CN112238106A - 清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备 - Google Patents

清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备 Download PDF

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吴洪金
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刘广峰
李怡雯
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Abstract

本发明提供一种清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备。所述清洗系统包括气体清洗模块、液体清洗模块、切换模块、清洗管路及控制模块；气体清洗模块包括气体清洗源及气体供应管路，气体供应管路一端与气体清洗源相连接；液体清洗模块包括液体清洗源及液体供应管路；液体供应管路一端与液体清洗源相连接；切换模块与气体供应管路远离气体清洗源的一端以及液体供应管路远离液体清洗源的一端均相连接；清洗管路一端与切换模块相连接；控制模块与切换模块相连接，用于控制切换模块进行切换，以使得清洗管路与气体供应管路或液体供应管路相连通。本发明有助于提高待清洗装置的洁净度和清洗效率。本发明的高通量筛选设备有助于提高实验结果的准确性。

Description

清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备
技术领域
本发明涉及生命科学研究领域，具体涉及用于小角散射技术的清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备。
背景技术
小角散射技术(Samll-angle Scattering,SAS)已成功的应用于基础科学和工程学的许多领域，其在生物大分子领域的应用的发展也呈蓬勃之势。因其对样品环境的依赖小、测试速度快(得益于高亮度同步辐射光源的发展)，并能快速得到样品整体结构信息(得益于先进数据分析方法的出现)，小角散射在生物大分子构象、相互作用和内部结构的研究中已经成为不可或缺的技术。基于小角散射的研究成果逐年上升并呈井喷之势。
生物大分子是生命体的主要组成成份，也是生命体活动过程中的直接执行者。对其功能进行研究的意义和重要性不言而喻。研究者对应用小角散射研究生物大分子的需求也是逐年攀升。液态生物样本主要组成成分为C、H、O、N、P等轻原子，这些原子经X射线照射后对X射线的散射程度非常低，从而使得液态生物样本SAXS散射信号与样本缓冲液的本底散射信号之间的强度差值非常小(通常仅有不到一个数量级的强度差值)，因此，适用于生物小角散射的样品室需要在两次测量之间保证彻底的清洗以及样品室内壁的完全烘干。同时，由于同步辐射的特殊性，在测试样品时实验人员无法操作样品。因此各实验站通常都配备了高通量批量测试系统，以提高测试效率。在批量测试过程中，在测试前后两个样品之前需要对样品室和管路进行快速有效的清洗以避免样品间的交叉污染，提高实验结果的可靠性。因此，寻求一种高效、有效的清洗方式是一个亟需解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备，用于解决现有的适用于生物小角散射的样品室没有快速有效的清洗手段确保样品室的清洁，容易导致样品间的交叉污染，影响实验结果的准确性等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种清洗系统，包括气体清洗模块、液体清洗模块、切换模块、清洗管路及控制模块；所述气体清洗模块包括气体清洗源及气体供应管路，所述气体供应管路一端与所述气体清洗源相连接；所述液体清洗模块包括液体清洗源及液体供应管路；所述液体供应管路一端与所述液体清洗源相连接；所述切换模块与所述气体供应管路远离所述气体清洗源的一端以及所述液体供应管路远离所述液体清洗源的一端均相连接；所述清洗管路一端与所述切换模块相连接；所述控制模块与所述切换模块相连接，用于控制所述切换模块进行切换，以使得所述清洗管路与所述气体供应管路或所述液体供应管路相连通。
可选地，所述气体清洗源包括高压气体源；所述气体清洗模块还包括气阀，所述气阀位于所述切换模块和所述气体清洗源之间的所述气体供应管路上。
可选地，所述气体清洗模块还包括气体流量计，位于所述气阀和所述切换模块之间的所述气体供应管路上。
可选地，所述切换模块包括三通阀和第一驱动装置，所述三通阀与所述气体供应管路远离所述气体清洗源的一端以及所述液体供应管路远离所述液体清洗源的一端均相连接，所述第一驱动装置与所述控制模块及所述三通阀相连接，用于在所述控制模块的控制下驱动所述三通阀切换。
可选地，所述清洗系统还包括废液收集装置，与待清洗装置的排液口相连接。
可选地，所述液体清洗源包括去垢剂液体源、酒精供应源及去离子水供应源；所述液体供应管路包括多条，以分别与所述去垢剂液体源、酒精供应源及去离子水供应源相连接；所述液体清洗模块还包括多通阀、第二驱动装置、第三驱动装置及液体泵；所述多通阀一端与所述多条液体供应管路相连接，另一端与所述液体泵相连接；所述液体泵远离所述多通阀的一端通过所述清洗管路与所述切换模块相连接；所述第二驱动装置与所述多通阀相连接，所述第三驱动装置与所述液体泵相连接。
更可选地，所述液体清洗模块还包括多个液体流量计，一一对应位于所述液体清洗源与所述多通阀之间的所述液体供应管路上。
本发明还提供一种高通量筛选设备，包括：样品室、毛细管路及如前述任一项所述的清洗系统；所述毛细管路的一端与所述样品室相连接，另一端与所述清洗管路远离所述切换模块的一端相连接。
本发明还提供一种清洗方法，所述清洗方法依前述任一项所述的清洗系统进行，所述清洗方法可依需要通过所述控制模块控制所述切换模块进行切换以使得所述清洗管路与所述气体供应管路或所述液体供应管路相连通，以对待清洗装置进行清洗。
本发明还提供一种控制模块，包括处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述控制模块执行如前述方案所述的清洗方法。
如上所述，本发明的清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备具有以下优点：本发明通过优化的结构设计，通过控制模块控制切换模块以根据需要切换气体或液体对待清洗装置进行清洗，有助于提高待清洗装置的洁净度，且整个清洗过程可实现高度自动化，不仅清洗效率大大提高，而且可有效避免人力清洗过程中样品残留物对人体健康的危害。采用本发明的高通量筛选设备，可提高样品室的清洁度，从而有助于避免样品间的交叉污染，提高实验结果的准确性。
附图说明
图1显示为本发明实施例一的清洗系统的结构示意图；
图2显示为本发明实施例二的高通量筛选设备的结构示意图；
图3显示为本发明的控制模块于一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
11 气体清洗模块
111 气体清洗源
112 气体供应管路
113 气阀
114 气体流量计
12 液体清洗模块
121 液体清洗源
121a 去垢剂液体源
121b 酒精供应源
121c 去离子水供应源
122 液体供应管路
123 多通阀
124 第二驱动装置
125 第三驱动装置
126 液体泵
127 液体流量计
13 切换模块
131 三通阀
132 第一驱动装置
14 清洗管路
15 控制模块
151 处理器
152 存储器
16 废液收集装置
171 样品室
172 毛细管路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。且需要说明的是，本说明书中在表述电装置之间“相连接”时通常是指电连接，而具有管路结构的装置之间“相连接”是指彼此之间通过管路相连通，本领域技术人员结合本说明书可理解此点。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种清洗系统，包括气体清洗模块11、液体清洗模块12、切换模块13、清洗管路14及控制模块15；所述气体清洗模块11包括气体清洗源111及气体供应管路112，所述气体供应管路112一端与所述气体清洗源111相连接；所述液体清洗模块12包括液体清洗源121及液体供应管路122；所述液体供应管路122一端与所述液体清洗源121相连接；所述切换模块13与所述气体供应管路112远离所述气体清洗源111的一端以及所述液体供应管路122远离所述液体清洗源121的一端均相连接；所述清洗管路14一端与所述切换模块13相连接；所述控制模块15与所述切换模块13相连接，用于控制所述切换模块13进行切换，以使得所述清洗管路14与所述气体供应管路112或所述液体供应管路122相连通。本发明通过优化的结构设计，通过控制模块控制切换模块以根据需要切换气体或液体对待清洗装置进行清洗，有助于提高待清洗装置的洁净度，且整个清洗过程可实现高度自动化，不仅清洗效率大大提高，而且可有效避免人力清洗过程中样品残留物对人体健康的危害。
作为示例，所述气体清洗源111包括高压气体源，比如高压空气、高压氮气或其他惰性气体，优选高压氮气；所述气体清洗模块11还包括气阀113，所述气阀113位于所述切换模块13和所述气体清洗源111之间的所述气体供应管路112上，所述气阀113优选具有调压功能的阀门，或者依需要可以在所述气体供应管路112上再单独设置调压阀。为确保清洗气体的压力和流量满足清洗要求且与待清洗装置的承压能力(比如后文提及的毛细管路172的耐压系数)相匹配，作为示例，所述气体清洗模块11还包括气体流量计114和压力计(未图示)，位于所述气阀113和所述切换模块13之间的所述气体供应管路112上，以实时测量供应的清洗气体的流量和压力并按需要进行调节。所述气阀113和所述气体流量计114及所述压力计的相对位置并没有严格的限制，但优选将所述气体流量计114和压力计与所述切换模块13相邻设置(气体流量计114和压力计的相对位置并无限制)，以确保最终供应至所述清洗管路14中的气体流量和压力满足清洗需求。
作为示例，所述切换模块13包括三通阀131和第一驱动装置132，所述三通阀131与所述气体供应管路112远离所述气体清洗源111的一端以及所述液体供应管路122远离所述液体清洗源121的一端均相连接，所述第一驱动装置132与所述控制模块15及所述三通阀131相连接，用于在所述控制模块15的控制下驱动所述三通阀131切换。所述第一驱动装置132优选步进电机，以便于通过所述控制模块15进行控制。当然，在其他示例中，所述第一驱动装置132也可以为直流伺服电机，本实施例中并不严格限制。
所述液体清洗源121的清洗种类和数量可以根据清洗需要而定。在一示例中，所述液体清洗源121包括去垢剂液体源121a、酒精供应源121b及去离子水供应源121c；所述液体供应管路122包括多条，以分别与所述去垢剂液体源121a、酒精供应源121b及去离子水供应源121c相连接；所述液体清洗模块12还包括多通阀123、第二驱动装置124、第三驱动装置125及液体泵126；所述多通阀123(本实施例中具体为四通阀)一端与所述多条液体供应管路122相连接，另一端与所述液体泵126相连接；所述液体泵126远离所述多通阀123的一端通过所述清洗管路14与所述切换模块13相连接；所述第二驱动装置124与所述多通阀123相连接，所述第三驱动装置125与所述液体泵126相连接。本实施例中，所述第三驱动装置125和所述液体泵126均为一个，多种清洗液体通过同一个所述液体泵126被抽取，有利于简化系统结构和节约成本。当然，在其他示例中，所述第三驱动装置125和所述液体泵126也可以为多个，所述多个液体泵126一一对应设置于所述液体清洗源121和所述多通阀123之间的所述液体供应管路122上，所述多个第三驱动装置125和所述多个液体泵126一一对应连接，以实现对不同的清洗液体的分开抽取。所述第二驱动装置124和所述第三驱动装置125的类型和/或型号可以和所述第一驱动装置132相同，比如均为步进电机，以便于通过所述控制模块15进行控制。当然，在其他示例中，也可以均为直流伺服电机或所述第一驱动装置132、第二驱动装置124和第三驱动装置125的类型和/或型号可以为完全不同或不完全相同，本实施例中并不严格限制。
为确保清洗液体的压力和流量满足清洗要求且与待清洗装置的承压(比如后文提及的毛细管路172的耐压能力)相匹配，作为示例，所述液体清洗模块12还包括多个液体流量计127，一一对应位于所述液体清洗源121与所述多通阀123之间的所述液体供应管路122上。
作为示例，所述清洗系统还包括废液收集装置16，与待清洗装置的排液口相连接，所述废液收集装置16的形状和尺寸可以根据待清洗装置的结构而定，比如可以为半敞开式的收集槽，也可以是封闭式的收集箱，其材质可根据清洗液体以及待清洗装置中产生的废弃物而定。在本实施例中，所述废液收集装置16的材质优选为高分子材料，比如为合成橡胶等。
所述控制模块15可以为任何具有控制功能的装置，比如为单片机、PLC控制器等，其可以单独设置也可以集成在其他装置中，比如集成在一电脑中，或者说所述控制模块15可以是电脑。
所述控制装置除与所述切换模块13相连接外(比如通过控制所述第一驱动装置132以实现对所述三通阀131的控制，从而实现切换清洗介质的目的)，还可以与前述的气阀113、第二驱动装置124及第三驱动装置125相连接；在所述控制装置为电脑时，所述控制装置还可以进一步与前述的气体流量计114和液体流量计127等装置相连接，不仅可以根据需要切换清洗介质，同时可以根据所述气体流量计114和/或所述液体流量计127的计量结果调整清洗气体和/或清洗液体的流量和压力，进一步提高整个清洗过程的自动化程度。
实施例二
如图2所示，本发明还提供一种高通量筛选设备，包括：样品室171、毛细管路172及如实施例一中所述的清洗系统，故对所述清洗系统的介绍请参考实施例一，出于简洁的目的不再赘述；所述毛细管路172的一端与所述样品室171相连接，另一端与所述清洗管路14远离所述切换模块13的一端相连接，所述样品室171的排液口与所述清洗系统的所述废液收集装置16相连接。所述样品室171的具体结构根据不同的试验需要而设置，待研究的样品可通过所述毛细管路172输送至所述样品室171中，在实验完成后将所述毛细管路172与所述清洗系统相连接以对所述样品室171和所述毛细管路172进行清洗，整个清洗过程可实现高度自动化，不仅可以避免人力清洗中样品残留物可能对人体健康造成的危害；而且清洗效率大大提高，有利于提高实验效率和设备利用率；同时，本申请的高通量筛选设备可利用清洗液体和清洗气体进行多重清洗以及干燥(比如先用清洗液体进行清洗，之后采用高压气体进行二次清洗及干燥)，有助于提高样品室171的清洁，从而有助于避免样品间的交叉污染，提高实验结果的准确性。
本实施例的高通量筛选设备不仅适用于同步辐射生物溶液小角X-射线散射线站，而且同样适用于中子散射装置以及其它有高通量溶液筛选需求的实验环境。
本发明还提供一种清洗方法，所述清洗方法依前述任一项所述的清洗系统进行，所述清洗方法可依需要通过所述控制模块15控制所述切换模块13进行切换以使得所述清洗管路14与所述气体供应管路112或所述液体供应管路122相连通，以对待清洗装置，比如前述的样品室171进行清洗。所述清洗方法的具体流程根据待清洗装置和/或清洗需要的不同而不同。比如在清洗前述的样品室171时，可先用清洗液体进行清洗，因而初始阶段所述清洗管路14与所述液体供应管路122相连通，经预设的清洗时间后所述控制模块15控制所述切换模块13进行切换，以使所述清洗管路14与所述气体供应管路112相连通并进行预订时间的气体清洗及干燥，或者依据需要液体清洗介质和气体清洗介质可交叉切换，同时在所述液体清洗液有多种的情况下也可以根据需要切换不同的液体清洗液，本实施例中不做限制也不再做进一步展开。重要的是整个清洗过程可实现高度自动化，清洗效果极大改善，清洗效率极大提高。
本发明还提供一种控制模块15。
如图3所示，于一实施例中，本发明的控制模块15包括处理器151及存储器152；所述存储器152用于存储计算机程序。所述存储器152包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。所述处理器151与所述存储器152相连接，用于执行所述存储器152存储的计算机程序，以使所述控制模块15执行前述任一方案中所述的清洗方法。
作为示例，所述处理器151可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的清洗方法。
作为示例，所述存储介质包括ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上，本发明提供一种清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备。所述清洗系统包括气体清洗模块、液体清洗模块、切换模块、清洗管路及控制模块；所述气体清洗模块包括气体清洗源及气体供应管路，所述气体供应管路一端与所述气体清洗源相连接；所述液体清洗模块包括液体清洗源及液体供应管路；所述液体供应管路一端与所述液体清洗源相连接；所述切换模块与所述气体供应管路远离所述气体清洗源的一端以及所述液体供应管路远离所述液体清洗源的一端均相连接；所述清洗管路一端与所述切换模块相连接；所述控制模块与所述切换模块相连接，用于控制所述切换模块进行切换，以使得所述清洗管路与所述气体供应管路或所述液体供应管路相连通。本发明通过优化的结构设计，通过控制模块控制切换模块以根据需要切换气体或液体对待清洗装置进行清洗，有助于提高待清洗装置的洁净度，且整个清洗过程可实现高度自动化，不仅清洗效率大大提高，而且可有效避免人力清洗过程中样品残留物对人体健康的危害。采用本发明的高通量筛选设备，可提高样品室的清洁度，从而有助于避免样品间的交叉污染，提高实验结果的准确性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种清洗系统，其特征在于，包括：
气体清洗模块，所述气体清洗模块包括气体清洗源及气体供应管路，所述气体供应管路一端与所述气体清洗源相连接；
液体清洗模块，所述液体清洗模块包括液体清洗源及液体供应管路；所述液体供应管路一端与所述液体清洗源相连接；
切换模块，所述切换模块与所述气体供应管路远离所述气体清洗源的一端以及所述液体供应管路远离所述液体清洗源的一端均相连接；
清洗管路，所述清洗管路一端与所述切换模块相连接；
控制模块，与所述切换模块相连接，用于控制所述切换模块进行切换，以使得所述清洗管路与所述气体供应管路或所述液体供应管路相连通。
2.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于：所述气体清洗源包括高压气体源；所述气体清洗模块还包括气阀，所述气阀位于所述切换模块和所述气体清洗源之间的所述气体供应管路上。
3.根据权利要求2所述的清洗系统，其特征在于：所述气体清洗模块还包括气体流量计，位于所述气阀和所述切换模块之间的所述气体供应管路上。
4.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于：所述切换模块包括三通阀和第一驱动装置，所述三通阀与所述气体供应管路远离所述气体清洗源的一端以及所述液体供应管路远离所述液体清洗源的一端均相连接，所述第一驱动装置与所述控制模块及所述三通阀相连接，用于在所述控制模块的控制下驱动所述三通阀切换。
5.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于：所述清洗系统还包括废液收集装置，与待清洗装置的排液口相连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的清洗系统，其特征在于：所述液体清洗源包括去垢剂液体源、酒精供应源及去离子水供应源；所述液体供应管路包括多条，以分别与所述去垢剂液体源、酒精供应源及去离子水供应源相连接；所述液体清洗模块还包括多通阀、第二驱动装置、第三驱动装置及液体泵；所述多通阀一端与所述多条液体供应管路相连接，另一端与所述液体泵相连接；所述液体泵远离所述多通阀的一端通过所述清洗管路与所述切换模块相连接；所述第二驱动装置与所述多通阀相连接，所述第三驱动装置与所述液体泵相连接。
7.根据权利要求6所述的清洗系统，其特征在于：所述液体清洗模块还包括多个液体流量计，一一对应位于所述液体清洗源与所述多通阀之间的所述液体供应管路上。
8.一种高通量筛选设备，其特征在于，包括：
样品室；
毛细管路，一端与所述样品室相连接；
如权利要求1至7任一项所述的清洗系统，所述清洗管路远离所述切换模块的一端与所述毛细管路的另一端相连接。
9.一种清洗方法，其特征在于：所述清洗方法依权利要求1至7任一项所述的高清洗系统进行，所述清洗方法可依需要通过所述控制模块控制所述切换模块进行切换以使得所述清洗管路与所述气体供应管路或所述液体供应管路相连通，以对待清洗装置进行清洗。
10.一种控制模块，其特征在于：包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述控制模块执行如权利要求9所述的清洗方法。
CN201910647220.6A 2019-07-17 2019-07-17 清洗系统、清洗方法及高通量筛选设备 Pending CN112238106A (zh)

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