CN117244601B - 一种液体定量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体定量装置，涉及液体抽取装置技术领域，包括密闭容器、进样通气阀、定量通气阀、导管、位置检测装置、控制器和抽样装置；导管的一端连通密闭容器，另一端连通试剂容纳腔；密闭容器上设置有进样通气口，进样通气阀控制进样通气口的启闭，导管上依次设置有回流通气口和定量检测点位，回流通气口和密闭容器之间的导管沿着回流通气口至密闭容器的方向逐渐向下延伸，定量通气阀控制回流通气口的启闭；常态下，回流通气口为闭合状态，当试剂流动至定量检测点位时并被位置检测装置检测到后控制器控制定量通气阀开启。本发明提供的方案能够精准抽取所需体积的试剂，单次定量完毕后无试剂残留导管内，确保试剂稳定，且试剂无需经过阀门。

Description

一种液体定量装置

技术领域

本发明涉及液体抽取装置技术领域，特别是涉及一种液体定量装置。

背景技术

微流控又称为微流控芯片技术，该技术可将生物、化学、医学分析过程的试剂制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几个平分厘米的芯片上，以可控流体贯穿整个系统，用以替代常规化学或生物实验室的各种功能。

在微流控检测过程中所需试剂少，需要控制特定试剂依次进入各种流道中，试剂的进入量是否准确会影响反应的成功率和精确度，微流控自动化检测是趋势，能便捷快速完成检测，同时减少人工成本。目前注入液体和定量液体主要依赖于人工操作移液枪，部分自动或半自动定量使用蠕动泵注入。

人工操作移液枪依赖人工，检测样本量增加后人工负担高。

现有定量使用蠕动泵进给，配合三通阀门等，能实现全自动或半自动化。但其精度低，且试剂易残留于阀门和管道中。而微流控所需部分试剂对储藏环境有要求（低温），试剂残留于管道中容易变质，影响试验结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体定量装置，以解决上述现有技术存在的问题，精准抽取所需体积的试剂，单次定量完毕后无试剂残留导管内，确保试剂稳定，且试剂无需经过阀门。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种液体定量装置，包括密闭容器、进样通气阀、定量通气阀、导管、位置检测装置、控制器和抽样装置；所述密闭容器中用于容纳试剂，所述导管的一端连通所述密闭容器，另一端连通试剂容纳腔；所述密闭容器上设置有进样通气口，所述进样通气阀控制进样通气口的启闭，所述导管上依次设置有回流通气口和定量检测点位，所述回流通气口和所述密闭容器之间的所述导管沿着所述回流通气口至所述密闭容器的方向逐渐向下延伸，所述定量通气阀控制所述回流通气口的启闭；常态下，所述回流通气口处于闭合状态，当所述试剂流动至所述定量检测点位时并被所述位置检测装置检测到后所述控制器控制所述定量通气阀开启。

优选的，设置有一个所述回流通气口和一个所述定量检测点位。

优选的，所述进样通气阀和所述定量通气阀均为电磁阀。

优选的，抽样装置为蠕动泵，当所述试剂容纳腔设置于芯片内时，具备两种结构；

结构一、所述蠕动泵设置于芯片和所述回流通气口之间的所述导管上；

结构二、所述导管连通所述芯片的进样口，所述蠕动泵连通所述芯片的抽样口。

优选的，所述蠕动泵和所述芯片之间还设置有安全瓶。

优选的，当所述试剂容纳腔设置于芯片内时，所述抽样装置为真空泵，所述芯片的抽样口连通所述真空泵。

优选的，所述真空泵和所述芯片之间设置有安全瓶、调压阀和通断阀。

优选的，一个密闭容器、一个进样通气阀、一个定量通气阀、一个导管、一个位置检测装置和一个芯片组成一组进样装置，具备多组所述进样装置，多组所述进样装置共用一个所述真空泵，多个所述进样装置中的所述芯片的抽样口均连通所述真空泵。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

第一、通过在导管上设置回流通气口和定量检测点位来精准的量取试剂体积。

第二、通过控制器自动控制进样通气阀、定量通气阀以及抽样装置，无需人工参与，自动化程度高。

第三、抽至芯片内的试剂无需经过阀门，进一步的提高了试剂量的精准性。

第四、单次定量取样完毕后导管内无试剂残留，导管内的试剂分为两股分别进入芯片以及回流至密闭容器内，以确保试剂稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一提供的液体定量装置的结构示意图；

图2为实施例一提供的另一种液体定量装置的结构示意图；

图3为实施例二提供的液体定量装置的结构示意图；

图4为实施例三提供的液体定量装置的结构示意图；

图5为实施例四提供的液体定量装置的结构示意图；

图6为实施例五提供的液体定量装置的结构示意图；

图中：1-密闭容器；2-进样通气阀；3-定量通气阀；4-位置检测装置；5-抽样装置；6-试剂容纳腔；7-导管；8-回流通气口；9-延伸管；10-盖体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种液体定量装置，以解决上述现有技术存在的问题，精准抽取所需体积的试剂，单次定量完毕后无试剂残留导管内，确保试剂稳定，且试剂无需经过阀门。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种液体定量装置，如图1所示，包括密闭容器1、进样通气阀2、定量通气阀3、导管7、位置检测装置4、控制器和抽样装置5；密闭容器1中用于容纳试剂，导管7的一端连通密闭容器1，另一端连通试剂容纳腔6；密闭容器1上设置有进样通气口，进样通气阀2控制进样通气口的启闭，导管7上依次设置有回流通气口8和定量检测点位，回流通气口8和密闭容器1之间的导管7沿着回流通气口8至密闭容器1的方向逐渐向下延伸，定量通气阀3控制回流通气口8的启闭；常态下，回流通气口8处于闭合状态，当试剂流动至定量检测点位时并被位置检测装置4检测到后控制器控制定量通气阀3开启。

进样通气阀2、定量通气阀3、位置检测装置4和抽样装置5均与控制器进行通信连接并进行信号传输。

本实施例中的导管7上仅设置有一个回流通气口8和一个定量检测点位，在其他实施例中，还可设置多个回流通气口8和/或多个定量检测点位，并通过搭配使用回流通气口8和定量检测点位来达到量取不同体积试剂的目的。

于一些实施例中，进样通气阀2和定量通气阀3均为电磁阀，具体的，可在进样通气口处直接设置进样通气阀2，也可在进样通气口上连通一个进样通气管，并在进样通气管上设置进样通气阀2。

设置定量通气阀3时，为了避免导管7内的试剂经过复杂的阀表面，设置一个回流通气管连通回流通气口8，并于回流通气管上设置定量通气阀3。

于一些实施例中，抽样装置5为蠕动泵，当试剂容纳腔6设置于芯片内时，蠕动泵设置于芯片和回流通气口8之间的导管7上，蠕动泵内不存在阀门结构，蠕动泵通过管道的蠕动来抽取试剂，以避免试剂经过阀结构。

于一些实施例中，位置检测装置4为光电传感器，光电传感器设置于导管7的外侧，且位于定量检测点位处，定量检测点位处的导管7由透明材料制成，且为了方便制造，优选为整根导管7为透明材质，且为刚性材质制成，例如，透明玻璃管、硬质塑料管等，以避免在抽吸时，导管7在压强差的作用下发生变形。

于一些实施例中，如图2所示，密闭容器1包括瓶体和盖体10，盖体10可拆卸盖设于瓶体上，如螺纹连接，盖体10上固定设置有进样通气阀2和定量通气阀3，盖体10上开设有进样通气口，盖体10上设置有连通瓶体内和瓶体外的过渡通道，过渡通道的外端可拆连接于导管的一端，内端可拆连接有延伸管9，延伸管9向瓶体的底部延伸。

本实施例提供的液体定量装置的使用方法如下：

不使用液体定量装置时，进样通气阀2、定量通气阀3均关闭以保证密闭容器1的密闭性。

使用时，打开进样通气阀2，使得密闭容器1连通大气，启动抽样装置5对试剂溶液进行抽吸，当试剂溶液沿着导管7上升至定量检测点位时，位置检测装置4检测到定量检测点位处的试剂并通过控制器控制定量通气阀3开启，此时，空气自回流通气口8进入并切断导管7内的试剂，回流通气口8上方导管7内的试剂由抽样装置5抽吸至芯片内，回流通气口8下方导管7内的试剂在自身重力作用下回流至密闭容器1中，控制器先后控制进样通气阀2、定量通气阀3和抽样装置5关闭，至此完成定量抽取。

使用时，还可通过调整蠕动泵的功率来调整进样速率。

本实施例提供的液体定量装置通过在导管7上设置回流通气口8和定量检测点位来精准的量取试剂体积，通过设置不同的回流通气口8到定量检测点位的距离，来实现不同体积的定量抽取。

本实施例提供的液体定量装置通过控制器自动控制进样通气阀2、定量通气阀3以及抽样装置5，无需人工参与，自动化程度高。

本实施例提供的液体定量装置抽至芯片内的试剂无需经过阀门，进一步的提高了试剂量的精准性。

本实施例提供的液体定量装置单次定量取样完毕后导管7内无液体残留，导管7内的液体分为两股分别进入芯片以及回流至密闭容器1内，以确保试剂稳定。

实施例二

本实施例提供另一种液体定量装置，如图3所示，与实施例一不同的是蠕动泵的设置位置，本实施例提供的方案中，蠕动泵设置于芯片的另一侧，芯片的抽样口连通蠕动泵，蠕动泵和芯片之间还设置有安全瓶。

实施例三

本实施例提供另一种液体定量装置，如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例提供的方案中，抽样装置5选取真空泵，芯片的抽样口连通真空泵，真空泵和芯片之间设置有安全瓶、调压阀和通断阀。

使用时，根据注入芯片所需的流速调节调压阀，通断阀关闭，真空泵启动，通过额定流量后调压阀关闭，此时安全瓶内产生负压。

开启通断阀和通气阀，定量液体从密闭容器1内抽取。

实施例四

在实施例三的基础上，如图5所示，本实施例提供另一种液体定量装置，本实施例提供的方案中，一个密闭容器1、一个进样通气阀2、一个定量通气阀3、一个导管7、一个位置检测装置4和一个芯片组成一组进样装置，具备多组进样装置，多组进样装置共用一个真空泵，多个进样装置中的芯片的抽样口均连通真空泵。

微流控芯片反应时，试剂注入时所需流速由安全瓶内气压决定。根据注入芯片所需的流速依次调节调压阀，通断阀关闭，真空泵启动，通过额定流量后调压阀关闭，此时安全瓶内产生负压。

开启通断阀和通气阀，定量液体从试剂瓶内抽取。

实施例五

在实施例三的基础上，如图6所示，本实施例提供另一种液体定量装置，本实施例提供的方案中，一个密闭容器1、一个进样通气阀2、一个定量通气阀3、一个导管7、一个位置检测装置4组成一组进样装置，多组进样装置共用一个真空泵，利用多组进样装置向一个试剂容纳腔内添加定量试剂来进行混合反应；

具体的，导管可通过多通管汇集成一路后通向芯片的一个进样口，也可在芯片上设置多个进样口来分别对应多个进样装置中的导管。

另外，还可在芯片内设置多个试剂容纳腔，一个试剂容纳腔对应于一个加样口或多个加样口，以两个试剂容纳腔、三组进样装置为例，原理如图6所示，A、B、C为三个加样口，D1和D2为两个抽样口，两种不同的溶液分别通过A、B两个进样口通入芯片内反应或混合，此时B通往另一个试剂容纳腔的通道为关闭状态；两种不同的溶液分别通过C、B两个进样口通入芯片内反应或混合，此时B通往另一个试剂容纳腔的通道为关闭状态。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种液体定量装置，其特征在于：包括密闭容器、进样通气阀、定量通气阀、导管、位置检测装置、控制器和抽样装置；所述密闭容器中用于容纳试剂，所述导管的一端连通所述密闭容器，另一端连通试剂容纳腔；所述密闭容器上设置有进样通气口，所述进样通气阀控制进样通气口的启闭，所述导管上依次设置有回流通气口和定量检测点位，所述回流通气口和所述密闭容器之间的所述导管沿着所述回流通气口至所述密闭容器的方向逐渐向下延伸，所述定量通气阀控制所述回流通气口的启闭；常态下，所述回流通气口处于闭合状态，当所述试剂流动至所述定量检测点位时并被所述位置检测装置检测到后所述控制器控制所述定量通气阀开启；抽至芯片内的试剂无需经过阀门，进一步的提高了试剂量的精准性。

2.根据权利要求1所述的液体定量装置，其特征在于：设置有一个所述回流通气口和一个所述定量检测点位。

3.根据权利要求1所述的液体定量装置，其特征在于：所述进样通气阀和所述定量通气阀均为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的液体定量装置，其特征在于：抽样装置为蠕动泵，当所述试剂容纳腔设置于芯片内时，具备以下两种结构；

结构一、所述蠕动泵设置于芯片和所述回流通气口之间的所述导管上；

结构二、所述导管连通所述芯片的进样口，所述蠕动泵连通所述芯片的抽样口。

5.根据权利要求4所述的液体定量装置，其特征在于：所述蠕动泵和所述抽样口之间还设置有安全瓶。

6.根据权利要求1所述的液体定量装置，其特征在于：当所述试剂容纳腔设置于芯片内时，所述抽样装置为真空泵，所述芯片的抽样口连通所述真空泵。

7.根据权利要求6所述的液体定量装置，其特征在于：所述真空泵和所述芯片之间设置有安全瓶、调压阀和通断阀。

8.根据权利要求7所述的液体定量装置，其特征在于：一个密闭容器、一个进样通气阀、一个定量通气阀、一个导管、一个位置检测装置和一个芯片组成一组进样装置，具备多组所述进样装置，多组所述进样装置共用一个所述真空泵，多个所述进样装置中的所述芯片的抽样口均连通所述真空泵。