[发明专利]快速多功能液体操作装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动液体操作装置，可以精确实现多种液体的配制，应用于化学、生物、疾控、计量、质检、临床等实验室。

背景技术

在化学、生物、疾控、计量、质检、临床等实验室经常需要进行大量的液体操作，包括分液、稀释、滴定、移液等。尤其随着目前各种流行病如非典、甲流等的增加，对生化实验提出了更高的要求。而传统的基于移液枪的手工方式，操作流程复杂，工作效率低，劳动强度高，容易导致操作失误，另一方面这种手工操作方式也增加了操作者感染的风险。

市场上已有的一些半自动化液体操作装置，如瑞士Hamilton，法国Gilson，日本NICHIRYO，西班牙IUL等公司推出的半自动液体稀释仪、分液仪等可以大大提高液体操作效率，降低操作人员的劳动强度。

各公司的产品原理类似，大致分为如下几类：

一、单通道型

其原理如图1所示，液体操作仪包括注射泵(1)，阀(2)，缓冲液管路(3)，样本液管路(4)组成。一般样本液管路(4)的末端固定在操作手柄(5)上，有时手柄(5)进一步包括一个按键(501)用于用户与仪器进行交互。其中，注射泵(1)由精密步进电机(11)驱动实现精密往复运动。阀(2)包括三个端口，公共端口(com)、常闭端口(nc)、常开端口(no)，其中，公共端口(com)与注射泵(1)相连，常闭端口(nc)与缓冲液端口(3)相连，常开端口(no)与样本液管路(4)相连。阀(2)通过加电、断电实现公共端口(com)与常开(no)、常闭(nc)端口之间的通道切换。缓冲液端口(3)直接放入装有缓冲液的容器内。

这样通过对注射泵(1)、阀(2)以及手柄按键(501)的控制实现各种复杂的液体操作，如稀释、分液、加样等。在稀释、加样过程中，一般需要将样本收集，临时存储在样本液管路(4)内，因此需要样本液管路有足够的长度，在图中用以螺旋线示意。

二、双独立通道型

其原理如图2所示，此类产品有两个各自独立通道，即注射泵(1)、阀(2)、缓冲液管路(3)、样本液管路(4)组成第一通道；注射泵(1’)、阀(2’)、缓冲液管路(3’)、样本液管路(4’)组成第二通道。两个缓冲液管路(3)、(3’)分别连接不同的溶液，在图中示意为溶液A、溶液B。两个通道的样本液管路(4)、(4’)的末端都固定在操作手柄(5)上。

此类产品侧重于两种液体的配制、加样等操作，两种样本溶液分别与两个独立的通道连接，在使用过程可以避免两种液体的交叉污染，而且在一定程度上提高配液速度。此类产品由于不存在对样本临时收集存储的问题，因此对样本液管路(4)、(4’)的长度没有特定要求。

三、双通道“级联”型

其原理如图3所示，此类产品有两个各通道，即注射泵(1)、阀(2)、缓冲液管路(3)组成第一通道；注射泵(1”)、三通接头(6)、样本液管路(4)组成第二通道。三通接头(6)包括三个相互连通的接口(a)、(b)、(c)，其中接口(b)与注射泵(1”)相连，接口(c)与样本液管路(4)。通过阀(2)常开端(no)与三通接头(6)接口(a)的连通而实现两个通道的“级联”。

此类产品侧重于高倍稀释的应用场合，注射泵(1”)的体积小于注射泵(1)的体积，注射泵(1”)主要用于收集样本，注射泵(1)用于注入稀释液，因此在高稀释比配液过程中仍旧能够保证精度。

通过以上对现有产品的分析，可以看出存在一个共性的问题，即注射泵因运动到极限位置回程而导致的操作效率减低。

以图1举例来说，当注射泵(1)的活塞到达顶部时，此时如果需要通过操作手柄(5)向一空试管(图中未示出)分配缓冲液5ml，其操作过程如下：

A.先将电磁阀(2)断电，切换到缓冲液管路(3)，注射泵至少回吸5ml；

B.然后电磁阀(2)加电，切换到样本液管路(4)，注射泵(1)推出5ml。

在这个过程中，步骤A是因为注射泵已经运动到极限位置而进行的回程操作，在此期间用户只能耐心等待，因而降低了操作效率。

此外，在一项液体操作任务中，注射泵有可能需要往复运动，往复运动带来的回程误差也会降低配液精度，这个问题在单通道的操作仪上尤为明显。

发明内容