CN115463569B - 样本搅拌装置及样本搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种样本搅拌装置，包括供气流路、涡流部以及抽吸流路。涡流部与供气流路连通，涡流部被构造为能够引导气流旋转形成涡流，涡流部靠近样本的一侧设置有涡流口。抽吸流路设置于涡流部远离样本的一侧并且与涡流部连通。通过采用上述技术方案，样本检测装置设置于样本液滴的表面距离一定距离的位置，供气流路提供的气流流动至涡流部内的空腔，依靠弧线形的内壁和抽吸流路提供的抽吸力形成螺旋状的空气涡流。空腔内的空气涡流通过涡流口带动样本滴液表面的空气随之转动，从而进一步驱动样本液滴整体产生自旋转动以进行搅拌。在搅拌过程中，样本液滴只依靠旋转的空气涡流带动样本液滴自身旋转完成搅拌，无需清洗样本搅拌装置。

Description

样本搅拌装置及样本搅拌系统

技术领域

本申请涉及样本检测技术领域，特别是涉及一种样本搅拌装置及样本搅拌系统。

背景技术

在样本检测过程中，样本液滴由于本身性质各组分易于分层或者过于粘稠无法混合均匀，从而导致样本液滴中各组分分布不均匀，由此测试得到的检测结果相较于真实情况往往存在较大误差，导致检测结果不准确。

现有技术中，通常采用人工搅拌或者机械搅拌的方式，均需要将搅拌器伸入样本液滴中进行操作。

然而，由于搅拌器每次搅拌完样本后必须进行清洗，导致增加了检测流程和检测成本。同时，清洗过程不能完全确保搅拌器上一个样本液滴被完全清除，残留的样本液滴会导致样本之间相互污染，使得整个批次的检测样本结果失真报废。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种无需清洗搅拌器的样本搅拌装置。

一种样本检测装置，包括供气流路、涡流部以及抽吸流路。所述涡流部与所述供气流路连通，所述涡流部被构造为能够引导气流旋转形成涡流，所述涡流部靠近样本的一侧设置有涡流口。所述抽吸流路与所述涡流部连通，所述抽吸流路设置于所述涡流部远离样本的一侧。

通过采用上述技术方案，供气流路用于提供气流，气流流动至涡流部中产生旋转的空气涡流，旋转的空气涡流通过靠近样本的涡流口带动样本液滴表面的空气随之共同旋转，样本表面的旋转的空气与样本液滴静止的表面产生摩擦，在涡流部内产生的空气涡流通过抽吸流路抽入远离于样本的一侧，从而使得涡流部内的空气形成动态平衡，以获得稳定的空气涡流。当空气的旋转速度足够大时，空气与液滴表面产生摩擦力以及空气抽吸产生的负压使得液滴整体也随之自旋转动，从而在样本液滴的自旋转动中实现各组分的搅拌均匀。在整个搅拌过程中，样本液滴与样本搅拌装置无任何接触，只依靠旋转的空气涡流带动样本液滴自身旋转完成搅拌，因此也无需清洗样本搅拌装置。

在其中一个实施例中，所述涡流部上设置有空腔，所述空腔的内壁面被构造为曲面。

通过采用上述技术方案，空气沿供气流路射入空腔中，经过曲面的空腔内壁后，其运动轨迹从直线被引导修正为贴合于曲面的弧线，空气沿空腔内壁做闭环曲线运动以形成涡流，从而驱动样本液滴整体产生自旋转。

在其中一个实施例中，所述涡流部上设置有空腔,所述空腔靠近抽吸流路的一侧设置有搅拌件。

通过采用上述技术方案，空气沿供气流路射入空腔中，搅拌件转动驱动空气随搅拌件同步旋转，空气的运动轨迹从直线被引导修正为搅拌件的转动轨迹，空气沿搅拌件的转动轨迹运动以形成涡流，从而驱动样本液滴整体产生自旋转。

在其中一个实施例中，所述空腔的内径从所述涡流口向所述抽吸流路逐渐减小。

通过采用上述技术方案，空腔内的空气涡流旋转半径自涡流口向抽吸流路也随空腔的内径逐渐减小，使得空气涡流靠近样本液滴的一端能够具有较大的旋转半径以覆盖整个样本液滴，驱动其产生自旋转动。并且使空气涡流靠近抽吸流路的一端具有较小的旋转半径以获得较高的流速，提高抽吸流路中的真空度，以产生足够的负压为样本液滴提供旋转上升方向的动力。

在其中一个实施例中，所述空腔内设置有多组内壁，多组内壁环绕所述空腔的几何中心周向设置，多组内壁在所述空腔内形成多个对应的涡流区。

通过采用上述技术方案，多组环绕空气几何中心设置的内壁各自设置有供气流路，以在每组内壁形成的涡流区能够产生各自的空气涡流。多个空气涡流将样本液滴的不同区域上形成多个自旋转动中心，使得样本液滴在整体旋转的同时，液滴内部的各个区域还有自旋转动，以进一步提高样本液滴的搅拌效果。

在其中一个实施例中，所述涡流部包括多个所述空腔，多个所述空腔沿第一方向依次间隔设置。

通过采用上述技术方案，涡流部沿第一方向设置的多个空腔对应形成有多个搅拌区域，通过关闭样本液滴对应的空腔的涡流搅拌功能并同时开启第一方向上相邻的另一个空腔的涡流搅拌功能，样本液滴在相邻的空腔产生的负压驱动下，向相邻的空腔对应的搅拌区域移动。在移动过程中，样本液滴的各处由于与涡流区距离不相等，因此各处所受到的合力也不相同，从而在移动过程中改变了原有的旋转状态，提高了搅拌效果。同时，样本液滴随之多个空腔涡流搅拌功能的启闭沿第一方向移动，使得样本液滴逐渐铺满载片，提高载片上各处样本分布的均匀性。

在其中一个实施例中，所述供气流路包括多个，多个所述供气流路环绕所述涡流部径向设置。

通过采用上述技术方案，多个供气流路能够提高向涡流部中提供气流的流量，从而提高涡流部中空气涡流的流动速度，以弥补空气沿曲面运动时产生的动量损失。同时，多个供气流路环绕涡流部径向设置能够从不同的方向共同提供气流，能够均匀提高空气涡流中各处空气的流动速度，使得形成的空气涡流更为稳定。

在其中一个实施例中，所述供气流路与所述空腔的内壁相切。

通过采用上述技术方案，从供气流路中射出的气流，其运动轨迹也与空腔的内壁相切，使得气流从进入空腔中开始就能够受空腔的曲面状内壁引导做曲线运动以形成涡流。从而避免气流射入空腔后先进行直线运动，直到与内壁碰撞后才受内壁引导形成涡流，在气流与内壁碰撞中会产生大量动量损失，降低涡流速度，并且也造成了部分空腔内壁没有起到引导作用，浪费了空腔内壁有效面积，从而使得产生的涡流旋转半径减小，无法全面覆盖样本液滴表面导致样本液滴自旋转动不充分，搅拌效果低于预期。

在其中一个实施例中，所述供气流路包括螺旋形管道。

通过采用上述技术方案，供气流路通过螺旋形管道向空腔内提供气流，使得进入空腔的气流具有初始的角动量，气流在进入空腔后能够更快地形成涡流，并且能够减小气流与空腔内壁的碰撞，降低空气涡流的动量损失，提高空气涡流的流动速度。

本申请还提供一种样本搅拌系统，多个如上所述的样本搅拌装置，相邻所述样本搅拌装置的涡流部位置不相同。

通过采用上述技术方案，一个样本需要经过多个样本搅拌装置进行搅拌处理，能够提高样本的混合均匀程度。同时，相邻的样本搅拌装置上涡流部的位置不相同，使得样本从一个样本搅拌装置输送至另一个样本搅拌装置中时，样本液滴受空气涡流带动产生的自旋转动不同，从而使得样本液滴得到充分地混合。

综上所述，本申请至少包括以下一种有益技术效果：

1. 通过采用上述技术方案，供气流路用于提供气流，气流流动至涡流部中产生旋转的空气涡流，旋转的空气涡流通过靠近样本的涡流口带动样本液滴表面的空气随之共同旋转，样本表面的旋转的空气与样本液滴静止的表面产生摩擦，在涡流部内产生的空气涡流通过抽吸流路抽入远离于样本的一侧，从而使得涡流部内的空气形成动态平衡，以获得稳定的空气涡流。当空气的旋转速度足够大时，空气与液滴表面产生摩擦力以及空气抽吸产生的负压使得液滴整体也随之自旋转动，从而在样本液滴的自旋转动中实现各组分的搅拌均匀。在整个搅拌过程中，样本液滴与样本搅拌装置无任何接触，只依靠旋转的空气涡流带动样本液滴自身旋转完成搅拌，因此也无需清洗样本搅拌装置。

2. 通过采用上述技术方案，涡流部沿第一方向设置的多个空腔对应形成有多个搅拌区域，通过关闭样本液滴对应的空腔的涡流搅拌功能并同时开启第一方向上相邻的另一个空腔的涡流搅拌功能，样本液滴在相邻的空腔产生的负压驱动下，向相邻的空腔对应的搅拌区域移动。在移动过程中，样本液滴的各处由于与涡流区距离不相等，因此各处所受到的合力也不相同，从而在移动过程中改变了原有的旋转状态，提高了搅拌效果。同时，样本液滴随之多个空腔涡流搅拌功能的启闭沿第一方向移动，使得样本液滴逐渐铺满载片，提高载片上各处样本分布的均匀性。

3. 通过采用上述技术方案，抽吸件与抽吸流路相连通能够在抽吸流路内产生负压，负压产生于涡流部远离样本的一侧，使得涡流部内的空气涡流不仅能够旋转，还能够形成漩涡状的螺旋上升涡流。使得样本液滴同时受到平面内旋转涡流的圆周力以及靠近涡流部的上升动力，同样产生螺旋形自转漩涡以提高搅拌效果。

附图说明

图1为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的结构示意图；

图2为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图3为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图4为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图5为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图6为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图7为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图8为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第二视角的剖面示意图；

图9为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图10为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图11为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图12为本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图；

图13为本申请一实施例中样本搅拌系统的第一视角的结构示意图；

附图标记说明：

10、样本搅拌装置；100、供气流路；110、进气管道；1101、第一进气管道；1102、第二进气管道；1103、第三进气管道；120、进气口；130、出气管道；200、涡流部；210、空腔；2101、第一空腔；2102、第二空腔；211、内壁；2111、第一内壁；2112、第二内壁；2113、第三内壁；2114、第四内壁；2115、第一涡流区；220、涡流口；230、搅拌件；300、抽吸流路；500、载玻片；510、第一搅拌区；520、第二搅拌区；20、第二样本搅拌装置；30、第三样本搅拌装置。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

由于本申请实施例涉及构建流体力学的涡流场，为了便于理解，下面先对本申请实施例涉及的相关术语及相关概念进行介绍。

涡流

涡流是指流体团以流体中的某一区域为中心旋转引起周围流体作圆周运动的流动现象。

在本申请实施例中讨论的涡流为有限空间内形成的涡流场，涡流场内各处流体微元同时具有旋转的切向速度、向涡心移动的径向速度以及沿涡线移动的轴向速度，从而实现流体内各处流体微元的移动及位置变换。

请参阅图1及图2，图1示出了本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的结构示意图，图2示出了本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。本申请一实施例提供的样本搅拌装置10，包括供气流路100、涡流部200以及抽吸流路300。供气流路100用于向涡流部200提供空气气流，空气气流在涡流部200内形成空气涡流，涡流口220上侧形成的空气涡流带动涡流口220下侧的空气随之转动，从而带动样本液滴自旋转动。同时，抽吸流路300用于在涡流部200远离样本的一侧产生负压抽吸空气，使得涡流部200内空气达到动态平衡获得稳定的空气涡流，并且使得空气涡流获得向背离样本一侧的上升动力，形成漩涡状的螺旋气流。

请参阅图3，图3示出了本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。供气流路100设置于样本搅拌装置10内，与涡流部200相连通，以使空气流入涡流部200内。具体地，供气流路100包括进气管道110，进气管道110的一端通过进气口120连通于涡流部200，进气管道110的另一端连通于外界的充气装置（图未示），充气装置被构造为能够产生正压以驱动外界空气沿进气管道110经由进气口120输送至涡流部200中。

供气流路100与空腔210的内壁211设置为相切。具体地，从进气口120中喷出的气流运动轨迹与空腔210的曲率半径相切，使得气流从进入空腔210中开始就能够受空腔210的曲面状内壁211引导做曲线运动以形成涡流。从而避免气流射入空腔210后先进行直线运动，直到与内壁211碰撞后才受内壁211引导形成涡流，在气流与内壁211碰撞中会产生大量动量损失，降低涡流速度，并且也造成了部分空腔210内壁211没有起到引导作用，浪费了空腔210内壁211有效面积，从而使得产生的涡流旋转半径减小，无法全面覆盖样本液滴表面导致样本液滴自旋转动不充分，搅拌效果低于预期。

请参阅图4，图4示出了本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。具体到实施例中，供气流路100包括第一进气管道1101和第二进气管道1102，第一进气管道1101和第二进气管道1102分别设置于涡流部200内的空腔210的两侧，且第一进气管道1101和第二进气管道1102以空腔210的几何中心呈中心对称设置，以提升空腔210内气流的速度场分布的均匀性，使得形成的空气涡流更为稳定。

需要说明的是，进气管道110的数量不局限于两条，还可以是多条。多条进气管道110能够提高向涡流部200中提供气流的流量，从而提高涡流部200中空气涡流的流动速度，以弥补空气沿曲面运动时产生的动量损失。

请参阅图3，图3示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。供气流路100包括第一进气管道1101、第二进气管道1102以及第三进气管道1103，第一进气管道1101、第二进气管道1102以及第三进气管道1103彼此均匀间隔设置，能够从不同的方向向空腔210内共同提供气流，均匀地提高空气涡流中各处空气的流动速度，使得形成的空气涡流更为稳定。

在其他一些实施例中，进气管道110为非均匀间隔设置。请参阅图4，图4示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。供气流路100包括四条进气管道110，其中第一进气管道1101和第二进气管道1102并列地连通于空腔210一侧，第三进气管道1103和第四进气管道110并列地连通于空腔210的相对另一侧，以在保持空腔210内气流的速度场均匀分布的同时，通过增加进气管道110的数量提升空腔210内的进气量，从而提高空腔210内空气涡流的整体速度。

请参阅图5，图5示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。在其他一些实施例中，供气流路100仅包括一条进气管道110。涡流部200仅由一条进气管道110提供气流，气流在进入空腔210后速度不断衰减，空腔210内形成的空气涡流速度场分布十分不均匀，空气涡流的形状以及稳定性相对较差，但是相对成本更为低廉，能够适应于对混合均匀性要求较低的场景。

具体到本实施例中，供气流路100水平地设置于样本搅拌装置10内，以使从进气管道110流入的气流能够在水平面内旋转形成涡流。

在其他一些实施例中，请参阅图6，图6示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。供气流路100还包括出气管道130，出气管道130设置于空腔210内相对进气管道110的另一端，以在空腔210内为空气涡流提供流出空腔210的运动轨迹，使得形成的空气涡流在水平面的旋转运动更为稳定。

在其他一些实施例中，供气流路100非水平地设置于样本搅拌装置10内。请参阅图7及图8，图7示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图，图8示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第二视角的剖面示意图。进气管道110设置于样本搅拌装置10相对靠近样本的一侧，出气管道130设置于样本搅拌装置10相对远离样本的一侧。空气从进气管道110进入后，沿进气管道110向上流入空腔210内形成空气涡流，空气涡流从远离样本侧的出气管道130流出。

在其他一些实施例中，进气口120被设置为螺旋形。参阅图9，图9示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。螺旋形的管道向空腔210内提供气流，使得进入空腔210的气流具有初始的角动量，以契合空腔210弧形的内壁211面，从而减少气流在遇到空腔210内壁211时的动量损失，帮助气流在进入空腔210后更快地形成涡流，从而提高空气涡流的流动速度。

需要说明的是，进气管道110的设置位置不能为垂直于水平面，以避免进入空腔210内的气流在水平面的运动分量为零，导致空气涡流不能在水平面上实现旋转运动，从而无法实现本申请的技术效果。

可以理解，本领域技术人员能够不同场景下的实际需要调整进气管道110的数量以及设置方式，只要能够实现供气流路100为涡流部200提供气流的功能即可。

请再次参阅图2，涡流部200通过进气口120连通于供气流路100，供气流路100提供的气流在涡流部200内形成涡流，以驱动样本液滴产生自旋转动实现搅拌功能。具体地，涡流部200内设置有空腔210，空腔210的内壁211面被构造为曲面。空气沿供气流路100射入空腔210后沿着曲面的空腔210内壁211运动，因此气流的运动轨迹从直线被引导修正为贴合于曲面的弧线。

具体到本实施例中，空腔210被构造为圆柱形，气流从供气流路100中进入空腔210后，气流沿圆形的空腔210内壁211做闭环曲线运动以形成涡流，从而间接驱动样本液滴整体产生自旋转。

需要说明的是，空腔210的具体结构不局限于圆柱形，还可以是椭圆柱形或者其他弧线段与直线段组合形成的形状，只要具有弧线段能够引导气流做曲线运动即可。

请参阅图10，图10示出了本申请一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。涡流部200内设置有空腔210，空腔210靠近抽吸流路300的一侧设置有搅拌件230，搅拌件230在空腔210内转动以迫使空气跟随搅拌件230的转动轨迹做闭环曲线运动以形成涡流，从而间接驱动样本液滴整体产生自旋转。

具体到实施例中，搅拌件230为双轴搅拌转子，转子的两端均能够沿转动中心转动，以提高搅拌件230的搅拌效率。转子的两端为对称结构，以使得搅拌件230整体的扭矩平衡，提高搅拌件230的转动稳定性。

需要说明的是，搅拌件230的结构不局限于本申请实施例中的双轴搅拌转子，还可以是螺旋叶片搅拌器、旋转桨搅拌器等本领域常见的搅拌器，只要能够实现在空腔内搅拌形成空气涡流即可。

请参阅图11，图11示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。在其他一些实施例中，空腔210内设置有多组内壁211，多组内壁211环绕空腔210的几何中心周向设置，以在空腔210内形成多个对应的涡流区。空腔210内设置有第一内壁2111、第二内壁2112、第三内壁2113以及第四内壁2114。第一内壁2111、第二内壁2112、第三内壁2113以及第四内壁2114均的剖面线均被构造为弧线段，气流从第一内壁2111的进气管道110进入后，沿第一内壁2111形成运动轨迹，并在第一内壁2111所合围形成的第一涡流区2115内产生空气涡流，带动样本液滴的对应部分产生自旋转动实现搅拌均匀的功能。同理可得第二内壁2112、第三内壁2113以及第四内壁2114所形成的涡流区的工作原理。

由第一内壁2111、第二内壁2112、第三内壁2113以及第四内壁2114产生的空气涡流在样本液滴的不同区域上形成多个自旋转动中心，使得样本液滴在整体旋转的同时，液滴内部的各个区域还有自旋转动，以进一步提高样本液滴的搅拌效果。

可以理解，多个自旋转动中心的位置取决于第一内壁2111、第二内壁2112、第三内壁2113以及第四内壁2114形成的涡流区位置。本领域技术人员能够通过改变多组内壁211的数量、结构以及位置，以调整样本液滴上形成的自旋转动中心，调节样本液滴的搅拌状况。

请参阅图12，图12示出了本申请另一实施例中样本搅拌装置10的第一视角的剖面示意图。在其他一些实施例中，空腔210的内径从靠近样本液滴的一侧向远离样本液滴的一侧逐渐减小，使得空腔210被设置为漏斗状。空腔210内的空气涡流旋转半径自涡流口220向抽吸流路300也随空腔210的内径逐渐减小，使得空气涡流靠近样本液滴的一端能够具有较大的旋转半径以覆盖整个样本液滴，驱动其产生自旋转动。同时，空气涡流靠近抽吸流路300的一端具有较小的旋转半径以获得较高的流速，提高抽吸流路300中的真空度，以产生足够的负压为样本液滴提供旋转上升方向的动力。

涡流部200靠近样本的一侧设置有涡流口220，涡流口220用于连通涡流部200与样本液滴表面的空气。当空腔210内的空气自旋转动产生涡流的同时，样本液滴表面的空气也随之共同旋转，旋转的空气与样本液滴静止的表面产生摩擦，摩擦力作用于样本液滴从而造成样本液滴表面的涨落。当空气旋转的速度足够大时，气体对样本液滴产生的作用力使得样本液滴整体在空气的驱动下产生自旋转动。在自旋转动中，样本液滴中各处的线速度不同而产生相互挤压和流动，从而实现样本液滴中各处的组分搅拌均匀。

具体到本实施例中，涡流口220的形状优选为与圆柱形空腔210相适应的圆形开口，以使得空腔210内的空气涡流通过涡流口220能够较好地驱动样本液滴自旋转动。

涡流口220的尺寸被构造为与样本液滴的尺寸相近，以驱动样本液滴整体旋转。当涡流口220的尺寸远大于样本液滴时，样本液滴在载玻片500上运动幅度较大，容易溢出载玻片500边缘产生污染和浪费。当涡流口220尺寸远小于样本液滴时，样本液滴只有对应于涡流口220的部分区域表面能够产生自旋转动，对于样本液滴的整体搅拌程度不足，导致搅拌后的样本液滴均匀性不达标。

涡流部200远离样本的一侧与抽吸流路300相连通，抽吸流路300内产生负压用于将空腔210内的空气向远离样本液滴的一侧抽离。通过将空腔210内的空气抽离，能够防止供气流路100不断向空腔210内输入空气后产生气体堆积，堆积的气体从涡流口220向样本液滴方向扩散，导致破坏样本液滴的自旋转动。

进一步地，空腔210内的空气通过抽吸流路300向远离样本液滴的一侧流动从而在空腔210内形成特定的压强场，空腔210内靠近进气口120处具有较大的压强，空腔210内靠近抽吸流路300处具有较小的压强，由于抽吸流路300设置于远离样本液滴的一侧，从而使得空腔210内的空气涡流获得远离样本液滴方向的驱动力。在此基础上，液滴表面的空气则在压强作用下相应地朝向涡流部200方向流动，带动样本液滴整体获得朝向涡流部200方向的驱动力，从而使得样本液滴不仅在水平面内发生自旋转动，在水平面的法向方向上还获得驱动升力，以形成螺旋状的上升涡流，进一步提高搅拌效果。

样本搅拌装置10还包括抽吸件（图未示），抽吸件与抽吸流路300背离涡流部200的另一端连通。具体地，抽吸件与抽吸流路300相连通且能够在抽吸流路300内产生负压，涡流部200远离样本的一侧形成的负压，为涡流部200内的空气涡流提供上升的驱动力。

具体到本实施例中，抽吸流路300的气体流动路径与空腔210几何中心在水平面上的正投影相重合。气流从进气管道110中进入空腔210后，随着运动过程不断损失动量，导致空气涡流在水平面内的运动速度不断降低，空气涡流自空腔210内壁211向空腔210几何中心处的水平面内的运动速度呈梯度下降。而空腔210几何中心处的空气距离抽吸流路300的距离相对较短，因此受到相对较大的抽吸作用，在抽吸流路300的流动方向上具有较高的速度。此时，空腔210内的气流速度场为：靠近空腔210内壁211处的气流具有较大的水平方向上的运动速度，以产生水平方向上的漩涡；靠近空腔210几何中心处的气流具有较大的竖直方向上的运动速度，以产生竖直方向上的驱动力，使得样本液滴同时受到平面内旋转涡流的圆周力以及靠近涡流部的上升动力，产生螺旋形自转漩涡以提高搅拌效果。

请再次参阅图4，在其他一些实施例中，涡流部200包括多个沿第一方向依次间隔设置的空腔210，每个空腔210对应配置有供气流路100和抽吸流路300。其中，第一方向为承载样本液滴的载玻片500的长度方向。具体地，样本搅拌装置10在沿第一方向上设置有第一空腔2101和第二空腔2102，第一空腔2101和第二空腔2102在载玻片500上对应形成有第一搅拌区510和第二搅拌区520。在样本液滴的搅拌过程中，首先开启第一空腔2101的搅拌功能，样本液滴处于第一搅拌区510上进行搅拌。然后关闭第一空腔2101的搅拌功能，打开第二空腔2102的搅拌功能，使得样本液滴在第二空腔2102产生的负压驱动下，从第一搅拌区510向第二搅拌区520移动。从而使得样本液滴既做自旋转运动进行混匀，又在载玻片上沿既定轨迹移动，实现样本液滴的多维度定向运动，提高搅拌效果。同时，在沿既定轨迹移动时，样本液滴的自旋转运动能够防止液滴溢出载玻片边沿，避免样本液滴的质量损失。

在移动过程中，样本液滴的各处由于与第二空腔2102内的涡流区距离不相等，因此各处所受到的驱动力也不相同，从而在移动过程中改变了原有的旋转状态，提高了搅拌效果。同时，样本液滴随第一空腔2101和第二空腔2102上涡流搅拌功能的启闭沿第一方向移动，使得样本液滴逐渐铺满载片，提高载片上各处样本分布的均匀性。

请参阅图13，图13示出了本申请一实施例中样本搅拌系统的第一视角的结构示意图。本申请还提供一种样本搅拌系统，包括多个样本搅拌装置10和样本输送装置，多个样本安装于样本输送装置上，样本随着输送装置依次通过多个样本搅拌装置10进行搅拌。具体到本实施例中，样本搅拌装置10包括第一样本搅拌装置10、第二样本搅拌装置2010以及第三样本搅拌装置3010。第二样本搅拌装置2010上涡流部200的设置位置相对第一样本搅拌装置10和第三样本搅拌装置3010上涡流部200的设置位置沿第一方向不同，使得样本从第一样本搅拌装置10向第二样本搅拌装置2010和第三样本搅拌装置3010移动时，样本液滴受空气涡流带动产生的自旋转动不同，从而使得样本液滴得到更充分地混合。

需要说明的是，第一样本搅拌装置10、第二样本搅拌装置2010以及第三样本搅拌装置3010的位置不局限于本实施中所示的环状布局，还可以是直线性流水线布局，本领域技术人员能够根据实际需要调整样本搅拌装置的数量以及布局位置。

最后还需要说明的是，本申请实施例中的进气管道110、空腔210以及抽吸流路300的尺寸和特征形状，涡流口220与样本液滴表面的间隔距离，供气流路100和抽吸流路300的气体流量均会影响涡流部200内形成的空气涡流，空气涡流的形成范围、速度分布以及涡流的Pe数等表征参数则直接影响样本液滴的搅拌效果。本领域技术人员能够在现有理论推导的基础上，结合工程学和实际试验修正误差以使得产生的空气涡流能够有效地驱动样本液滴进行搅拌。

本申请提供的样本搅拌装置10的实施原理为：样本检测装置设置于样本液滴的表面距离一定距离的位置，样本检测装置内通过供气流路100提供气流，气流在涡流部200内的空腔210，依靠弧线形的内壁211和抽吸流路300提供的抽吸力形成螺旋状的空气涡流。

空气涡流中的气体分子对应于物理模型中模拟的气体微元，具有旋转的切向速度，向漩涡中心移动的径向速度以及竖直方向上的轴向速度。气体分子在静止的样本液滴表面的液体分子上运动产生摩擦，形成相互作用力，从而使得样本液滴表面的液体分子在摩擦的相互作用力下与气体分子具有相同运动趋势。具体地，样本液滴表面的液体分子运动同样被分解为旋转的切向速度，向样本液滴表面中心移动的径向速度以及竖直方向上的轴向速度。更进一步地，液滴表层的液体分子的运动与液滴下层静止的液体分子之间由于相对运动产生摩擦，从而带动样本液滴下层的液体分子产生相似的运动趋势，最终带动样本液滴整体做上升螺旋运动，在样本液滴内部形成自旋转液体涡流以进行自搅拌。从而避免现有技术中依靠搅拌器机械搅拌从而产生样本污染的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种样本搅拌装置，其特征在于，包括：

供气流路(100)；

涡流部(200)，与所述供气流路(100)连通，所述涡流部(200)被构造为能够引导气流旋转形成涡流，所述涡流部（200）设置有涡流口（220），所述涡流口（220）贴近于样本液滴，所述涡流部(200)上被构造为具有曲面内壁的空腔(210)，所述供气流路(100)与所述空腔(210)的内壁(211)相切，所述供气流路(100)包括进气管道(110) ，所述进气管道(110)的一端通过进气口（120）连通于涡流部(200)，进气管道(110)的另一端连通于外界的充气装置，所述涡流口（220）上侧形成的空气涡流带动所述涡流口（220）下侧的空气随之转动，从而带动样本液滴自旋转动；及

抽吸流路(300)，与所述涡流部(200)连通，所述抽吸流路(300)设置于所述涡流部(200)远离样本的一侧，用于在所述涡流部(200)远离样本的一侧产生负压抽吸空气使得所述涡流部(200)内空气达到动态平衡获得稳定的空气涡流，并且使得空气涡流获得向背离样本一侧的上升动力，形成漩涡状的螺旋气流，所述空腔（210）靠近抽吸流路（300）的一侧设置有搅拌件（230），所述搅拌件（230）在所述空腔(210)内转动以迫使空气跟随所述搅拌件（230）的转动轨迹做闭环曲线运动以形成涡流，从而间接驱动样本液滴整体产生自旋转；

其中，所述空腔(210)内设置有多组内壁(211)，多组内壁(211)环绕所述空腔(210)的几何中心周向设置，多组内壁(211)在所述空腔(210)内形成多个对应的涡流区，所述空腔（210）内设置有第一内壁（2111）、第二内壁（2112）、第三内壁（2113）以及第四内壁（2114），所述第一内壁（2111）、所述第二内壁（2112）、所述第三内壁（2113）以及所述第四内壁（2114）的剖面线均被构造为弧线段，气流从所述第一内壁（2111）的所述进气管道（110）进入后，沿所述第一内壁（2111）形成运动轨迹，并在所述第一内壁（2111）所合围形成的第一涡流区（2115）内产生空气涡流，带动样本液滴的对应部分产生自旋转动实现搅拌均匀的功能。

2.根据权利要求1所述的样本搅拌装置(10)，其特征在于，所述空腔(210)的内径从所述涡流口(220)向所述抽吸流路(300)逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的样本搅拌装置，其特征在于，所述涡流部(200)包括多个所述空腔(210)，多个所述空腔(210)沿第一方向依次间隔设置。

4.根据权利要求1所述的样本搅拌装置，其特征在于，所述供气流路(100)包括多个，多个所述供气流路(100)环绕所述涡流部(200)径向设置。

5.一种样本搅拌系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-4任一项所述的样本搅拌装置(10)，相邻所述样本搅拌装置(10)的涡流部(200)位置不相同。