CN215525846U - 进样系统及仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种进样系统及仪器，包括第一吸排装置、第一旋转切换阀、第一存储管道、空气仓以及多个溶液仓；第一吸排装置通过第一存储管道连接至第一旋转切换阀的公共阀口；第一旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至微流控芯片的进样口、空气仓以及多个溶液仓。第一吸排装置通过第一旋转切换阀在微流控芯片、空气仓以及多个溶液仓之间切换连通，从而完成空气和溶液等流体的吸取，另外，还可以将流体推入到微流控芯片中以完成进样。因此，本实用新型提供的进样系统及仪器，无需手动切换进样，提高了进样效率，从而提高了仪器的效率。

Description

进样系统及仪器

技术领域

本实用新型实施例涉及微流控技术领域，尤其涉及一种进样系统及仪器。

背景技术

微流控指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到微升)的系统所涉及的科学和技术。因为具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室和微全分析系统。

目前，现有微流控芯片进样时多采用人工进样，即操作人员手动将同一个进样管依次放到不同的样品仓或试剂仓内，以使不同样品或试剂进入到微流控芯片内。

然而，操作人员采用人工进样，手动将同一个进样管在不同仓体内切换进样的效率较低，从而导致仪器的效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种进样系统及仪器，以解决操作人员采用人工进样，手动将同一个进样管在不同仓体内切换进样的效率较低，从而导致仪器的效率较低的技术问题。

本实用新型实施例提供一种进样系统，用于对微流控芯片进样，进样系统包括：第一吸排装置、第一旋转切换阀、第一存储管道、空气仓以及多个溶液仓；

第一吸排装置通过第一存储管道连接至第一旋转切换阀的公共阀口；第一旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至微流控芯片的进样口、空气仓以及多个溶液仓。

如此设置，将进样系统设置为自动进样系统，通过在溶液仓与微流控芯片之间设置第一吸排装置和第一旋转切换阀，采用第一吸排装置和第一旋转切换阀配合进样，第一吸排装置为流体的进样提供动力，第一旋转切换阀可以在各个溶液仓内切换进样，无需手动切换进样，提高了进样效率。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括：缓速进样单元；

第一旋转切换阀的独立阀口中，对应连接至微流控芯片的进样口的独立阀口为第一阀口；第一阀口通过缓速进样单元与微流控芯片的进样口连接；

其中，缓速进样单元对进样口的进样速度小于第一吸排装置的吸排速度。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，缓速进样单元包括：第二吸排装置、第二旋转切换阀和第二存储管道；

第二旋转切换阀的公共阀口通过第二存储管道与微流控芯片的进样口连接，第二旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至第一阀口和第二吸排装置。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第二吸排装置的吸排速度小于第一吸排装置的吸排速度。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，缓速进样单元和第一阀口的数量为N，N为微流控芯片上进样口的数量；

每个第一阀口通过对应的1个缓速进样单元，与微流控芯片中对应的1个进样口连接。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一吸排装置和/或第二吸排装置包括注射泵、柱塞泵、隔膜泵、蠕动泵中任一种或多种的组装。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一吸排装置、第一旋转切换阀和第一存储管道的数量都为M，M为微流控芯片上进样口的数量；

每个第一吸排装置通过对应的1个第一存储管道，连接至对应的1个第一旋转切换阀的公共阀口。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，多个溶液仓包括1个样品仓和至少1个试剂仓。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，至少1个试剂仓包括：润湿液仓、清洗剂仓、废液收集仓。

另外，本实用新型实施例还提供一种仪器，包括微流控芯片和上述实施例中的进样系统。

本实施例提供的进样系统及仪器，包括第一吸排装置、第一旋转切换阀、第一存储管道、空气仓以及多个溶液仓；第一吸排装置通过第一存储管道连接至第一旋转切换阀的公共阀口；第一旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至微流控芯片的进样口、空气仓以及多个溶液仓。第一吸排装置通过第一旋转切换阀在微流控芯片、空气仓以及多个溶液仓之间切换连通，从而完成空气和溶液等流体的吸取，另外，还可以将流体推入到微流控芯片中以完成进样。这样，无需手动切换进样，提高了进样效率，从而提高了仪器的效率。对设备精度的要求较低，从而降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种进样系统的第一种实现方式的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的微流控芯片的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种进样系统的第二种实现方式的结构图。

附图标记说明：

10：第一吸排装置；

20：第一旋转切换阀；

21：第一阀口；

30：第一存储管道；

41：空气仓；

42：溶液仓；

50：微流控芯片；

51：进样口；

60：缓速进样单元；

61：第二吸排装置；

62：第二旋转切换阀；

63：第二存储管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

微流控指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到微升)的系统所涉及的科学和技术。因为具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室和微全分析系统。微流控的重要特征之一是微尺度环境下具有独特的流体性质，如层流和液滴等。借助这些独特的流体现象，微流控可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作。微流控被认为在生物医学研究中具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。

相关技术中，当采用微流控芯片进行样品分离纯化等操作时，操作人员需要将微流控芯片与外部的进样管进行对位连接，样品、试剂等流体通过外部的进样管流入到微流控芯片内。现有微流控芯片进样时多采用人工进样，即操作人员手动将同一个进样管依次放到不同的溶液仓内，以使不同样品或试剂进入到微流控芯片内。

然而，操作人员采用人工进样，手动将同一个进样管在不同的溶液仓内切换进样的效率较低，从而导致仪器的效率较低。

为了解决上述问题，本实施例提供一种进样系统及仪器，将进样系统设置为自动进样系统，通过在溶液仓与微流控芯片之间设置第一吸排装置和第一旋转切换阀，采用第一吸排装置和第一旋转切换阀配合进样，第一吸排装置为流体的进样提供动力，第一旋转切换阀可以在各个溶液仓内切换进样，无需手动切换进样，提高了进样效率，从而提高了仪器的效率。

本实施例提供的仪器，仪器可以为可以是血液分析仪、免疫分析仪、循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells，CTC)检测仪等具有进样系统的仪器。

仪器包括微流控芯片和进样系统，进样系统与微流控芯片连通。进样系统为微流控芯片提供样品，样品进入到微流控芯片后进行分离、纯化、化学反应或者培养等实验，再通过直接观察或者仪器中的检测器等得到实验结果。由于，仪器中的进样系统为自动进样系统，因此，无需手动操作进样，提高了仪器的效率。

以下结合附图，对本实施例提供的进样系统详细的说明。

实施例一

本实施例中，参见图1所示，进样系统包括第一吸排装置10、第一旋转切换阀20、第一存储管道30、空气仓41以及多个溶液仓42。其中，空气仓41用于容置空气，溶液仓42用于容置样品和试剂等溶液。第一吸排装置10用于从空气仓41以及多个溶液仓42中吸取空气和溶液等，完成空气和溶液吸取过程，吸取出来的由空气隔成段的溶液可以暂时存放在第一存储管道30中。通过第一旋转切换阀20的切换，第一吸排装置10还可以将存放在第一存储管道30中的空气和溶液等排入到微流控芯片50中，以完成微流控芯片50的进样。

为了完成第一吸排装置10对空气仓41和多个溶液仓42的取样，可以在第一吸排装置10与空气仓41、溶液仓42之间设置第一旋转切换阀20。第一吸排装置10通过第一旋转切换阀20在各个仓体之间切换取样。

第一旋转切换阀20上设有公共阀口和多个独立阀口，其中各个独立阀口之间相互独立，没有连通。通过旋转切换，公共阀口可以与独立阀口之间相互连通，公共阀口一次连通其中一个独立阀口，这样，公共阀口可以在不同的独立阀口之间切换连通。由于旋转切换阀在阀口切换时是通过旋转切换实现的，减少了对各阀口液面的冲击，因此本实施例中采用旋转切换阀可以有效降低切换独立阀口时的误差。

第一吸排装置10通过第一存储管道30连接至第一旋转切换阀20的公共阀口；第一旋转切换阀20的独立阀口一一对应地连接至微流控芯片50的一个进样口51、空气仓41以及多个溶液仓42。第一吸排装置10依次通过第一旋转切换阀20的公共阀口、独立阀口，连通至空气仓41以及多个溶液仓42，从而实现第一吸排装置10从空气仓41以及溶液仓42中吸取空气和溶液等，吸取出来溶液以空气段隔开形成溶液段，溶液段可以暂时存放在第一存储管道30中。另外，第一吸排装置10依次通过第一旋转切换阀20的公共阀口、独立阀口，连通至微流控芯片50的进样口51，可以将暂时存放在第一存储管道30中的流体推入到微流控芯片50中，从而实现对微流控芯片50的进样。其中，第一旋转切换阀20与空气仓41以及多个溶液仓42的连接方式可以是直接通过接口对接，也可以是通过管道连接，在此不做限定。

具体的，第一旋转切换阀20的独立阀口中至少包括：1个用于与空气仓41连通的独立阀口，1个用于与微流控芯片50连通的独立阀口，多个用于与溶液仓42一一对应连通的独立阀口。

本实施例提供的进样系统，包括第一吸排装置10、第一旋转切换阀20、第一存储管道30、空气仓41以及多个溶液仓42；第一吸排装置10通过第一存储管道30连接至第一旋转切换阀20的公共阀口；第一旋转切换阀20的独立阀口一一对应地连接至微流控芯片50的进样口51、空气仓41以及多个溶液仓42。第一吸排装置10通过第一旋转切换阀20在微流控芯片50、空气仓41以及多个溶液仓42之间切换连通，从而完成空气和溶液等流体的吸取，另外，还可以将流体推入到微流控芯片50中以完成进样。这样，无需手动切换进样，提高了进样效率，从而提高了仪器的效率。

第一旋转切换阀20的公共阀口可以位于中间，各个独立阀口间隔位于公共阀口的四周。这样，独立阀口与公共阀口之间的管路较短，容易清洗，另外，空气和溶液等流体的流动路径较短，进样速度较快。当然的，第一旋转切换阀20的公共阀口与独立阀口也可以其他方式分布于第一旋转切换阀20上，例如，公共阀口位于第一旋转切换阀20的一端，各个独立阀口位于第一旋转切换阀20的另一端。

其中，多个溶液仓42可以包括1个样品仓和至少1个试剂仓。样品仓可以用于容置样品，至少一个试剂仓可以包括分别用于容置润湿液的润湿液仓、容置清洗剂的清洗剂仓和容置废液的废液收集仓，包括但不限于上述仓体。需要说明的是，废液收集仓可以用于收集废液，第一吸排装置10通过第一旋转切换阀20连通废液收集仓可以用于将进样系统内部的废液排入到废液收集仓内，可以不从废液收集仓中吸取废液。

由于当样品在微流控芯片50内反应后会残留产物，通过润湿液仓中的润湿液，可以清洗残留产物，以便观察反应结果。

空气仓41中的空气可以将进样系统中流体间的润湿液和样品之间隔离开来，避免润湿液对样品的影响。示例性的，空气仓41可以连通大气，以便利用环境中空气。

清洗剂仓中清洗剂可以用于清洗进样系统。示例性的，清洗剂可以是酒精。

本实施例中，第一吸排装置10可以为注射泵、柱塞泵、隔膜泵、蠕动泵中任一种或多种的组装，只要第一吸排装置10能够为进样系统提供动力即可。

本实施例以注射泵为例进行说明。注射泵可以与水箱连通，水箱中的液体可以用于辅助推动进样系统中的空气、溶液等流体的流动。

假设溶液仓42包含润湿液仓、样品仓、废液仓。当进样系统工作时，第一吸排装置10通过第一旋转切换阀20依次连通润湿液仓、空气仓41、样品仓，第一吸排装置10依次将润湿液、空气和样品吸入到第一存储管道30内；然后，第一吸排装置10通过第一旋转切换阀20与微流控芯片50的进样口51连通，并将第一存储管道30内的润湿液、空气和样品等排入到微流控芯片50中，样品进入微流控芯片50中进行反应或者培养等实验，通过直接观察或者辅助检测器对实验结果进行判断，最后再使用酒精对管道进行清洗，废液排入废液仓。从而完成了在微流控芯片50上的实验。

本实施例中，一个第一旋转切换阀20可以对微流控芯片50的一个进样口51完成进样操作，而微流控芯片50的进样口51可以是至少一个，例如；1个，2个，3个，4个、6个，包括但不限于上述数量。在如图1所示的实施例中，为了实现同时向4个进样口51进样，第一吸排装置10、第一旋转切换阀20和第一存储管道30的数量，可以与微流控芯片50进样口51的数量相等。这样，其中一个第一吸排装置10、其中一个第一旋转切换阀20和其中一个第一存储管道30对应微流控芯片50的其中一个进样口51。

每个第一吸排装置10通过对应的一个第一存储管道30，连接至对应的一个第一旋转切换阀20的公共阀口。例如微流控芯片50的进样口51的数量为M个，M个第一吸排装置10通过M个第一旋转切换阀20从样品仓中吸取M份样品进入到M个第一存储管道30，润湿液、空气、清洗剂的吸取原理类似，M个第一吸排装置10通过M个第一旋转切换阀20将M份吸取好的流体推入微流控芯片50的M个进样口51中。从而可以对微流控芯片50的M个进样口51同时完成进样操作。

其中，从样品仓中取出的样品可以是同一个样品，也可以是不同的样品。参见图2所示，微流控芯片50的每一个进样口51对应着相应的检测项目，微流控芯片50的各个进样口51对应的检测项目可以相同，也可以不同。这样，当样品为同一个样品时，可以实现对同一个样品的不同项目的检测；或者，当样品为不同样品时，可以实现对不同样品的同一个项目的检测。

实施例二

由于进入到微流控芯片50中溶液只有几微升，为了提高进样系统的精度和稳定性，需要以较慢的进样速度对微流控芯片50进样。但是如实施例一中选用小体积、进样慢的第一吸排装置，往往也使得吸取样品速度过慢，导致整个进样过程时间较长。为了实现较快地从各个仓体中吸取样品、试剂等，同时，保证缓慢地向微流控芯片50中推入样品，本实施例将吸取样品和对微流控芯片50推入样品两个过程分别用两种吸排装置来处理，采用速度较快的吸排装置来吸取样品，采用速度较慢的进样单元来向微流控芯片50中推入样品。

与上述实施例的区别为：本实施例中，参见图3所示，进样系统还可以包括缓速进样单元60，第一吸排装置10通过缓速进样单元60与微流控芯片50连通。缓速进样单元60对进样口51的进样速度小于第一吸排装置10的吸排速度。第一吸排装置10将样品吸取出来，再临时存储到缓速进样单元60，最后由缓速进样单元60将样品缓慢地排入到微流控芯片50中。

第一旋转切换阀20的独立阀口中，对应连接至微流控芯片50的进样口51的独立阀口为第一阀口21。第一阀口21相当于第一旋转切换阀20的出样阀口，流体通过第一阀口21进入到微流控芯片50中。在第一阀口21与微流控芯片50之间设置缓速进样单元60，第一阀口21通过缓速进样单元60与微流控芯片50的进样口51连接，即流体依次通过第一旋转切换阀20的第一阀口21、缓速进样单元60后进入到微流控芯片50的进样口51。

具体的，如图3所示，缓速进样单元60可以包括：第二吸排装置61、第二旋转切换阀62和第二存储管道63。为了实现缓慢进样，第二吸排装置61的吸排速度可以小于第一吸排装置10的吸排速度。第一吸排装置10通过第二旋转切换阀62将流体推入到第二存储管道63中暂时存放，第二吸排装置61通过第二旋转切换阀62将第二存储管道63中暂时存放的流体推入到微流控芯片50中。

其中，第二旋转切换阀62的公共阀口通过第二存储管道63与微流控芯片50的进样口51连接，第二旋转切换阀62的独立阀口一一对应地连接至第一阀口21和第二吸排装置61。

在进样系统工作时，第一吸排装置10依次通过第一旋转切换阀20的公共阀口、独立阀口，从各个仓体吸入以空气隔断的溶液，将吸取的流体暂时存放在第一存储管道30中；然后，第一吸排装置10依次通过第一旋转切换阀20的公共阀口、第一阀口21、第二旋转切换阀62的一个独立阀口、第二旋转切换阀62的公共阀口，将流体推入到第二存储管道63中；第二旋转切换阀62切换另一个独立阀口与公共阀口连通；第二吸排装置61通过第二旋转切换阀62切换到的另一个独立阀口、公共阀口将第二存储管道63中流体按照芯片要求的进样速度推入到微流控芯片50中，从而实现进样操作。

本实施例中，一个第二旋转切换阀62可以对微流控芯片50的一个进样口51完成缓速进样操作，微流控芯片50的进样口51可以是至少一个，为了实现同时向各个进样口51缓速进样，缓速进样单元60和第一阀口21的数量可以与微流控芯片50上进样口51的数量相等；每个第一阀口21通过对应的1个缓速进样单元60，与微流控芯片50中对应的1个进样口51连接。也就是说，第二吸排装置61、第二旋转切换阀62、第一阀口21和第二存储管道63的数量均可以与微流控芯片50的进样口51的数量相等。其中一个第二吸排装置61、其中一个第二旋转切换阀62、其中一个第二存储管道63和其中一个第一阀口21对应微流控芯片50的其中一个进样口51。每个第一阀口21通过对应的一个第二旋转切换阀62，与微流控芯片50中对应的一个进样口51连接。

例如，当微流控芯片50的进样口51数量为N个，第一吸排装置10通过N个第一阀口21、N个第二旋转切换阀62，将N份样品推入到N个第二存储管道63；然后，N个第二吸排装置61，通过N个第二旋转切换阀62将N份样品从N个第二存储管道63推入到微流控芯片50的N个进样口51中。从而可以对微流控芯片50的N个进样口51同时完成进样操作。此时，第一旋转切换阀20的独立阀口中至少包括：N个作为第一阀口21的独立阀口，一个与空气仓连接的独立阀口，多个与溶液仓一一对应连接的独立阀口。

本实施例中，第二吸排装置61与第一吸排装置10的原理类似，不再赘述。示例性的，第二吸排装置61与第一吸排装置10可以均为注射泵，第一吸排装置10可以使用1mL的注射器，第一吸排装置10的吸排速度较快；那么，第二吸排装置61可以使用20μL或50μL的注射器，第二吸排装置61的吸排速度比第一吸排装置10慢。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种进样系统，用于对微流控芯片进样，其特征在于，所述进样系统包括：第一吸排装置、第一旋转切换阀、第一存储管道、空气仓以及多个溶液仓；

所述第一吸排装置通过所述第一存储管道连接至所述第一旋转切换阀的公共阀口；所述第一旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至所述微流控芯片的进样口、所述空气仓以及所述多个溶液仓。

2.根据权利要求1所述的进样系统，其特征在于，还包括：缓速进样单元；

所述第一旋转切换阀的独立阀口中，对应连接至所述微流控芯片的进样口的独立阀口为第一阀口；所述第一阀口通过所述缓速进样单元与所述微流控芯片的进样口连接；

其中，所述缓速进样单元对所述进样口的进样速度小于所述第一吸排装置的吸排速度。

3.根据权利要求2所述的进样系统，其特征在于，所述缓速进样单元包括：第二吸排装置、第二旋转切换阀和第二存储管道；

所述第二旋转切换阀的公共阀口通过所述第二存储管道与所述微流控芯片的进样口连接，所述第二旋转切换阀的独立阀口一一对应地连接至所述第一阀口和所述第二吸排装置。

4.根据权利要求3所述的进样系统，其特征在于，所述第二吸排装置的吸排速度小于所述第一吸排装置的吸排速度。

5.根据权利要求2至4任一所述的进样系统，其特征在于，所述缓速进样单元和所述第一阀口的数量为N，所述N为所述微流控芯片上进样口的数量；

每个所述第一阀口通过对应的1个所述缓速进样单元，与所述微流控芯片中对应的1个进样口连接。

6.根据权利要求3或4所述的进样系统，其特征在于，所述第一吸排装置和/或所述第二吸排装置包括注射泵、柱塞泵、隔膜泵、蠕动泵中任一种或多种的组装。

7.根据权利要求1所述的进样系统，其特征在于，所述第一吸排装置、所述第一旋转切换阀和所述第一存储管道的数量都为M，所述M为所述微流控芯片上进样口的数量；

每个所述第一吸排装置通过对应的1个所述第一存储管道，连接至对应的1个所述第一旋转切换阀的公共阀口。

8.根据权利要求1、2、3、4、7中任一所述的进样系统，其特征在于，所述多个溶液仓包括1个样品仓和至少1个试剂仓。

9.根据权利要求8所述的进样系统，其特征在于，所述至少1个试剂仓包括：润湿液仓、清洗剂仓、废液收集仓。

10.一种仪器，其特征在于，包括微流控芯片和上述权利要求1-9任一所述的进样系统。

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