CN112816720B - 一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物工程设备技术领域，具体为一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，包括液路模块、移液模块和离心震荡模块。液路模块包括试剂存放装置，移液模块包括注液针管组A和注液针管组B；移液模块还包括吸液针管组，该全自动细胞收获仪还包括控制模块，该控制模块控制液路模块、移液模块和离心震荡模块。该实施例中，液路模块、移液模块和离心震荡模块集中设置于机架中，且试剂能够自动、定量且分路进入注液针管组A和注液针管组B中，而设置吸液针管组能够自动吸取震荡后的细胞悬液，以上过程均在控制模块的控制下按照预设程序进行，整个过程排除了人工操作可能发生的失误，因而可以有效减小后续仪器检测结论误差。

Description

一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪

技术领域

本发明属于生物工程设备技术领域，具体为一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪。

背景技术

全自动细胞收获仪，可自动完成收获多种样本类型的中期细胞。通过嵌入式控制模块内的预定程序完成细胞的收获。现有全自动细胞收获仪由液路模块，移液模块，离心振荡模块，控制模块及机架组成。其中液路模块包括试剂存放装置，吸液注液装置，试剂混合装置，除废液装置与取样针管路清洗装置。

市场上现有的染色体收获仪通常将试剂存放装置与混合装置作为选配部件放置于仪器外部，此种方式让使用者可以自己调配试剂，之后再放入仪器内部使用，因此不能完全避免试剂在配制过程中存在的人为误差干扰。另外在生化反应进行中，液路模块的吸液注液装置采用了共用注液管路的设计，因此需添加排空，清洗操作流程，降低了仪器的工作效率。

仪器工作中需要对培养后的样品进行离心操作而后吸取并除去样品中的上清液。上清液中所包含的成分有秋水仙素、低渗液，甲醇与冰醋酸按比例配置后的固定液。市场上现有的细胞收获仪通常将试剂混合装置作为选配部件放置于仪器外部。使用者可以选择自己调配试剂，而后再放入仪器内部使用或是单独购买这一选配模块附加在仪器外部。由此带来的问题是不能完全避免试剂在调配过程中人为误差的干扰，存在由于试剂的不稳定性造成实验结果可能产生未知偏差的影响。

另外在实验过程中，需要将低渗液与固定液先后分别注入，市场上同类仪器的吸液注液装置基本使用单一管路通道搭配切换阀的工作模式将此两种试剂先后分别注入细胞悬浮液中。在这一过程中必须加入一道吸液注液管路排空与清洗流程，用以避免低渗液与固定液两种试剂的交叉污染，但此方式却造成了仪器有效工作时间的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，该细胞收获仪采用集成式液路系统的设计，将试剂存放装置与混合装置集成在仪器的液路系统内部；同时采用相互独立的管路吸取不同的试剂，从而解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，包括液路模块、移液模块和离心震荡模块，所述液路模块安装在机架中，包括试剂存放装置，移液模块包括注液针管组A和注液针管组B，且试剂存放装置分别通过机械泵阀自动管路连接注液针管组A和注液针管组B，且移液模块通过移动能将液体注入离心震荡模块；所述移液模块还包括吸液针管组，该吸液针管组通过八通阀III连接回收管路，且吸液针管组通过移动能将离心震荡模块中的细胞悬浮液上清液抽离并顺着回收管路排放到废液收集仓中；该全自动细胞收获仪还包括控制模块，该控制模块控制液路模块、移液模块和离心震荡模块。

在上述技术方案中，液路模块中的试剂存放装置与混合装置集成在仪器的内部，改变了同类产品原先把试剂存放装置与混合装置安放在设备外部作为选配部件的方式。具体地，液路模块、移液模块和离心震荡模块集中设置于机架中，其中液路模块中的试剂存放装置分别通过机械泵阀自动管路连接注液针管组A和注液针管组B，使得试剂自动、定量且分路进入注液针管组A和注液针管组B中，而设置吸液针管组能够自动吸取震荡后的细胞悬液，以上过程均在控制模块的控制下按照预设程序进行，这不仅可以克服手工配置试剂存在的误差，同时可以避免管路污染。整个过程排除了人工操作可能发生的失误，因而可以有效减小后续仪器检测结论误差。

优选地，所述试剂存放装置包括试剂仓I、试剂仓II、试剂仓III，其中试剂仓I存放KLC，试剂仓II中存放甲醇，试剂仓III中存放冰醋酸。其中KLC作为低渗液，甲醇和冰醋酸调配形成固定液。

优选地，所述机械泵阀自动管路包括低渗液液路和固定液液路，其中低渗液液路一端连接试剂仓I，另一端通过八通阀I连接注液针管组A；所述固定液液路一端分别连接试剂仓II和试剂仓III，另一端通过八通阀II连接注液针管组B。低渗液液路和固定液液路分别连接各试剂仓并分别连接注液针管组A和注液针管组B，两者互不干扰。既避免了低渗液与固定液两种试剂的交叉污染，又取消了变换试剂过程中的管路排空与清洗，为整个仪器生化反应过程节省了约1/5的时间，可以有效提高仪器本身的工作效率。

优选地，所述固定液液路包括前部的分流部分和后部的汇流部分，以及衔接两者的混液装置，其中分流部分包括分别连接试剂仓II和试剂仓III的分支管路，两分支管路经过混液装置后通过单根管路连接汇流部分；所述低渗液液路上设置通断阀I和蠕动泵I。连接试剂仓II和试剂仓III的分支管路通过分别将甲醇和冰醋酸抽入混液装置中，两种试剂在混液装置完成混合，并通过汇流部分最终进入注液针管组B。

优选地，所述混液装置包括连接两根分支管路末端的切换阀I，并在从切换阀I延伸的出液管路上设置蠕动泵II，在蠕动泵II的作用下，试剂仓II和试剂仓III内的液体流入固定液试剂仓，所述汇流部分连接固定液试剂仓。切换阀I能够控制连接试剂仓II和试剂仓III的分支管路的通断，因此使用同一个蠕动泵II就可以先后完成甲醇和冰醋酸的抽取。

优选地，所述低渗液液路还设置试剂加热管路，液体流过试剂加热管路后流入八通阀I，经过预热的低渗液与细胞液融合，从而提高离心处理的效果。

优选地，所述液路模块还包括清洗模块，该清洗模块包括清洗仓和消毒液仓，和分别连接清洗仓和消毒液仓的自动化冲洗管路；连接清洗仓和消毒液仓的自动化冲洗管路汇总连接切换阀II，并通过切换阀II的引出管路连接八通分液器，且八通分液器通过引出管连接清洗池；所述吸液针管组通过移动能够抽取清洗池中的清洗液，并将抽离的清洗液排入废液收集仓中。吸液针管组用于抽离离心处理后的细胞悬液，因此会频繁接触不同试管中的样品，清洗模块按照预设程序可以对吸液针管组进行消毒清洗，因此能够保证吸液针管组的清洁，避免样品污染。

优选地，从切换阀II引出的管路上设置切换阀III，并从切换阀III引出一支冲洗管支路，该冲洗管支路的末端设置废液池，所述注液针管组A和注液针管组B通过移动能将内部的残余液体排入废液池。通过控制切换阀III，可以将清洗液排入废液池中，进而对废液池进行消毒清理，这可以使废液池保持清洁。

优选地，所述废液池通过管道连接废液收集仓，并将残余的废液排入废液收集仓。

优选地，所述清洗池通过管道连接废液收集仓，并将残余的废液排入废液收集仓中。

本发明所述全自动细胞收获仪的优点为：

1.液路模块中的试剂存放装置与混合装置集成在仪器的内部。改变了同类产品原先把试剂存放装置与混合装置安放在设备外部作为选配部件的方式。具体指的是仪器在生化反应中所用的固定液配制，通过控制模块预编制程序操纵通断阀，蠕动泵，八通阀等流体元件使得甲醇与冰醋酸能够按照预先设计的配方，完成无人干扰的试剂自动调配过程。排除了人工操作可能发生的失误，因而可以有效减小后续仪器检测结论误差。

2.液路模块中吸液注液装置采用了一种试剂一条管路通道的设计，改变了同类产品将两种试剂通过同一吸液注液装置注入细胞样品的方式。具体指的是仪器在进行生化反应时需要先后将低渗液(主成分为KCL)，固定液(甲醇与冰醋酸配制)注入到细胞悬浮液中。若是采用同一吸液注液装置则在注入低渗液后需要对此装置管路中的试剂进行排空与清洗而后再次进行固定液的注入。本仪器采用单一试剂单一管路的设计后，吸液注液装置A控制了低渗液的注入，而后吸液注液装置B控制了固定液的注入，两者互不干扰因而也就无需进行排空与清洗模块这一中间流程。既避免了低渗液与固定液两种试剂的交叉污染，又取消了变换试剂过程中的管路排空与清洗，为整个仪器生化反应过程节省了约/的时间，提高了仪器本身的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明中实施例的整体结构示意图。

图2为本发明中液路模块的原理示意图。

图中，液路模块101，移液模块102，离心振荡模块103，控制模块104及机架105、试剂仓I301、通断阀I302、蠕动泵I303、通断阀304、试剂加热管路305、八通阀I306、注液针管组A307、试剂仓II308、切换阀I309、蠕动泵II310、固定液试剂仓311、试剂仓III312、通断阀313、蠕动泵314、八通阀II315、注液针管组B316、废液池317、吸液针管组318、八通阀III319、蠕动泵320、废液收集仓321、三通管322、清洗仓323、切换阀II324、蠕动泵325、切换阀III326、八通分液器327、清洗池328、消毒液329。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图1和图2为本实施例提供的一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪的结构示意图。该全自动细胞收获仪包括液路模块101、移液模块102和离心震荡模块103，所述液路模块101安装在机架105中，包括试剂存放装置，移液模块102包括注液针管组A307和注液针管组B316，且试剂存放装置分别通过机械泵阀自动管路连接注液针管组A307和注液针管组B316，且移液模块102通过移动能将液体注入离心震荡模块103，为避免注液针管组A307和注液针管组B316管口的液体随意滴落，在机架105上设置废液池317，注液针管组A307和注液针管组B316的复位位置位于废液池317正上方，因此可以将残液滴入废液池317中；所述移液模块102还包括吸液针管组318，该吸液针管组318通过八通阀III319连接回收管路，且吸液针管组318通过移动能将离心震荡模块103中的细胞悬浮液上清液抽离并顺着回收管路排放到废液收集仓321中；该全自动细胞收获仪还包括控制模块104，该控制模块104控制液路模块101、移液模块102和离心震荡模块103。

具体地，上述试剂存放装置包括试剂仓I301、试剂仓II308、试剂仓III312，其中试剂仓I301存放KLC，试剂仓II308中存放甲醇，试剂仓III312中存放冰醋酸，且三个试剂仓存放在机架105下部的仓口中。其中KLC作为低渗液，甲醇和冰醋酸调配形成固定液。

上述机械泵阀自动管路包括低渗液液路和固定液液路，其中低渗液液路一端连接试剂仓I301，另一端通过八通阀I306连接注液针管组A307。低渗液液路上设置通断阀I302和蠕动泵I303，并设置试剂加热管路305，液体流过试剂加热管路305后流入八通阀I306，经过预热的低渗液与细胞液融合，从而提高离心处理的效果。上述固定液液路包括前部的分流部分和后部的汇流部分，以及衔接两者的混液装置，其中分流部分包括分别连接试剂仓II308和试剂仓III312的分支管路，两分支管路经过混液装置后通过单根管路连接汇流部分。连接试剂仓II308和试剂仓III312的分支管路通过分别将甲醇和冰醋酸抽入混液装置中，两种试剂在混液装置完成混合，并通过汇流部分最终进入注液针管组B316。低渗液液路和固定液液路分别连接各试剂仓并分别连接注液针管组A307和注液针管组B316，两者互不干扰。既避免了低渗液与固定液两种试剂的交叉污染，又取消了变换试剂过程中的管路排空与清洗，为整个仪器生化反应过程节省了约1/5的时间，可以有效提高仪器本身的工作效率。

设置在固定液液路中的混液装置包括连接两根分支管路末端的切换阀I309，并在从切换阀I309延伸的出液管路上设置蠕动泵II310，在蠕动泵II310的作用下，试剂仓II308和试剂仓III312内的液体流入固定液试剂仓311，所述汇流部分连接固定液试剂仓311，在通断阀313和蠕动泵314的作用下，汇流部分对固定液试剂仓311中的固定液进行抽离。混液装置中的切换阀I309能够控制连接试剂仓II308和试剂仓III312的分支管路的通断，因此使用同一个蠕动泵II310就可以先后完成甲醇和冰醋酸的抽取。

除以上结构外，上述液路模块101还包括清洗模块，该清洗模块主要用于冲洗抽离细胞悬液的上清液的吸液针管组318，以避免吸液针管组318上因存在残留液而污染各样品。具体地，清洗模块包括清洗仓323和消毒液仓329，和分别连接清洗仓323和消毒液仓329的自动化冲洗管路；连接清洗仓323和消毒液仓329的自动化冲洗管路汇总连接切换阀II324，并通过切换阀II324的引出管路连接八通分液器327，且八通分液器327通过引出管连接清洗池328；所述吸液针管组318通过移动能够抽取清洗池328中的清洗液，并将抽离的清洗液排入废液收集仓321中。另外，清洗模块还用于清洗废液池317，其主要目的是在设备关闭后可以对废液池317进行清洗，从而保持仪器的清洁，避免残留污物。具体地，从切换阀II324引出的管路上设置切换阀III326，并从切换阀III326引出一支冲洗管支路，该冲洗管支路的末端设置废液池317，所述注液针管组A307和注液针管组B316通过移动能将内部的残余液体排入废液池317。在该清洗模块中，分别从废液池317和清洗池328的下部引出一根排液管，排液管通过三通管322连接并最终连接废液收集仓321。

上述内容展示了本实施例的主要结构，该全自动染色体收获仪工作时，其液路模块101首先工作，所有泵阀开启进入仪器预备阶段，主成分为KCL的低渗液由试剂仓I301经通断阀I302，并通过蠕动泵I303进入通断阀304，然后经过试剂加热管路305，最终经由八通阀I306到达注液针管组A307，完成低渗液的管路灌注。同时，甲醇由试剂仓II308经切换阀I309，在通过蠕动泵II310后进入固定液试剂仓311；而后冰醋酸由试剂仓III312经切换阀I309，在通过蠕动泵II310后进入固定液试剂仓311。固定液由试剂仓311经通断阀313通过蠕动泵314，最终经由八通阀II315到达注液针管组B316，完成固定液的管路灌注。

以上试验过程中，需要将不同试剂注入到培养瓶中，本仪器的吸液注液装置采用了一种试剂一条管路通道的设计，改进了同类仪器使用单一管路通道搭配切换阀的工作模式。具体实施方式为此仪器在实验过程中涉及到三种试剂一种是主成分为KCL的低渗液，另一种是甲醇与冰醋酸按比例配置的固定液及含微量的秋水仙素。低渗液到达注液针管组A的通路设计为低渗液试剂仓——通断阀——蠕动泵——通断阀——试剂加热管路——八通阀，最终到达注液针管组A完成低渗液的注液。由甲醇与冰醋酸完成配置的固定液到达注液针管组B通路设计为固定液试剂仓——通断阀——蠕动泵——八通阀，最终到达注液针管组B完成固定液的注液。在以上低渗液与固定液的细胞样品注液过程中不共用流体元件，此方式避免了同类仪器由于共用吸液注液管路通道而需要在两种试剂切换时额外增加的管路排空与清洗流程。

之后进入生化反应阶段。首先，细胞悬浮液开始进行离心沉降工序，然由后吸液针管组318抽取离心后的细胞悬浮液上清液，上清液经八通阀III319蠕动泵320后排入废液收集仓321。然后注液针管组A307中的低渗液开始正式注入细胞沉淀中，接着注液针管组B316中的固定液也注入细胞悬浮液中，并再次进行离心沉降工序，再次使用吸液针管组318抽取细胞悬浮液上清液。完成后反复依次向细胞沉淀中加入固定液，进行离心沉降工序与抽取细胞悬浮液上清液2-3次，至此生化反应阶段全部完成。

最后进行管路清洗阶段，首先依次排空注液针管组A307中的低渗液与注液针管组B316中的固定液，所产生的多余废液排空放入废液池317中经由三通管322排入废液收集仓321。其次清洗仓323中的清洗用水经由切换阀II324、蠕动泵325，在切换阀III326处流向八通分液器327并灌入清洗池328，溢流出的水经溢流口通过三通管322排入废液收集仓321。吸液针管组318抽取清洗池328中的水流经八通阀III319和蠕动泵320后排入废液收集仓321，以此完成吸液管路的清洗。然后切换阀III326换向，清洗用水进入废液池317中，这部分清洗水经由三通管322排入废液收集仓321，以此完成废液池317的清洗。

之后切换阀II324换向，切换阀III326复位，消毒仓中的消毒液329经由切换阀II324、蠕动泵325、切换阀III326和八通分液器327后灌入清洗池328，溢流出的消毒液经溢流口通过三通管322后排入废液收集仓321。吸液针管组318抽取清洗池328中的消毒液，消毒液流经八通阀III319、蠕动泵320后排入废液收集仓321，以此完成吸液管路的消毒。然后切换阀III326换向，消毒液进入废液池317中，这部分消毒液在经由三通管322后排入废液收集仓321，以此完成废液池317的消毒。

最后，切换阀II324与切换阀III326重置初始位，再次使用清洗仓323中的清洗用水对吸液管路与废液池317重复之前的步骤进行清洗。

除以上日常清洗消毒流程外，液路模块101中的低渗液注液管路与固定液主液管路需定期进行管路元件的更换，以此保证管路内试剂的有效与稳定。

如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，包括液路模块、移液模块和离心震荡模块，其特征在于：所述液路模块安装在机架中，包括试剂存放装置，移液模块包括注液针管组A和注液针管组B，且试剂存放装置分别通过机械泵阀自动管路连接注液针管组A和注液针管组B，且移液模块通过移动能将液体注入离心震荡模块；所述移液模块还包括吸液针管组，该吸液针管组通过八通阀III连接回收管路，且吸液针管组通过移动能将离心震荡模块中的细胞悬浮液上清液抽离并顺着回收管路排放到废液收集仓中；该全自动细胞收获仪还包括控制模块，该控制模块控制液路模块、移液模块和离心震荡模块；所述试剂存放装置包括试剂仓I、试剂仓II、试剂仓III，其中试剂仓I存放KLC，试剂仓II中存放甲醇，试剂仓III中存放冰醋酸；所述机械泵阀自动管路包括低渗液液路和固定液液路，其中低渗液液路一端连接试剂仓I，另一端通过八通阀I连接注液针管组A；所述固定液液路一端分别连接试剂仓II和试剂仓III，另一端通过八通阀II连接注液针管组B；所述固定液液路包括前部的分流部分和后部的汇流部分，以及衔接两者的混液装置，其中分流部分包括分别连接试剂仓II和试剂仓III的分支管路，两分支管路经过混液装置后连接单根管路的汇流部分；所述低渗液液路上设置通断阀I和蠕动泵I；所述混液装置包括连接两根分支管路末端的切换阀I，并在从切换阀I延伸的出液管路上设置蠕动泵II，在蠕动泵II的作用下，试剂仓II和试剂仓III内的液体流入固定液试剂仓，所述汇流部分连接固定液试剂仓；所述液路模块还包括清洗模块，该清洗模块包括清洗仓和消毒液仓，和分别连接清洗仓和消毒液仓的自动化冲洗管路；连接清洗仓和消毒液仓的自动化冲洗管路汇总连接切换阀II，并通过切换阀II的引出管路连接八通分液器，且八通分液器通过引出管连接清洗池；所述吸液针管组通过移动能够抽取清洗池中的清洗液，并将抽离的清洗液排入废液收集仓中；从切换阀II引出的管路上设置切换阀III，并从切换阀III引出一支冲洗管支路，该冲洗管支路的末端设置废液池，所述注液针管组A和注液针管组B通过移动能将内部的残余液体排入废液池。

2.如权利要求1所述的一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，其特征在于：所述低渗液液路还设置试剂加热管路，液体流过试剂加热管路后流入八通阀I。

3.如权利要求1所述的一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，其特征在于：所述废液池通过管道连接废液收集仓，并将残余的废液排入废液收集仓。

4.如权利要求1所述的一种集成式液路系统的全自动细胞收获仪，其特征在于：所述清洗池通过管道连接废液收集仓，并将残余的废液排入废液收集仓中。

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