CN114518282A - 一种自动梯度稀释方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动梯度稀释方法，其通过液体稀释装置实现自动稀释，其液样稀释精度高达99.9%。
Description
技术领域
本发明属于一种样品处理领域，具体涉及一种自动梯度稀释方法。
背景技术
在常规的化学和生物等分析检测实验操作过程中，大多数分析检测需要对液样进行高精度稀释。除了传统的人工稀释操作，如用移液管、移液枪外，现在也有自动稀释操作方法，例如采用XYZ稀释工作站，或者采用微量进样器和阀门精确稀释。尽管这两种方法的稀释精度优势较人工方法效果明显，尤其还节省了大量人工；然而要进行液样高倍稀释时，尤其是仅一次稀释不一定能让稀释的液样相关参数检测指标刚好都在检测范围内。
发明内容
本发明人为了克服上述问题，进行了深入研究。具体而言，本发明提供了一种自动梯度稀释方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种自动梯度稀释方法，其通过使用液体稀释装置进行自动稀释，所述液体稀释装置上有原液池、稀释池、移液平台，液样在原液池、稀释池间的转移通过移液平台实现；所述原液池、稀释池上接有纯化水管道、排废液管道，分别用于进纯化水、排废液，所述稀释池上还接有高压气体管道、稀释液排出管道，分别用于原液池、稀释池及其管道干燥和稀释样液转出；原液池、稀释池的排废液管道上还设有液体浓度检测器用以检测和反馈；所述方法进行样液稀释的精度为99.9%。
优选的，所述稀释池数量至少为两个，其体积为5-50 mL，用于梯度稀释。
进一步优选的，所述两个稀释池稀释倍数均为10-50倍，稀释时间控制在4 min以内。
优选的，所述稀释池下设置有磁力搅拌器，用于稀释液自动混匀。
优选的，所述液体稀释装置的原液池、稀释池的管道上均设有管路控制阀，用于控制对应管道的开合状态。
优选的，所述移液平台包括三维移动支架、移液注射器，所述移液注射器在三维移液支架的带动下沿着X轴、Z轴运动，所述移液注射器沿着X轴运动的正下方设置有原液池、稀释池。
优选的，所述三维移动支架包括沿着横向X轴移动的切换机构I及其X轴电机、沿着纵向Z轴移动的切换机构II及其Z轴电机，所述切换机构I和切换机构II上均设有位置感应器。
优选的，所述液体稀释装置的移液注射器下端接1mL、5 mL、10mL的枪头或取样针。
优选的，所述稀释池为定容结构稀释池，所述定容结构稀释池在制定体积处设置有定容管道，所述定容管道另一端与排废液管道相连，其管道上设有管路控制阀。
优选的，所述管道为硅胶管、聚四氟乙烯管和/或有机塑料软管，管道内径为0.1-15 mm。
优选的，所述液体稀释装置还包括控制系统，其用于对各动力源和管路控制阀的自动控制。
本发明通过采用液体稀释装置进行稀释，有效减少稀释操作的时间和工作量，同时自动进行梯度稀释，有效减少稀释误差，提高精确度。液样稀释完成后，先采用纯化水进行清洗，再进行高压气体干燥，既能保证稀释池清洁，又能减少因残液带来下一样品稀释误差。
附图说明
图1为本发明一种自动梯度稀释方法中液体稀释装置的结构示意图；
图2为本发明一种自动梯度稀释方法中液体稀释装置一实施例的结构示意图；
图3为本发明一种自动梯度稀释方法中液体稀释装置移液平台结构示意图
图4为本发明一种自动梯度稀释方法中液体稀释装置另一实施例的结构示意图；
符号说明：
1原液池；2稀释池；3移液平台；4管路控制阀；5三维移动支架；6移液注射器；7枪头或取样针；8纯化水管道；9排废液管道；10高压气体管道；11废液瓶；12液体浓度检测器；13稀释液排出管道；14磁力搅拌器；15动力源；16定容管道；17 切换机构I；18 X轴电机；19 切换机构II；20 Z轴电机；21移液注射器电机。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
一种自动梯度稀释方法，所述方法通过使用液体稀释装置进行自动稀释，所述液体稀释装置上有原液池、稀释池、移液平台，液样在原液池、稀释池间的转移通过移液平台实现；所述原液池、稀释池上接有纯化水管道、排废液管道，分别用于进纯化水、排废液，所述稀释池上还接有高压气体管道、稀释液排出管道，分别用于原液池、稀释池及其管道干燥和稀释样液转出；原液池、稀释池的排废液管道上还设有液体浓度检测器用以检测和反馈；所述方法进行样液稀释的精度为99.9%。所述纯化水管道进纯化水，本发明中，所述纯化水为纯净水、无菌水、去离子水、双蒸水或者超纯水，根据实验需要选用。
本发明涉及一种液体稀释装置，如1和图2所示，其包括原液池1、稀释池2、移液平台3，以及用于稀释、排废，以及清洁干燥管道，其中，原液池1，其用于装待稀释液样；稀释池2，其用于梯度稀释液样，其数量至少为两个稀释池，其稀释倍数均为上一液样的10-50倍，其体积为5-50 mL；移液平台3，其用于原液池1、稀释池2中液样的移取；所述原液池1、稀释池2上接有纯化水管道8、排废液管道9，所述稀释池上还接有高压气体管道10、稀释液排出管道13，液样经管道13排除用于检测分析；所述纯化水管道8、排废液管道9、高压气体管道10上均设有管路控制阀，用于控制对应管道开合状态，进一步控制其工作状态。
所述原液池1、稀释池2上的纯化水管道为纯化水主管道的分支管道；所述原液池1、稀释池2上的排废液分支各管道管道，如管道9-1，管道9-2，管道9-3所示，与排废液主管道9相连，池内的液体通过排废液管道在动力源15-2的驱动下入废液瓶11中。进一步，动力源15-2为自吸泵，进一步为蠕动泵。
本发明中，在原液池和废液瓶间的管道上设置有液体浓度检测器12，用以检测原液或稀释液的光密度，如OD检测等。
本发明中，纯化水主管道设有动力源15-1，为管道内液体流动提供驱动力。在一具体实施方式中，所述纯化水主管道上的动力源，进一步为蠕动泵，有效控制进水量。原液池、稀释池连接的纯化水管道可通过分支与主管道连接，也可以各自为独立的管道且分别通过动力源控制进水量。
在一实施方式中，稀释池为定容结构稀释池，所述定容结构稀释池在指定体积处设置有定容管道16（16-1、16-2）及其管路控制阀，另一端与常压气体管道相连。采用定容结构稀释池，液体除了通过动力源有效控制液体体积外，还能进一步通过定容结构稀释池精确控制体积。如当进入的液体量大于指定体积时，多余液体通过定容管道溢出并通过排废液管道排出。
为加速稀释池中液体的快速混匀，其操作可通过移液枪头吹打或者磁力搅拌器混匀。本发明中，在稀释池下方设置有磁力搅拌器14（14-1、14-2）。
原液池1和稀释池2中液样的移取是通过移液平台3实现的。具体而言，如图1所示，原液池1装有待稀释的样液，由移液平台3取样，所述移液平台括三维移动支架5、移液注射器6，所述移液注射器6在三维移液支架5的带动下沿着X轴和/或Z轴运动。在发明中，所述三维移动支架包括沿着横向X轴移动的切换机构I 17及其X轴电机18、沿着纵向Z轴移动的切换机构II 19及其Z轴电机20，如图3所示。原液池1、稀释池2设置在移液注射器沿着X轴运动的正下方，在一具体实施方式中，原液池、稀释池固定在同一支架上。位移的距离由切换机构I 17和切换机构II 19控制，且切换机构I 17和切换机构II 19上均设有位置感应器，以便精准控制位移，精确定位。
在一具体实施方式中，所述移液注射器通过其电机控制取样和送样的体积。所述移液注射器下端接1mL、5 mL、10mL的枪头或取样针，枪头或取样针及其尺寸选择根据移液注射器吸取样液的体积确定。
本发明中，所有的管道均可为硅胶管、聚四氟乙烯管和/或有机塑料软管，在一具体实施方式中均为有机塑料软管。
本发明中，管道的内径为0.1-15 mm，在一具体实施方式中，优选0.5-5 mm；进一步优选1.5-3 mm。管道的内径可以是完全一致的，也可以不是完全相同的，根据需要设定合理的内径大小，内径范围只要在设定值内即可。
在常规的化学和生物等分析检测实验操作过程中，常常需要对液样进行稀释后进行分析检测。其稀释的目的在于使检测的液样达到检测限的范围。通过设置多个稀释池实现样品梯度稀释，能够提高稀释的精确度，减少稀释误差。本发明一具体实施方式中，所述稀释池有两个，分别为稀释池I 2-1、稀释池II 2-2，样液在原液池1、稀释池I 2-1、稀释池II 2-2间的转移通过移液平台3实现，如图2、图4所示。具体的，移液注射器6在三维移动支架5的带动下沿着原液池1、稀释池I 2-1、稀释池II 2-2的水平方向即X轴移动，当移到原液池1、稀释池I 2-1或稀释池II 2-2正上方时，停止运动，移液注射器6沿着Z轴方向上下移动定位，当移液注射器下端的枪头或取样针7进入原液池1、稀释池I 2-1或稀释池II 2-2中，定量吸取液样。
在一具体实施方式中，如图4所示，稀释池I 2-1或稀释池II 2-2为定容结构的稀释池，其定容体积大小可根据需要定制，其中一种方式如稀释池的结构和外径一样，可通过改变内径大小改变稀释池内容积大小；也可以根据需要，定制成不同结构和外径的稀释池，从而对应改变内径及容纳液体的体积。
在一实施方式中，稀释池I 2-1或稀释池II 2-2对液样的稀释倍数分别是10-50倍，100-500倍。在一具体实施方式中，稀释池I 2-1或稀释池II 2-2分别稀释20、400倍，稀释操作为：稀释池I 2-1中进纯化水，其进水量超过定容管道即可，即此时稀释池I 2-1内的纯化水为38 mL，关闭稀释池I 2-1定容管道16-1控制阀4-9，然后用枪头7从原液池1中取2mL液样入稀释池I 2-1中，磁力搅拌器14-1混匀；稀释池II 2-2的稀释操作同稀释池I 2-1，稀释池II 2-2中进无菌水，其进水量超过定容管道即可，即此时稀释池II 2-2内的无菌水为38 mL，关闭稀释池II 2-2定容管道16-2控制阀4-10，然后用枪头7从稀释池I 2-1中取2mL液样入稀释池II 2-2中，磁力搅拌器14-2混匀，其稀释时间控制在4 min以内。
在一实施方式中，稀释池I、稀释池II上的稀释液排出管道与离子检测组件、光电检测组件、酶膜检测组件相连，可以进行pH、氨离子、钠离子、钾离子、钙离子等离子检测，葡萄糖酶膜、乳酸酶膜、谷氨酸酶膜、赖氨酸酶膜等酶膜检测，以及OD等光密度检测。本发明中，为有效控制自动稀释倍数，同时充分利用液样，在常压气体管道10上还设置液体浓度检测器12进行光电检测，具体的，当原液池1、稀释池I 2-1或者稀释池II 2-2中样液经过液体浓度检测器12时进行光密度检测，根据原液池或者稀释池中液样光密度检测，合理自动设计稀释倍数。
本发明中，稀释池I 2-1、稀释池II 2-2中的液体分别从排废液管道9-2、排废液管道9-3中排出，纯化水管道8进纯化水清洗原液池、稀释池I、稀释池II，最后高压气体管道11进高压气体对稀释池I、稀释池II干燥。
为了实现对取样的自动化控制，本发明还包括控制模块。所述控制模块通过动力源、管路控制阀、液体浓度检测器与总控系统相连，实现液体稀释装置自动控制。进一步，所述液体稀释装置通过原液池、稀释池相连管道的动力源、管道控制阀、移液平台X轴电机和Z轴电机、移液注射器电机、液体浓度检测器与总控系统相连，实现样稀释系统自动控制。所述控制模块包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，可以根据取样需求对控制单元进行编程设计，从而液样稀释、液体浓度检测、管道清洗等操作。
本发明通过采用液体稀释装置进行稀释，有效减少稀释操作的时间和工作量，同时自动进行梯度稀释，有效减少稀释误差，提高精确度。液样稀释完成后，先采用纯化水进行清洗，再进行高压气体干燥，既能保证稀释池清洁，又能减少因残液带来下一样品稀释误差。
Claims (10)
1.一种自动梯度稀释方法，其特征在于，所述方法通过使用液体稀释装置进行自动稀释，所述液体稀释装置上有原液池、稀释池、移液平台，液样在原液池、稀释池间的转移通过移液平台实现；所述原液池、稀释池上接有纯化水管道、排废液管道，分别用于进纯化水、排废液，所述稀释池上还接有高压气体管道、稀释液排出管道，分别用于原液池、稀释池及其管道干燥和稀释样液转出；原液池、稀释池的排废液管道上还设有液体浓度检测器用以检测和反馈；所述方法进行样液稀释的精度为99.9%。
2.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述稀释池数量至少为两个，其体积为5-50 mL，用于梯度稀释。
3.根据权利要求2所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述两个稀释池稀释倍数均为10-50倍，稀释时间控制在4 min以内。
4.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述稀释池下设置有磁力搅拌器。
5.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述液体稀释装置的原液池、稀释池的管道上均设有管路控制阀。
6.根据权利要求1所述自动梯度稀释方法，其特征在于，所述移液平台包括三维移动支架、移液注射器，所述移液注射器在三维移液支架的带动下沿着X轴、Z轴运动，所述移液注射器沿着X轴运动的正下方设置有原液池、稀释池。
7.根据权利要求6所述自动梯度稀释方法，其特征在于，所述移液注射器下端接1mL、5mL、10mL的枪头或取样针。
8.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述稀释池为定容结构稀释池，其设有定容管道。
9.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述管道为硅胶管、聚四氟乙烯管和/或有机塑料软管，管道内径为0.1-15 mm。
10.根据权利要求1所述的自动梯度稀释方法，其特征在于，所述液体稀释装置还包括控制系统，其用于对各动力源和管路控制阀的自动控制。
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Cited By (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220520 |