CN117504762A - 流体系统及流体系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种流体系统及流体系统控制方法，流体系统包括：试剂供应装置，用于提供生化反应所需要的试剂；分液件，分液件与试剂供应装置流体连接；流体选择装置，流体选择装置与分液件流体连接；微流控芯片，流体选择装置与微流控芯片流体连接，微流控芯片与分液件流体连接；动力装置，动力装置与流体选择装置流体连接；废液收集装置，废液收集装置分别与试剂供应装置和流体选择装置连接。本申请的流体系统及流体系统控制方法，通过流体选择装置进行切换配合循环管路、第一储液管路、第二储液管路，提供让流出微流控芯片后的多种流体试剂重复参与反应的结构，流体试剂重复输送时旧试剂可不对未使用的新试剂产生污染。

Description

流体系统及流体系统控制方法

技术领域

本申请涉及微流控技术领域，尤其是涉及一种流体系统及流体系统控制方法。

背景技术

微流控芯片通常作为一种耗材被广泛应用于体外诊断仪器，通过相应的生化反应流程后，其可承载经处理的生物样本、并完成体外诊断分析流程。前述微流控芯片通过预处理，使待测样本如核酸片段可以结合到经处理的芯片表面，再通过一系列生化反应，使各样本的不同特征可以被光信号(如不同的样本特征经过荧光反应后产生不同的波长)或电信号(如不同的样本特征经过反应后产生不同的电信号)捕获。微流控芯片具有集成型微型流道，体积小等特点，现有微流控芯片主要由玻璃、硅片基底、塑料等材料粘合装配而成。

生化试剂一般以流体的形式输送到微流控芯片中，进行生化反应。

当前微流控芯片的流体系统(或称液路系统)在将多种不同的试剂等流体介质输送到微流控芯片后，通常把反应后的流体介质继续输送至废液，直至排出。这适用于试剂参与反应后不能继续使用的生化反应试剂。但对于反应后可以继续使用的试剂(如：催化剂、清洗剂、部分反应底物或有效成分未被消耗完可以继续参与反应的试剂等等)，当前流体系统不能有效利用可重复使用的这部分试剂。

一般来说，大部分可重复利用的试剂的可重复使用次数是有限的，因为其有效成分被反应消耗或被严重交叉污染或在不同流体交替输送过程中稀释、扩散。少部分试剂如催化剂的可用次数理论上存在无限的情况(因其不直接参与反应，有效成分未被消耗)，但作为流体的催化剂在多流体系统中交替输送的过程依然存在被稀释、扩散后有效成分比例下降的现象，因此在实际的应用中也应该考虑这类试剂的实际可用次数有限问题。

现有技术中提出将流出芯片后的试剂反向输送回芯片的方法，这种方法一定程度上使得试剂被重新利用。然而，这种方法也存在局限性：该方法仅适用于试剂A-B-A-B-A……诸如此类试剂往复循环类型的生化反应。而且，这种方法反向输送流体后，前端试剂源头处未被使用的试剂会被使用过的试剂或已经进入管道中的试剂污染，这导致对应试剂可重复利用的次数不可预知。

现有技术中还提出将本应输送至废液的可重复利用的试剂用装置收集起来以重复利用的方法。虽然这种方法也能起到有效利用试剂的作用，但其局限性在于：仅对试剂进行了收集，并未提出要如何对已收集的经使用的试剂如何进行自动化循环利用。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种能够实现对多种试剂可重复利用的流体系统及流体系统控制方法。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种流体系统，包括：

试剂供应装置，用于提供生化反应所需要的试剂；

分液件，所述分液件与所述试剂供应装置流体连接；

流体选择装置，所述流体选择装置通过循环管路与所述分液件流体连接；

微流控芯片，所述流体选择装置通过第一储液管路与所述微流控芯片流体连接，所述微流控芯片通过第二储液管路与所述分液件流体连接；

动力装置，所述动力装置与所述流体选择装置流体连接；

废液收集装置，所述废液收集装置分别与所述试剂供应装置和所述流体选择装置连接。

在其中一实施例中，所述流体选择装置为旋切阀，所述旋切阀通过第一切换件与所述分液件流体连接，所述旋切阀与所述微流控芯片连接，所述微流控芯片通过第二切换件与所述分液件流体连接。

在其中一实施例中，所述旋切阀包括第一连通口、第二连通口、第三连通口及第四连通口，所述第一连通口、第二连通口、第三连通口及第四连通口可选择地两两连通。

在其中一实施例中，所述试剂供应装置包括流体分配阀及与所述流体分配阀连接的至少一试剂存储装置，所述流体分配阀分别与堵塞件和所述废液收集装置连接。

在其中一实施例中，所述流体选择装置为旋切阀和第三切换件，所述旋切阀与所述流体分配阀结构相同，所述第三切换件分别与所述旋切阀、所述微流控芯片及所述废液收集装置连接。

在其中一实施例中，所述旋切阀通过第一切换件与所述分液件流体连接；和/或，所述旋切阀与所述微流控芯片连接，所述微流控芯片通过第二切换件与所述分液件流体连接。

在其中一实施例中，所述流体选择装置包括依次连接的第三切换件、第四切换件及第五切换件，所述微流控芯片通过所述第三切换件与所述废液收集装置连通，所述循环管路与所述第四切换件连通，所述动力装置通过第五切换件与所述废液收集装置连通。

在其中一实施例中，所述分液件为分液块或者所述分液件为三通接头。

在其中一实施例中，所述循环管路还连接有安全管路，所述安全管路通过截止阀与所述废液收集装置连通，所述截止阀设置为压强达到预设的压强阈值开启，以防止所述微流控芯片碎裂。

另一方面，本申请实施例提供一种前文所述的流体系统的控制方法，包括以下步骤：步骤1，将试剂供应装置中的新试剂输送至所述微流控芯片反应；以及，步骤2，将已流经所述微流控芯片的试剂重新输送至所述微流控芯片；

其中，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1，动力装置将试剂供应装置中的至少一试剂输送至所述流体分配阀；及

步骤1.2，试剂从所述流体分配阀输送至所述分液件，再通过所述分液件输送至所述第二储液管路、所述微流控芯片、所述第一储液管路、所述流体选择装置及所述动力装置；

其中，所述步骤2包括以下步骤：

当所述流体分配阀与所述堵塞件连通、所述微流控芯片通过所述流体选择装置与所述废液收集装置连通、所述动力装置与所述循环管路连通时：所述动力装置将流经所述微流控芯片的试剂通过所述流体选择装置依次流经所述循环管路、所述分液件、所述第二储液管路，输送至所述微流控芯片，再经过所述第一储液管路、所述流体选择装置排出至所述废液收集装置；

或者，当所述流体分配阀与所述废液收集装置连通、所述微流控芯片通过流体选择装置与所述动力装置连通时，所述动力装置将流经所述微流控芯片的试剂流经所述流体选择装置、所述第一储液管路，输送至所述微流控芯片，再通过所述第二储液管路、所述分液件、所述流体分配阀，排出到所述废液收集装置。

在其中一实施例中，所述步骤2包括以下步骤：

当所述流体分配阀与所述废液收集装置连通、所述动力装置与所述循环管路连通时，控制所述动力装置将流经所述微流控芯片的试剂通过所述流体选择装置进入所述循环管路并暂存在所述循环管路中。

本申请的流体系统及流体系统控制方法至少具有以下有益效果：本申请的流体系统及流体系统控制方法，采用试剂供应装置、分流件及与分流件连接的流体选择装置，试剂供应装置除了分配多个流体管道中试剂外还连接堵塞件、废液桶，通过流体选择装置进行切换配合循环管路、第一储液管路、第二储液管路，提供让流出微流控芯片后的多种流体试剂重复参与反应的结构，流体试剂重复输送时旧试剂可不对未使用的新试剂产生污染。

附图说明

图1为本申请第一实施例的流体系统的结构示意图；

图2为旋切阀在第一状态下的连通关系示意图；

图3为旋切阀在第二状态下的连通关系示意图；

图4为旋切阀在第三状态下的连通关系示意图；

图5为本申请一实施例的流体系统在旋切阀第一状态下的结构示意图；

图6为本申请一实施例的流体系统在旋切阀第二状态下的结构示意图；

图7为本申请一实施例的流体系统在旋切阀第三状态下的结构示意图；

图8为本申请第二实施例的流体系统的结构示意图；

图9为本申请第三实施例的流体系统的结构示意图；

图10为本申请第四实施例的流体系统的结构示意图；

图11为本申请第五实施例的流体系统的结构示意图；

图12为本申请第六实施例的流体系统的结构示意图；

图13为本申请第七实施例的流体系统的结构示意图；

图14为本申请第八实施例的流体系统的结构示意图；

图15为本申请第九实施例的流体系统的结构示意图。

图中各元件标号如下：

分液块SL；

旋切阀RV1(其中，第一连通口11、第二连通口12、第三连通口13、第四连通口14)；

流体分配阀RV2；

第一流体管道T1、第二流体管道T2、第三流体管道T3、第n流体管道Tn；

第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2；

微流控芯片MC；

第一三通阀SV3、第二三通阀SV4、第三三通阀SV5；

注射泵SP、废液桶WT、堵头PL；

截止阀CV；

三通接头TJ；

循环管路L、第一储液管路S1、第二储液管路S2、第一废液管路W1、第二废液管路W2、第三废液管路W3。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的流体系统包括试剂供应装置、分液件、流体选择装置、微流控芯片、动力装置及废液收集装置。其中，试剂供应装置用于提供生化反应所需要的试剂，分液件与试剂供应装置流体连接，流体选择装置通过循环管路与分液件流体连接，微流控芯片分别通过第一储液管路与流体选择装置流体连接、通过第二储液管路与分液件流体连接，动力装置与流体选择装置流体连接，废液收集装置分别与试剂供应装置、流体选择装置流体连接。本申请的流体系统提供了让流出微流控芯片后的多种试剂重复参与反应的硬件条件，本申请的流体系统控制方法提供了应用于前述系统的试剂重复利用的具体控制方法。

请参阅图1，本申请第一实施例的试剂可反复利用的流体系统如图所示，流体系统包括试剂供应装置、分液件、流体选择装置、第一切换件、第二切换件、微流控芯片MC、动力装置及废液收集装置。其中，流体选择装置为旋切阀RV1，试剂供应装置采用流体分配阀RV2，分液件为分液块SL，动力装置为注射泵SP，废液收集装置为废液桶WT。

旋切阀RV1通过循环管路L与分液件SL流体连接，循环管路L上设有第一切换件，即，旋切阀RV1通过第一切换件与分液件SL流体连接。图示实施例中，第一切换件为第一电磁阀SV1。

旋切阀RV1通过第一储液管路S1与微流控芯片MC连接，微流控芯片MC通过第二储液管路S2与分液件SL流体连接，第二储液管路S2上设有第二切换件，即，微流控芯片MC通过第二切换件与分液件SL流体连接。图示实施例中，第二切换件为第二电磁阀SV2。

试剂供应装置包括流体分配阀RV2及与流体分配阀RV2连接的至少一试剂存储装置，流体分配阀RV2分别与堵塞件PL和废液桶WT连通。以图中n个试剂存储装置通过n条流体管道与流体分配阀RV2连通为例，流体分配阀RV2可选择第一流体管道T1、第二流体管道T2、第三流体管道T3、第n流体管道Tn，将对应的试剂存储装置中的流体输送至分液块SL。流体分配阀RV2用于选择性分配不同流体管道中的流体，通过流体分配阀RV2的流道切换可以与流体管道(第一流体管道T1、第二流体管道T2、第三流体管道T3、……、第n流体管道Tn)、堵塞件PL或废液桶WT连通。需要说明的是，此处的第一流体管道T1、第二流体管道T2、第三流体管道T3、……、第n流体管道Tn仅为方便理解而给出的有限数量，流体管道作为承载不同试剂存储装置中的流体输送功能的器部件，理论上可以通过增加阀组而无上限地扩充，不同规格、数量、形状的管道都可以接入上述流体系统中。

分液块SL作为将经来自流体分配阀RV2的试剂分为两路：其中一路通过循环管路经由第一电磁阀SV1至旋切阀RV1；另一路通过第二储液管路、第一储液管路经由第二电磁阀SV2、微流控芯片MC至旋切阀RV11。分液块SL用于连接流体分配阀RV2与第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2，在流体系统中对流体起分流或循环作用。

第一电磁阀SV1用于控制循环管路的打开或关闭。

第二电磁阀SV2用于控制第一储液管路S1、第二储液管路S2和微流控芯片MC形成的储液管路的打开或关闭。

微流控芯片MC作为待检测样本的承载基底，其内部具有芯片流道，流体可通过动力源进出芯片流道。

流体分配阀RV2还分别连通至堵头PL及经由第二废液管路W2连通至废液桶WT。堵头PL用于将流体分配阀RV2的一端封堵，辅助实现直接循环输送流体。

注射泵SP用于提供流体系统中流体流动、输送所需的动力源。注射泵SP具有储液功能，可将试剂暂存后再输送出去。可以理解地，动力装置除提供流体动力外还需具有储液功能，可以是注射泵，还可以是柱塞泵，或者是带储液腔体的蠕动泵或隔膜泵。

废液桶WT分别通过第一废液管路W1、第二废液管路W2与旋切阀RV1、流体分配阀RV2流体连接。

请结合参阅图2、图3、图4，旋切阀RV1作为流体选择装置，具有4个连通口、3种状态，实现可在第一状态、第二状态、第三状态间切换。旋切阀RV1包括第一连通口11、第二连通口12、第三连通口13及第四连通口14，第一连通口12、第二连通口12、第三连通口13及第四连通口14可选择性地两两连通。具体地，如图2中所示，旋切阀RV1在第一状态下时，第一连通口11与第二连通口12之间连通，第三连通口13与第四连通口14之间连通；如图3中所示，旋切阀RV1在第二状态下时，第一连通口11与第三连通口13之间连通，第二连通口12与第四连通口14之间连通；如图4中所示，旋切阀RV1在第三状态下时，第一连通口11与第四连通口14之间连通，第二连通口12与第三连通口13之间连通。

当上述旋切阀RV1应用于流体系统时，第一连通口11通过第二废液管路W2连通至废液桶WT，第二连通口12通过循环管路L经由第一电磁阀SV1与流体分配阀RV2连通；第三连通口13连通至注射泵SP；第四连通口14通过第一储液管路S1连通至微流控芯片MC。

以下将结合图5至图7，对本申请的流体系统控制方法的流体输送原理进行详细说明。

请参阅图5，当需要输送流体到微流控芯片MC时，流体分配阀RV2选择某一流体管道(如第二流体管道T2)将对应的试剂与所选的流体管道连通，第一电磁阀SV1保持关闭状态、第二电磁阀SV2保持打开状态，使第二储液管路S2与分液件SL连通。旋切阀RV1旋转切换至第一状态，选择微流控芯片MC、第一储液管路S1与注射泵SP连通。此时，注射泵SP提供输送流体的动力源，将流体依次从流体分配阀RV2、分液件SL、第二电磁阀SV2、第二储液管路S2输送至微流控芯片MC。注射泵SP将流体输送到微流控芯片MC后，流出微流控芯片MC的流体将通过第一储液管路S1、旋切阀RV1进入注射泵SP。

请参阅图6，当需要输送流体到废液桶WT时，注射泵SP吸液至满量程后，旋切阀RV1旋转切换至第二状态，注射泵SP分配至与第一废液管路W1、废液桶WT连通，再将注射泵SP内流体排出至废液桶WT。

流体输送到微流控芯片MC后流出微流控芯片MC，最终会进入至注射泵SP中存储，如图5中所示。

若注射泵SP中的流体如果无法循环利用，则如图6中所示进入废液桶WT中最终作为废液处理。

若某一流体(试剂)可以重复利用，需要被再次输送到微流控芯片MC，则将旋切阀RV1变更至如图7中所示的第三状态，将流体分配阀RV2切换至堵头PL，第一电磁阀SV1切换至打开状态。此时，注射泵SP与旋切阀RV1、循环管路L、第一电磁阀SV1、分液件SL、第二电磁阀SV2、第二储液管路S2、微流控芯片MC、第一储液管路S1、旋切阀RV1、第一废液管路W1连通，流体依次地流经上述器部件，循环输送回微流控芯片MC后，最终流向废液桶WT。

在一些实施例中，将旋切阀RV1保持在第三状态，第二电磁阀SV2切换至关闭状态，如图7所示，流体分配阀RV2切换至通过第二废液管路W2连通废液桶WT，也可以实现将注射泵SP或循环管路L、第一电磁阀SV1、分液件SL中的流体输送到废液桶WT的功能。

在一些实施例中，将旋切阀RV1保持在第一状态，如图5所示，流体分配阀RV2切换至第二废液管路W2，也可以实现将注射泵SP或第一储液管路S1、微流控芯片MC、第二储液管路S2、第二电磁阀SV2、分液件SL中的流体输送到废液桶WT的功能。需要说明的是，这种方法使微流控芯片MC处于正压动力源，仅能用较小的流量使流体流经微流控芯片MC，且微流控芯片MC有被因下游流路堵塞导致爆裂的风险。

在本申请的流体系统及流体系统控制方法中，第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2在流体系统中起到阻断的作用。

如图5中所示，如果没有第一电磁阀SV1，则注射泵SP通过分液件SL与循环管路L、第一废液管路W1连通，注射泵SP吸液时会将废液吸至管路，第一电磁阀SV1在此起到阻断作用。

如图7中所示，如果没有第二电磁阀SV2，则注射泵SP通过分液件SL与第二储液管路S2、微流控芯片MC、第一储液管路S1、第一废液管路W1、第二废液管路W2连通，执行推废液动作时会将废液部分地推至微流控芯片MC，第二电磁阀SV2在此起到阻断作用。

此外，第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2还起到杜绝管路中不同试剂间扩散、稀释的作用。例如，当第一循环管路L1中的流体为试剂A时，注射泵SP输送试剂B进入微流控芯片MC中，若无第一电磁阀SV1处于关闭状态，循环管路L中的试剂A将和第一储液管路S1中输送的试剂B接触；第二电磁阀SV2亦是同理。

第一电磁阀SV1设置为常闭两通电磁阀，其原因在于，循环管路L的使用频率较低，为了减少电磁阀的开关次数故设计为常闭。

第二电磁阀SV2设置为常开两通电磁阀，其原因在于，连通微流控芯片MC的第一储液管路S1、第二储液管路S2使用频率较高，为了减少电磁阀的开关次数故设计为常开。

在一些实施例中，可以用夹管阀或其它可以阻断流路的阀或装置替代第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2。

在一些需要大流量流体输送的应用场景，上述流体系统及流体系统控制方法在循环输送试剂时，有使微流控芯片破裂的风险。一般情况下，对于微流控芯片输送试剂以支撑生化反应的一般流程不需要大流量的流体输送。特殊地，在一些应用如清洗管道、清空管道(将管道中液体排出使得管道中仅剩余空气)等应用场景中，大流量的流体输送会使前述过程达到更好的效果。

对于前文所述的需大流量输送但使芯片有破裂风险的应用场景，本申请第二实施例的流体系统如图8中所示，循环管路上还连接有安全管路，安全管路通过截止阀CV与废液收集装置连通，截止阀CV设置为压强达到预设的压强阈值时开启，以防止所述微流控芯片MC碎裂。具体地，在循环管路L上通过三通加入安全管路，安全管路上设置有截止阀CV。截止阀CV的开启条件需要上游压强达到某一预设压强阈值P1才可被开启。压强阈值P1可定义为微流控芯片MC的碎裂压强，即当该点压强为大于等于压强阈值P1时，微流控芯片处的压强有使微流控芯片MC破裂的风险。当截止阀CV处压强大于等于压强阈值P1时，截止阀CV开启，流体将从截止阀CV直接流入至废液桶WT，微流控芯片MC处的压强无法到达碎裂压强，从而降低大流量流体输送情况下微流控芯片MC的破裂风险。

需指出的是，本申请的流体系统中流体选择装置、试剂供应装置中的流体分配阀RV2可以用多阀组实现分配阀功能。

如图9所示的第三实施例中，流体选择装置采用普通结构的旋切阀和第三切换件实现，第三切换件分别与旋切阀RV1、微流控芯片MC及废液收集装置连接。其中，第三切换件为第一三通阀SV3。图9中所示的旋切阀RV1与流体分配阀RV2结构相同。旋切阀RV1的公共端与注射泵SP连通，旋切口分别与第一废液管路W1、循环管路L、第三储液管路S3连通。第一三通阀SV3设置在微流控芯片MC与旋切阀RV1之间，分别连接第一储液管路S1、第三储液管路S3、第三废液管路W3，第三储液管路S3与旋切阀RV1连通，第三废液管路W3与废液桶WT连通。

当试剂需要重复输送至微流控芯片MC时，有两种方法：注射泵SP、旋切阀RV1、第三储液管路S3、第一储液管路S1、微流控芯片MC、第二储液管路S2、第二电磁阀SV2、分液块SL、流体分配阀RV2、第二废液管路W2连通，注射泵SP将试剂推回微流控芯片MC再经由第二废液管路W2推至废液桶WT；注射泵SP、循环管路L、分液块SL、第二电磁阀SV2、第二储液管路S2、微流控芯片MC、第一储液管路S1、第一三通阀SV3、第三废液管路W3连通，注射泵SP将试剂推回微流控芯片MC再经由第三废液管路W3由推至废液桶WT。

进一步地需要说明的，在图9所示的第三实施例中，由于第三废液管路W3内径应用上可以相对地大，因为这一段管路容积不导致试剂浪费，而微流控芯片MC至第三废液管路W3只有第一储液管路S1和第一三通阀SV3这一段内径应较小的管路，微流控芯片MC处于较下游位置，该位置压强较小；相对地，虽然第二废液管路W2也可以设置较大的内径，但微流控芯片MC距离第二废液管路W2还间隔有第二储液S2、第二电磁阀SV2、分液块SL、流体分配阀RV2等器部件，微流控芯片MC处于较上游位置，压强较大。因此，理论上，前述试剂需要重复输送至微流控芯片MC的第二种方法能提供更快的试剂输送速度、微流控芯片因压强过大而破裂的风险更小。

在一些不考虑试剂(不同的试剂间或已经使用和未经使用的同种试剂间)扩散、稀释效应的应用场景(如：反复输送同一种试剂，且试剂可重复利用次数多，污染或稀释效应对试剂性能影响小的情况)，循环管路L上的第一电磁阀SV1、第二储液管路S2上的第二电磁阀SV2可取消，循环管路L、第二储液管路S2直接于分液块SL连接。在如图10所示的第四实施例中，取消了图9所示的第三实施例的流体系统中的第一电磁阀SV1和第二电磁阀SV2，通过在使用第一三通阀SV3与普通结构的旋切阀RV1组合的方式实现流体选择装置的功能。

在一些实施例中，如图11中的第五实施例、图12中的第六实施例所示，取消了图9所示的第三实施例的流体系统中的循环管路L上的第一电磁阀SV1或第二储液管路S2上的第二电磁阀SV2其中之一，采用第一三通阀SV3与普通结构的旋切阀RV1组合的方式实现流体选择装置的功能。

在图9、图11、图12所示的实施例中，流体选择装置通过第一切换件与分液件流体连接；和/或，流体选择装置与微流控芯片连接，微流控芯片通过第二切换件与分液件流体连接。

在一些实施例中，如图13中的第七实施例所示，取消了图9所示的第三实施例的流体系统中的第二储液管路S2上的第二电磁阀SV2、循环管路L上的第一电磁阀SV1及流体选择装置中的第一三通阀SV3，仅使用普通结构的旋切阀RV1，也能实现流体输送。

在一些实施例中，流体系统可采用多个切换件——第三切换件、第四切换件、第五切换件组合作为流体选择装置。如图14中的第八实施例所示，第三切换件、第四切换件、第五切换件分别为第一三通阀SV3、第二三通阀SV4、第三三通阀SV5。即，流体选择装置包括依次连接的第一三通阀SV3、第二三通阀SV4及第三三通阀SV5，微流控芯片MC通过所述第三三通阀SV3与废液收集装置连通，循环管路L与第四三通阀SV4连通，所述动力装置通过第五切换件SV5与所述废液收集装置连通。其中，第一三通阀SV3分别与第一储液管路S1、第三储液管路S3、第三废液管路W3连通；第二三通阀SV4分别与第三储液管路S3、循环管路L、第四储液管路S4连通；第三三通阀SV5分别与第四储液管路S4、第一废液管路W1、注射泵SP连通。第三废液管路W3与废液桶WT连通。

在一些实施例中，流体系统可采用三通接头替代分液块SL作为分液件，三通接头分别连通试剂供应装置、第一切换件、第二切换件。如图15中第九实施例所示，三通接头TJ分别连通流体分配阀RV2、第一电磁阀SV1、第二电磁阀SV2。

基于上述流体系统，本申请的流体系统控制方法，包括：步骤1，将试剂供应装置中的新试剂输送至微流控芯片反应；步骤2，将已流经微流控芯片的试剂重新输送至微流控芯片。

具体地，步骤1进一步包括以下步骤：

步骤1.1，控制动力装置将试剂供应装置中的至少一试剂输送至流体分配阀RV2；

步骤1.2，试剂从流体分配阀RV2输送至分液件、第二储液管路S2、微流控芯片MC、第一储液管路S1、流体选择装置、动力装置。

通过步骤1，试剂供应装置中的某一新试剂可输送至微流控芯片MC进行反应。

步骤2进一步包括以下步骤：

步骤2.1，当流体分配阀与废液收集装置连通、动力装置与循环管路L连通时，控制动力装置将流经微流控芯片MC的试剂通过流体选择装置进入循环管路L并暂存在循环管路L中；

步骤2.2，当流体分配阀与堵塞件连通、微流控芯片MC通过流体选择装置与废液收集装置连通、动力装置与循环管路L连通时，控制动力装置将流经微流控芯片MC的试剂通过流体选择装置依次流经循环管路L、分液件、第二储液管路S2，输送至微流控芯片MC，再经过第一储液管路S1、流体选择装置排出至废液收集装置。

或者，步骤2进一步包括以下步骤：

步骤2.1，当流体分配阀与废液收集装置连通、动力装置与循环管路L连通时，控制动力装置将流经微流控芯片MC的试剂通过流体选择装置进入循环管路L并暂存在循环管路L中；

步骤2.3，当流体分配阀与废液收集装置连通、微流控芯片MC通过流体选择装置与动力装置连通时，控制动力装置将流经微流控芯片MC的试剂流经流体选择装置、第一储液管路S1，输送至微流控芯片MC，再通过第二储液管路S2、分液件、流体分配阀RV2，排出到废液收集装置。

上述步骤2.1中，将动力装置中的试剂填充至循环管路L，不流经微流控芯片MC，进行试剂填充以为下一次需要用到此试剂时做准备。例如，反应过的试剂A可到循环管路中暂存，此时试剂B可以按照步骤1进入微流控芯片MC中反应；当试剂B反应完之后，需要再次使用试剂A时，即可以将暂存在循环管路L中试剂A经过流体选择装置依次流经循环管路L、分流件、第二储液管路S2，输送至微流控芯片MC。

本申请的流体系统，采用试剂供应装置、分流件及与分流件连接的流体选择装置，试剂供应装置除了分配多个流体管道中试剂外还连接堵塞件、废液桶，通过流体选择装置进行切换配合循环管路、第一储液管路、第二储液管路，提供让流出微流控芯片后的多种流体试剂重复参与反应的结构，流体试剂重复输送时旧试剂可不对未使用的新试剂产生污染。本申请还提供流体系统控制方法。

需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种流体系统，其特征在于，包括：

试剂供应装置，用于提供生化反应所需要的试剂；

分液件，所述分液件与所述试剂供应装置流体连接；

流体选择装置，所述流体选择装置通过循环管路(L)与所述分液件流体连接；

微流控芯片(MC)，所述流体选择装置通过第一储液管路(S1)与所述微流控芯片(MC)流体连接，所述微流控芯片(MC)通过第二储液管路(S2)与所述分液件流体连接；

动力装置，所述动力装置与所述流体选择装置流体连接；

废液收集装置，所述废液收集装置分别与所述试剂供应装置和所述流体选择装置连接。

2.根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于：所述流体选择装置为旋切阀(RV1)，所述旋切阀(RV1)通过第一切换件与所述分液件流体连接，所述旋切阀(RV1)与所述微流控芯片(MC)连接，所述微流控芯片(MC)通过第二切换件与所述分液件流体连接。

3.根据权利要求2所述的流体系统，其特征在于：所述旋切阀(RV1)包括第一连通口(11)、第二连通口(12)、第三连通口(13)及第四连通口(14)，所述第一连通口(11)、第二连通口(12)、第三连通口(13)及第四连通口(14)可选择地两两连通。

4.根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于：所述试剂供应装置包括流体分配阀(RV2)及与所述流体分配阀(RV2)连接的至少一试剂存储装置，所述流体分配阀(RV2)分别与堵塞件和所述废液收集装置连接。

5.根据权利要求4所述的流体系统，其特征在于：所述流体选择装置为旋切阀(RV1)和第三切换件，所述旋切阀(RV1)与所述流体分配阀(RV2)结构相同，所述第三切换件分别与所述旋切阀(RV1)、所述微流控芯片(MC)及所述废液收集装置连接。

6.根据权利要求5所述的流体系统，其特征在于：所述旋切阀(RV1)通过第一切换件与所述分液件流体连接；和/或，所述旋切阀(RV1)与所述微流控芯片(MC)连接，所述微流控芯片(MC)通过第二切换件与所述分液件流体连接。

7.根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于：所述流体选择装置包括依次连接的第三切换件、第四切换件及第五切换件，所述微流控芯片(MC)通过所述第三切换件与所述废液收集装置连通，所述循环管路(L)与所述第四切换件连通，所述动力装置通过第五切换件与所述废液收集装置连通。

8.根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于：所述分液件为分液块(SL)或者所述分液件为三通接头(TJ)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的流体系统，其特征在于：所述循环管路(L)还连接有安全管路，所述安全管路通过截止阀(CV)与所述废液收集装置连通，所述截止阀(CV)设置为压强达到预设的压强阈值(P1)开启，以防止所述微流控芯片(MC)碎裂。

10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的流体系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将试剂供应装置中的新试剂输送至所述微流控芯片(MC)反应；以及，步骤2，将已流经所述微流控芯片(MC)的试剂重新输送至所述微流控芯片(MC)；

其中，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1，动力装置将试剂供应装置中的至少一试剂输送至所述流体分配阀(RV2)；及

步骤1.2，试剂从所述流体分配阀(RV2)输送至所述分液件，再通过所述分液件输送至所述第二储液管路(S2)、所述微流控芯片(MC)、所述第一储液管路(S1)、所述流体选择装置及所述动力装置；

其中，所述步骤2包括以下步骤：

当所述流体分配阀与所述堵塞件连通、所述微流控芯片(MC)通过所述流体选择装置与所述废液收集装置连通、所述动力装置与所述循环管路连通时：所述动力装置将流经所述微流控芯片(MC)的试剂通过所述流体选择装置依次流经所述循环管路(L)、所述分液件、所述第二储液管路(S2)，输送至所述微流控芯片(MC)，再经过所述第一储液管路(S1)、所述流体选择装置排出至所述废液收集装置；

或者，当所述流体分配阀与所述废液收集装置连通、所述微流控芯片(MC)通过流体选择装置与所述动力装置连通时，所述动力装置将流经所述微流控芯片(MC)的试剂流经所述流体选择装置、所述第一储液管路(S1)，输送至所述微流控芯片(MC)，再通过所述第二储液管路(S2)、所述分液件、所述流体分配阀(RV2)，排出到所述废液收集装置。

11.根据权利要求10所述的流体系统的控制方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

当所述流体分配阀与所述废液收集装置连通、所述动力装置与所述循环管路(L)连通时，控制所述动力装置将流经所述微流控芯片(MC)的试剂通过所述流体选择装置进入所述循环管路(L)并暂存在所述循环管路(L)中。