试剂瓶33内注入试剂。

步骤S230：将注入的试剂搅拌均匀。

这里需要说明的是，步骤S200的设置，是为了使试剂瓶33内部处于正压状态后再注入试剂，从而防止试剂注入后出现回流的情况。

步骤S300：交替开启瓶体抽真空管路A和瓶底通入惰性气体管路C，使惰性气体置换试剂瓶33中溶解于试剂的空气，具体为：

步骤S310：关闭第三控制阀26，打开真空泵11和第二控制阀13；断开瓶口通入惰性气体管路B，打开瓶体抽真空管路A，将试剂瓶33抽真空至-97KPa的负压状态，以便析出溶解于试剂中的氧气。

步骤S320：关闭真空泵11和第二控制阀13，并打开第五控制阀28，即开通瓶底通入惰性气体管路C，将惰性气体通过长针334由试剂底部通入试剂瓶33中，以便将惰性气体溶解于试剂中，同时伴随惰性气体的通入，试剂将不断翻滚和产生气泡，加快排出试剂中的氧气。

步骤S330：重复执行步骤S310和步骤S330三次。即反复对试剂进行析出氧气和通入惰性气体的操作，使惰性气体置换试剂中氧气以便对试剂进行填充保护。

步骤S340：打开第三控制阀26，即打开瓶口通入惰性气体管路B，维持试剂瓶33中10KPa的正压状态。以保证试剂中持续的高浓度惰性气体填充保护，防止再次融入氧气。

步骤S400：交替开启试剂袋抽真空管路D和试剂袋通入惰性气体管路E，使惰性气体置换试剂袋36中空气，具体为：

步骤S410：将试剂袋36逐一固定放置于在试剂盒37中，并且试剂袋36的密封塞朝上，以及启动加样臂34，将加样针35插入试剂袋36底部。

步骤S420：开启真空泵11和第一控制阀12，即开通试剂袋抽真空管路D，对试剂袋36抽真空。

步骤S430：当第一数字压力开关14感知此时压力低于预设负压值-97KPa时，便通知控制系统1000关闭真空泵11和第一控制阀12，即断开试剂袋抽真空管路D，以便停止抽真空。

步骤S440：开启第四控制阀27，即开启试剂袋通入惰性气体管路E，将惰性气体通入试剂袋36中。

步骤S450：当第二数字压力开关22感知此时压力高于预设正压值10KPa时，便通知控制系统1000断开第四控制阀27，即断开试剂袋通入惰性气体管路E，以便停止继续通入惰性气体。

步骤S460：重复步骤S420～步骤S150三次。即对试剂袋36反复抽真空以及通入惰性气体，以便将惰性气体置换出试剂袋36中空气，使试剂袋36充满高浓度惰性气体。

步骤S500：交替开启试剂瓶至柱塞泵管路F和柱塞泵至试剂袋管路G，并且首先开启试剂瓶至柱塞泵管路F，将试剂由试剂瓶33经柱塞泵31通入试剂袋36，具体为：

步骤S510：开启第三控制阀26，即打开瓶口通入惰性气体管路B，维持试剂瓶33中的10KPa的正压状态；

步骤S520：将三通控制阀32切换至与第一三通管4接通，并启动柱塞泵31使其柱塞伸出，即打开试剂瓶至柱塞泵管路F，以便将试剂由试剂瓶33吸入柱塞泵31。这里需要说明的是，前一步骤S510的目的是为了在正压状态下方便的将处于试剂瓶33中的试剂抽出。

步骤S530：当柱塞泵31吸入定量试剂后，将三通控制阀32切换至与四通管5接通，并再次启动柱塞泵31，使其柱塞压缩，即切换至柱塞泵至试剂袋管路G接通，将试剂由柱塞泵31推入试剂袋36。步骤S510～步骤S530即通过柱塞泵31作为动力源及中转，以及通过三通控制阀32对试剂瓶至柱塞泵管路F、柱塞泵至试剂袋管路G的相互切换，实现将试剂由试剂瓶33灌装至试剂袋36。

步骤S540：启动加样臂34，将加样针35从当前试剂袋36的密封塞拔出。

步骤S550：操纵加样臂34，将加样针35插入下一试剂袋36的密封塞。

步骤S560：返回步骤S520，直至完成所有试剂袋36的灌装。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也包括复数。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无氧环境中的试剂灌装设备，包括瓶体抽真空管路（A）；瓶体抽真空管路（A）包括依次管路连接的真空泵（11）、第二控制阀（13）、第二三通管（6）和试剂瓶（33）；

还包括瓶口通入惰性气体管路（B）；瓶口通入惰性气体管路（B）包括依次管路连接的外接惰性气体源（100）、第三控制阀（26）、第二三通管（6）和试剂瓶（33）；

还包括试剂袋抽真空管路（D）；试剂袋抽真空管路（D）包括依次管路连接的真空泵（11）、第一控制阀（12）、四通管（5）和试剂袋（36）；

还包括试剂袋通入惰性气体管路（E）；试剂袋通入惰性气体管路（E）包括依次管路连接的外接惰性气体源（100）、第四控制阀（27）、四通管（5）和试剂袋（36）；

还包括试剂瓶至柱塞泵管路（F）；试剂瓶至柱塞泵管路（F）包括依次管路连接的试剂瓶（33）、第一三通管（4）、三通控制阀（32）和柱塞泵（31）；

还包括柱塞泵至试剂袋管路（G）；柱塞泵至试剂袋管路（G）包括依次管路连接的柱塞泵（31）、三通控制阀（32）、四通管（5）和试剂袋（36）；

其特征在于：还包括瓶底通入惰性气体管路（C）；瓶底通入惰性气体管路（C）包括依次管路连接的外接惰性气体源（100）、第五控制阀（28）、第一三通管（4）和试剂瓶（33）；在将试剂通入试剂瓶（33）后，再通过瓶体抽真空管路（A）对试剂瓶（33）的上部进行抽真空，然后关闭瓶体抽真空管路（A），开通第五控制阀（28），向试剂瓶（33）的瓶底通入惰性气体。

2.根据权利要求1所述的试剂灌装设备，其特征在于：试剂瓶（33）包括瓶体（331）、瓶盖（332）、短针（333）和长针（334）；

瓶盖（332）密封封堵于瓶体（331）瓶口；

短针（333）和长针（334）均密封插接于瓶盖（332），并且短针（333）底部靠近瓶体（331）瓶口处，长针（334）底部靠近瓶体（331）底面；

第二三通管（6）与试剂瓶（33）的连接具体为：第二三通管（6）与短针（333）的管路连接；

第一三通管（4）与试剂瓶（33）的连接具体为：第一三通管（4）与长针（334）的管路连接。

3.根据权利要求2所述的试剂灌装设备，其特征在于：还包括单向泄压阀（25）；第三控制阀（26）、第四控制阀（27）和第五控制阀（28）分别与单向泄压阀（25）进行管路连接并构成泄压管路（H）的全部或部分；

单向泄压阀（25）处于常闭状态，能够阻止外界空气通过单向泄压阀（25）向第三控制阀（26）、第四控制阀（27）和第五控制阀（28）通入，以及在试剂灌装设备内部气压高于设定值时，能够使单向泄压阀（25）受压打开并向外界排气泄压。

4.根据权利要求2所述的试剂灌装设备，其特征在于：还包括控制系统（1000）、第一数字压力开关（14）和第二数字压力开关（22）；

真空泵（11）、第一控制阀（12）和第二控制阀（13）分别与第一数字压力开关（14）管路连接；

外接惰性气体源（100）、第三控制阀（26）、第四控制阀（27）和第五控制阀（28）分别与第二数字压力开关（22）管路连接；

第一数字压力开关（14）、第二数字压力开关（22）、第一控制阀（12）、第二控制阀（13）、第三控制阀（26）、第四控制阀（27）、第五控制阀（28）、三通控制阀（32）分别与控制系统（1000）进行电性连接。

5.根据权利要求2所述的试剂灌装设备，其特征在于：还包括加样臂（34）和加样针（35）；四通管（5）和加样针（35）管路连接；试剂袋通入惰性气体管路（E）和柱塞泵至试剂袋管路（G）均还包括加样针（35）；试剂袋（36）的袋口设有密封塞；

加样针（35）尾端插设固定于加样臂（34）；加样臂（34）能够将加样针（35）头端插入或拔出于试剂袋（36）的密封塞。

6.根据权利要求3所述的试剂灌装设备，其特征在于：所述泄压管路（H）还包括消音阀（24），消音阀（24）连接在单向泄压阀（25）的出口处，第三控制阀（26）、第四控制阀（27）和第五控制阀（28）并列连接在单向泄压阀（25）的入口处，所述单向泄压阀（25）为弹簧式单向阀；

还包括汽水分离器（21）和减压阀（23），汽水分离器（21）和减压阀（23）同时连接在瓶口通入惰性气体管路（B）、瓶底通入惰性气体管路（C）和试剂袋通入惰性气体管路（E）中；

外接惰性气体源（100）、汽水分离器（21）和减压阀（23）依次串接，第三控制阀（26）、第四控制阀（27）和第五控制阀（28）相互并联并均管路连接于减压阀（23）的另一端。

7.一种无氧环境中的试剂灌装方法，采用权利要求1所述的试剂灌装设备，包括：

步骤S100：交替开启瓶体抽真空管路（A）和瓶口通入惰性气体管路（B），使惰性气体置换试剂瓶（33）中空气；

步骤S200：将试剂注入充满惰性气体的试剂瓶（33）；

步骤S400：交替开启试剂袋抽真空管路（D）和试剂袋通入惰性气体管路（E），使惰性气体置换试剂袋（36）中空气；

步骤S500：交替开启试剂瓶至柱塞泵管路（F）和柱塞泵至试剂袋管路（G），并且首先开启试剂瓶至柱塞泵管路（F），将试剂由试剂瓶（33）经柱塞泵（31）通入试剂袋（36）；

其特征在于：

还包括步骤S300：交替开启瓶体抽真空管路（A）和瓶底通入惰性气体管路（C），使惰性气体置换试剂中溶解的空气；

步骤S300具体包括依次执行的：

步骤S310：打开瓶体抽真空管路（A），维持试剂瓶（33）中的负压状态；

步骤S320：打开瓶底通入惰性气体管路（C），将惰性气体通入试剂瓶（33）中；

步骤S330：重复执行步骤S310和步骤S330三次；

步骤S340：打开瓶口通入惰性气体管路（B），维持试剂瓶（33）中为正压状态。

8.根据权利要求7所述的试剂灌装方法，其特征在于：

步骤S500包括依次执行的：

步骤S510：打开瓶口通入惰性气体管路（B），维持试剂瓶（33）中的正压状态；

步骤S520：打开试剂瓶至柱塞泵管路（F），将试剂由试剂瓶（33）吸入柱塞泵（31）；

步骤S530：打开柱塞泵至试剂袋管路（G），将试剂由柱塞泵（31）推入试剂袋（36）；

步骤S540：启动加样臂（34），将加样针（35）从试剂袋（36）的密封塞拔出；

步骤S550：操纵加样臂（34），将加样针（35）插入另一试剂袋（36）的密封塞；

步骤S560：返回步骤S520，直至完成所有试剂袋（36）的灌装。

Images