CN202794193U - 自动移液装置及多样品制备工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动移液装置及多样品制备工作站，属于实验室分析自动化技术领域。该装置包括药液瓶、定量移液器和加液头；药液瓶下部具有出液口；定量移液器包括移液管，移液管靠近上端处和靠近下端处周向分别设有上端液面传感器和下端液面传感器；移液管下端经移液管路与药液瓶的出液口连通，还经加液管路与加液头连通；移液管路、加液管路分别装有移液电磁阀和加液电磁阀。该工作站含有至少两套前述自动移液装置，各自动移液装置共用同一个加液头，还包括控制系统和三维工作平台。本实用新型可将分析人员从日常大量重复的人工操作中解脱出来，降低工作量和劳动强度，有利于提高工作效率。

Description

自动移液装置及多样品制备工作站

技术领域

本实用新型涉及一种自动移液装置，以及采用该装置的多样品制备工作站，属于实验室分析自动化技术领域。 

背景技术

实验室自动化系统（labora tory automation systems，简称LAS）是当今技术研发的热点，其设备市场发展迅猛，每年以两位数增长。据统计，中国目前只占全球实验室自动化市场份额的3％，但发展较快，年增长率超过了10％。我国社会经济发展速度快，各行业实验室要求分析的样品数量多、速度快、精度高，分析自动化需求旺盛；同时现代分析检测技术、机器人技术、计算机技术、网络技术的高速发展也推进了LAS的发展和更广泛应用。 

一个典型的样品分析过程，一般有四个步骤：样品采集、样品制备（预处理）、样品测量、结果计算和数据分析。实验室分析自动化涵盖范围很广，一步完成全程自动化并不现实，LAS一般都是分阶段、分步实现的。样品制备过程是正常分析过程中劳动力最密集的一步，在分步实现LAS过程中，样品制备过程自动化是重要环节。样品制备包含较多内容，而移液加液是其最基本的功能操作。移液加液操作实现从一个容器中吸取一定量的液体，转移到另一个容器中。在实现多样品制备、移液加液操作过程中，精确定量移出溶液的容积和在空间位置中准确地定位，将药液加置到样品容器中是二项关键技术。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种自动移液装置，能将所需溶液精确定量移至目标样品容器，降低工作人员劳动强度。 

本实用新型进一步目的在于：提供一种采用上述装置的多样品制备工作站，每次运行时可依次向数十至数百个样品容器移入所需溶液，并保证精确 定量。 

为了达到以上目的，本实用新型的技术方案如下： 

自动移液装置，包括药液瓶、定量移液器和加液头；所述药液瓶下部具有出液口；所述定量移液器包括移液管，所述移液管靠近上端处和靠近下端处周向分别设有信号输出端与控制系统连接的上端液面传感器和下端液面传感器，所述上端液面传感器位于移液管的定量标线处；所述移液管下端经移液管路与药液瓶的出液口连通，所述移液管下端还经加液管路与加液头连通；所述移液管路、加液管路分别装有受控端与控制系统连接的移液电磁阀和加液电磁阀；所述药液瓶、定量移液器和加液头所处高度依次降低，并且/或者所述定量移液器的移液管上端连有受控端与控制系统连接的吸气吹气装置。 

进一步的完善是：所述移液管中部膨大、上下两端分别具有细于中部的瓶颈，所述上端瓶颈在移液管内部沿轴向朝下端瓶颈延伸出内管，所述内管周向密封设有与移液管内壁密封接触的滑块，所述滑块与内管、移液管分别构成纵向移动副。 

上述装置可将分析人员从日常大量重复的人工操作中解脱出来，降低工作量和劳动强度，有利于提高工作效率，同时可减少分析人员接触有毒溶液或污染溶液的机会，降低分析人员受到毒害的几率。 

为了达到上述进一步目的，本实用新型的技术方案如下： 

多样品制备工作站，含有至少两套如前所述的自动移液装置，所述各自动移液装置共用同一个加液头。 

进一步的完善是：还包括控制系统和三维工作平台，所述三维工作平台包括台面和三维驱动装置，所述三维驱动装置输出端设有受控端与控制系统连接的机械手，所述自动移液装置的加液头安置于该机械手上；所述台面安置有用以固定样品容器的多孔平板。 

上述工作站可在控制系统控制下，通过三维驱动装置使加液头到达预定位置，对相应的样品容器加液，实现全自动定量移液加液操作。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。 

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。 

图3为图2实施例三维工作平台与自动移液装置的组装示意图。 

具体实施方式

实施例1 

本实施例的自动移液装置如图1所示，包括所处高度依次降低的药液瓶1、定量移液器和加液头3；药液瓶1上部具有加液口1-1，下部具有出液口1-2；定量移液器包括胖肚型移液管2-1，移液管2-1中部膨大、上下两端分别具有细于中部的瓶颈2-2和2-3，上端瓶颈2-2在移液管2-1内部沿轴向朝下端瓶颈2-3延伸出内管2-4，内管2-4周向密封设有与移液管2-1内壁密封接触的滑块2-5，滑块2-5与内管2-4、移液管2-1分别构成纵向移动副；移液管2-1中部顶端开有通孔（图中未示），其内安置有与滑块2-5固连的升降调节杆2-9；上端瓶颈2-2和下端瓶颈2-3周向分别设有信号输出端与控制系统连接的上端液面传感器2-6和下端液面传感器2-7，上端液面传感器2-6位于上端瓶颈2-2的定量标线处；上端瓶颈2-2与外界相通，下端瓶颈2-3与三通管2-8第一接口连通；三通管2-8第二接口经移液管路4与药液瓶出液口1-2连通，三通管2-9第三接口经加液管路5与加液头3连通；移液管路4、加液管路5分别装有受控端与控制系统连接的移液电磁阀6-1和加液电磁阀6-2。 

初始状态下，控制系统关闭移液电磁阀6-1和加液电磁阀6-2；使用时，先根据预定移液体积调节滑块2-5位置，然后控制系统打开移液电磁阀6-1，药液瓶1内的溶液在重力作用下经移液管路4流入定量移液器的移液管2-1，当移液管2-1内液面升至上端液面传感器2-6时，控制系统关闭移液电磁阀6-1；接着，当加液头3对准目标容器时，控制系统打开加液电磁阀6-2，定量移液器内的溶液在重力作用下依次经加液管路5、加液头3加至目标容器内， 当移液管2-1内液面下降至下端液面传感器2-7时，控制系统关闭加液电磁阀6-2，回到初始状态，完成一次自动定量移液加液过程。 

本实施例装置的定量移液器利用了化学分析常用的胖肚吸管定量原理，定量精度可精确到0.01ml，溶液体积可通过调节滑块任意设定，既可为整数值也可以非整数值；本实施例装置巧妙地利用高度差来实现无需外加动力的自动加液，仅需控制相应电磁阀的开闭即可，结构简单紧凑，使用方便；本实施例装置可将分析人员从日常大量重复的人工操作中解脱出来，降低工作量和劳动强度，有利于提高工作效率，同时可减少分析人员接触有毒溶液或污染溶液的机会，降低分析人员受到毒害的几率。 

需要指出的是，本实施例装置也可在定量移液器的上端瓶颈2-2处加装受控端与控制系统连接的吸气吹气装置，吸气时可将溶液吸入移液管2-1，吹气时可将溶液吹出移液管2-1，此时药液瓶、定量移液器和加液头可按除高度依次降低以外的其它形式放置。 

实施例2 

本实施例采用至少两套实施例1自动移液装置7的多样品制备工作站如图2所示，各自动移液装置7共用同一个加液头3。由于采用了实施例1自动移液装置，本实施例工作站可将分析人员从日常大量重复的人工操作中解脱出来，降低工作量和劳动强度，有利于提高工作效率。 

本实施例工作站还包括控制系统8和三维工作平台9，三维工作平台9包括台面和三维驱动装置，三维驱动装置输出端设有受控端与控制系统8连接的机械手9-1，自动移液装置7的加液头3安置于该机械手9-1上；台面安置有用以固定样品容器（锥形瓶或试管）的多孔平板，三维驱动装置可在由相互垂直的X、Y、Z三轴界定的三维空间内驱动机械手移动，能使加液头3对准目标容器。 

各自动移液装置7的上端液面传感器2-6和下端液面传感器2-7的信号输出端、移液电磁阀6-1和加液电磁阀6-2的受控端分别与控制系统8连接； 当自动移液装置7包括吸气吹气装置时，吸气吹气装置的受控端与控制系统8连接。 

本实施例采用的三维驱动装置中，X、Y、Z轴运动由4头丝杆驱动，丝杆螺距为2mm，步进电机带动丝杆，步进电机步距角1.8°/脉冲，通过驱动器细分输出脉冲数控制步进电机运动；当设定驱动器细分数为4时，位置控制精度即可达到0.01mm，在控制系统的控制下可将加液头精准定位到样品容器加液口。 

本实施例采用的多孔平板分为二种规格，一种是可以放置30个250mL锥形瓶的30孔平板支架，一种是可放置208个50mL玻璃试管的208孔平板支架，也可以定制其他规格的样品容器平板支架。 

本实施例控制系统包括处理器PLC和与PLC通信连接的触摸型显示屏，在触摸型显示屏的菜单中可以根据多孔平板XY轴放置样品容器的数量、位置设定预定位置，PLC根据设定信息，通过三维驱动装置驱动加液头在预定位置准确加液。 

本实施例工作站可在控制系统控制下，通过三维驱动装置使加液头到达预定位置，对相应的样品容器加液，实现全自动定量移液加液操作；本实施例工作站应用灵活，可适应各种条件的操作，可用于烧瓶、试管等不同样品容器，可对整板、单孔、一排、一列、甚至任意放置的样品容器进行移液加液操作；本实施例工作站基于处理器PLC控制，实现自动定量移液加液过程，减少了人为误差，保证一致性，重复误差小，提高分析结果准确性。 

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。 

Claims (8)

1.自动移液装置，其特征是，包括药液瓶、定量移液器和加液头；所述药液瓶下部具有出液口；所述定量移液器包括移液管，所述移液管靠近上端处和靠近下端处周向分别设有信号输出端与控制系统连接的上端液面传感器和下端液面传感器，所述上端液面传感器位于移液管的定量标线处；所述移液管下端经移液管路与药液瓶的出液口连通，所述移液管下端还经加液管路与加液头连通；所述移液管路、加液管路分别装有受控端与控制系统连接的移液电磁阀和加液电磁阀；所述药液瓶、定量移液器和加液头所处高度依次降低，并且/或者所述定量移液器的移液管上端连有受控端与控制系统连接的吸气吹气装置。 

2.根据权利要求1所述的自动移液装置，其特征是，所述移液管中部膨大、上下两端分别具有细于中部的瓶颈，所述上端瓶颈在移液管内部沿轴向朝下端瓶颈延伸出内管，所述内管周向密封设有与移液管内壁密封接触的滑块，所述滑块与内管、移液管分别构成纵向移动副；所述移液管中部顶端开有通孔，所述通孔内安置有与滑块固连的升降调节杆。 

3.根据权利要求2所述的自动移液装置，其特征是，所述移液管的下端瓶颈与三通管的第一接口连通；所述三通管的第二接口经移液管路与药液瓶的出液口连通，所述三通管的第三接口经加液管路与加液头连通。 

4.根据权利要求3所述的自动移液装置，其特征是，所述药液瓶上部具有加液口。 

5.多样品制备工作站，其特征是，含有至少两套如权利要求1-4任一项所述的自动移液装置，所述各自动移液装置共用同一个加液头。 

6.根据权利要求5所述的多样品制备工作站，其特征是，还包括控制系统和三维工作平台，所述三维工作平台包括台面和三维驱动装置，所述三维驱动装置输出端设有受控端与控制系统连接的机械手，所述自动移液装置的加液头安置于该机械手上；所述台面安置有用以固定样品容器的多孔平板。 

7.根据权利要求6所述的多样品制备工作站，其特征是，所述三维驱动 装置包括X、Y、Z轴丝杆、以及与对应丝杆传动连接的步进电机。 

8.根据权利要求7所述的多样品制备工作站，其特征是，所述控制系统包括处理器PLC和与PLC通信连接的触摸型显示屏。 

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