一種自動稀釋裝置和方法
2023-07-19 20:48:21
一種自動稀釋裝置和方法
【專利摘要】本發明涉及一種自動稀釋裝置，包括：本體；設置在所述本體上的至少原液槽和至少一個稀釋槽；以及加液臂，其可以向所述原液槽和稀釋槽中加入液體；其中，所述加液臂與至少一個高精度加液泵和連續加液泵相連。
【專利說明】一種自動稀釋裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物【技術領域】，特別地涉及一種自動稀釋裝置和方法。
【背景技術】
[0002]醫學臨床實驗室和生物實驗室經常為了對批量樣品進行檢測而配製大量給定濃度的試劑。而這些給定濃度的試劑很多都是由高濃度試劑經過稀釋而獲得的。例如，免疫印跡分析儀是常用的生物檢測分析設備。在利用該分析設備進行生物檢測時就需要配比大量的試劑。然而，現有技術中並沒有自動試劑配比裝置。在體外診斷儀器IVD領域內，雖然出現了自動稀釋比例儀器，但是其採用的都是大柱塞泵和小柱塞泵來取液，或者採用稱重的方式來監測混勻的配比。而且，這些裝置都需要手工將吸液管放入配比瓶。配比後，試劑瓶都需要手工來清洗。整個稀釋過程仍然非常繁瑣，容易出現人為錯誤。
【發明內容】
[0003]針對以上技術問題，本申請提出了一種自動稀釋裝置，包括:本體；設置在所述本體上的至少原液槽和至少一個稀釋槽；以及加液臂，其可以向所述原液槽和稀釋槽中加入液體；其中，所述加液臂與至少一個高精度加液泵和連續加液泵相連。
[0004]如上所述的自動稀釋裝置，其中所述高精度加液泵的精度至少為CV〈1% ilOOul,或 CV<0.1 % ilOOOul，或 CV<0.05 % ilOOOOul。
[0005]如上所述的自動稀釋裝置，進一步包括設置在所述本體上的清洗槽。
[0006]如上所述的自動稀釋裝置，所述加液臂經控制以選擇採用高精度加液泵和/或連續加液泵配比混合液。
[0007]如上所述的自動稀釋裝置，其中所述加液臂經控制採用連續加液泵吸取原液和稀釋液以配比混合液。
[0008]如上所述的自動稀釋裝置，其中所述加液臂經控制採用高精度加液泵吸取原液，採用連續加液泵吸取稀釋液，以配比混合液。
[0009]如上所述的自動稀釋裝置，所述加液臂經控制採用高精度加液泵吸取原液和稀釋液，以配比混合液。
[0010]如上所述的自動稀釋裝置，所述加液臂具有液位測量裝置。
[0011]如上所述的自動稀釋裝置，所述原液槽、稀釋槽或者清洗槽都具有液體排出口。
[0012]如上所述的自動稀釋裝置，其中清洗與加液共用蠕動泵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面，將結合附圖對本發明的優選實施方式進行進一步詳細的說明，其中:
[0014]圖1是根據本發明的一個實施例的帶自動稀釋裝置的分析設備的示意圖；
[0015]圖2是根據本發明的一個實施例的分析設備液體輸運結構示意圖；
[0016]圖3是根據本發明的一個實施例的自動稀釋裝置的示意圖；[0017]圖4是根據本發明的一個實施例的自動稀釋系統的液體輸運結構示意圖。
[0018]圖5是根據本發明的另一個實施例的自動稀釋裝置的示意圖；
[0019]圖6是根據本發明的另一個實施例的包括自動稀釋裝置的分析設備的結構示意圖；
[0020]圖7是根據本發明的另一個實施例的分析設備的液體輸運示意圖；以及
[0021]圖8是根據本發明的一個實施例的自動稀釋方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0023]本文提出的「試劑」包括:所有可能加入到反應槽中的液體，包括但不限於稀釋液、清洗液、水、封閉液、染色液、包含活性物質的溶劑等。
[0024]圖1是根據本發明的一個實施例的帶自動稀釋裝置的分析設備的示意圖。如圖1所示，分析設備100包括控制裝置101、蠕動泵裝置102和自動稀釋裝置103、反應/搖勻裝置104、加液/吸液裝置105和廢液泵裝置106。加液/吸液裝置105包括液臂。液臂可以經控制以在二維或三維空間上移動，以向反應/搖勻裝置104的指定反應槽中添加試劑或從中吸取廢液。
[0025]控制裝置101控制自動稀釋裝置103從試劑瓶107中吸取試劑，從稀釋液體源獲得稀釋液並且完成試劑的稀釋。進一步地，蠕動泵裝置102從自動稀釋裝置獲得經過稀釋的試劑，並將這些試劑輸送到加液/吸液裝置105。加液/吸液裝置105經控制將試劑添加到反應/搖勻裝置104中進行反應。然後，在控制裝置10的控制下，廢液泵裝置106驅動加液/吸液裝置105將廢液從反應/搖勻裝置104吸取出來，並且排出分析設備100中。
[0026]圖2是根據本發明的一個實施例的分析設備液體輸運結構示意圖。如圖2所示，分析設備包括第一組液體泵201、202和203，其用來從原液瓶或原液槽中獲取未經稀釋的高濃度原液，並將原液加入到自動稀釋裝置的混勻試劑瓶或稀釋槽221、222和223中。舉例而言，原液包括Buffer緩衝原液、S-Buffer緩衝原液等。
[0027]分析設備包括第二組液體泵204、205和206。液體泵204、205和206連接到稀釋液源，用來向混勻試劑瓶或稀釋槽221、222和223中加入稀釋液。本領域技術人員應當理解，蒸餾水是最常使用的稀釋液/清洗液。當然，在本發明中，蒸餾水也可以被其他稀釋液代替，或者其他一種或幾種稀釋液代替。
[0028]分析設備還進一步包括第三組液體泵211-218。第三組液體泵211-218分別連接到混勻試劑瓶或稀釋槽221、222和223，稀釋液源、以及用於顯色的底物試劑，並通過加液/吸液裝置按照預定的順序和比例將上述試劑或液體加入到反應槽中，以完成用於生物檢測的反應過程以及之後的清洗過程。
[0029]分析設備進一步包括廢液泵以及與其相連的廢液桶。廢液泵通過加液/吸液裝置105從反應槽中吸取廢液。分析設備還可以包括溢流收集裝置，以收集由於人為失誤或者其他原因而溢出反應槽的液體，並將其匯入到溢流桶中。[0030]本領域技術人員應當理解，上述實施例中的分析設備僅僅是應用本發明的稀釋裝置和稀釋方法的一個具體的實例。任何需要對液體試劑進行自動稀釋的其他設備同樣可以採用本發明的稀釋裝置和稀釋方法。
[0031]圖3是根據本發明的一個實施例的自動稀釋裝置的示意圖。如圖所示，自動稀釋裝置300包括:本體301。在本體301上設置有至少一個原液槽302和至少一個稀釋槽303。根據本發明的一個實施例，每個原液槽包括一個與其對應的稀釋槽。其中，原液槽用於暫存原液，而稀釋槽用於對該原液進行稀釋。根據本發明的一個實施例，原液槽也可以用於存放原液瓶或試劑瓶。
[0032]根據本發明的一個實例，原液槽302和稀釋槽303交錯設置。如圖3所示，多個原液槽302和多個稀釋槽303排列成行，形成陣列。一般而言，稀釋槽的容量要大於原液槽的容量。本體301上還進一步設置有清洗槽，以用於對加液管路進行清洗。
[0033]在本發明之前的現有技術中，稀釋試劑都是在可移動的普通的試劑瓶中進行的。這樣的做法既非常不便，也不利於實現試劑的自動稀釋和清洗，而且容易由於人為失誤而造成汙染。在本發明的自動稀釋裝置中，原液或原液的試劑瓶有獨立的位置，例如多個原液槽302 ;也有固定的稀釋混勻位置，如多個稀釋槽303。因此，在本發明的各個實施例中可以取消用於稀釋的移動試劑瓶，從而非常有利於實現試劑的自動稀釋和清洗。
[0034]自動稀釋裝置300包括能實現二維或三維運動的加液臂304。加液臂304可以水平移動，以向原液槽302、稀釋槽303和清洗槽305中加入試劑、稀釋液、和/或清洗液。
[0035]根據本發明的一個實施例加液臂304與至少一個高精度的加液泵和至少一個能連續加液的加液泵相連。高精度加液泵的精度至少為cv〈l% @100ul，或CV〈0.1%il000ul,或CV〈0.05 % @10000ul (重複精度在IOOul時小於I %，在IOOOul小於0.1 %,或者在IOOOOuI時小於0.05% )。根據本發明的一個實施例，高精度加液泵可以為高精度柱塞泵或者帶有光電控制部分或編碼器的蠕動泵。根據本發明的一個實施例，能連續加液的加液泵包括由直流電機驅動的蠕動泵、齒輪泵或注射泵。
[0036]圖4是根據本發明的一個實施例的自動稀釋系統的液體輸運結構示意圖。如圖4所示，自動稀釋裝置400的加液臂上包括加液針401。加液針401通過第一三通閥402與高精度蠕動泵403和連續加液泵(例如:齒輪泵或注射泵)404相連。進一步地，高精度蠕動泵403通過第二三通閥405與廢液桶407和試劑通道408相連。類似地，連續加液泵404通過第三三通閥606與試劑通道698和廢液桶609相連。
[0037]根據本發明的一個實施例，當需要快速配比大體積的混合液時，無論是原液還是稀釋液都採用連續加液泵加取。根據本發明的一個實施例，無論是原液槽還是稀釋槽，都採用截面相同的槽體。因此，液體的體積能被液面的變化反映出來，從而被液面傳感器監測。根據本發明的另一個實施例，稀釋槽的截面並不相同。但是，液體體積V與液面高度之間H遵循函數關係:V = F(H)。這樣，同樣可以採用液面傳感器來監測稀釋槽中液體體積的變化。這樣，採用連續加液泵能夠實現更快的加液速度，而液面監測又能夠實現液體體積的精確監控，從而可以準確迅速的實現給定濃度試劑的配製，實現自動稀釋功能。
[0038]根據本發明的一個實施例，液位探測通過試劑針液位探測器實現，或光電非接觸式液位探測器實現。例如，對於稀釋量比較大的清洗緩衝液(Wash Buffer)和緩衝液(Buffer)的原液和稀釋液都使用連續加液的蠕動泵或液泵加取，而加液體積的控制通過加液頭的試劑針液面探測器來標定液面高度。
[0039]根據本發明的一個實施例，自動稀釋裝置的各個加液泵的流量能被各種方式校準。例如，在稀釋時，加液泵採用校準後的流量來定量加液和吸液量，同時採用加樣針液位探測體積計算來雙重校準。相互校驗的好處是能提前告知控制系統剎車，已達到較好的加液量精度控制。
[0040]根據本發明的一個實施例，當配製小體積但高精度配比的混合液時，採用高精度的加液泵分別加取原液和稀釋液。例如，對於除了清洗緩衝液和緩衝液以外，其餘原液量較小原液的稀釋，採用高精度加液泵來直接加取。由於高精度加液泵可以準確地控制加入液體的體積，因此可以實現高精度配比的混合液，同樣實現原液的自動稀釋。根據本發明的一個實施例，也可以採用原液採用高精度加液泵加取而稀釋液採用連續加液泵加取。
[0041]根據本發明的一個實施例，對於用量比較大的液體可以分多次稀釋。舉例而言，全自動印跡法膜條分析儀BTT包括兩個獨立裝置:裝置I和裝置II，其中裝置I所需的試劑濃度與裝置II所需的試劑濃度不同。在此情況下，自動稀釋裝置首先完成第一次稀釋，滿足BTT的獨立裝置I需求。然後，再稀釋BTT獨立裝置II的液量。這樣可以利用獨立裝置I加樣本的時間來作為裝置II的稀釋時間。後續的稀釋依次類推。
[0042]根據本發明的自動配比高精度二抗試劑實例，原液採用高精度的加液泵，例如高精度柱塞泵，吸取。稀釋液根據需求液體量的情況來決定採用高精度的加液泵還是連續加液的加液泵。如果需求的液體量比較大時，利用連續加液泵快速地將原液和稀釋液量都較大的按比例稀釋混勻，提高了配比混勻效率。如果需求的液體量比較小，稀釋液也採用高精度柱塞泵吸取，提高了配比精度。
[0043]如圖3所示,每個原液槽、稀釋槽或者清洗槽都具有排出口 306。通過排出口 306與廢液泵連接，可以實現自動清洗，即上端加清洗液，下端將液體吸乾。本發明的一個實例實現了自動清洗過程，減少了人工參與，節省了人力和減少了計算和操作出錯機率。
[0044]根據本發明的一個實施例，自動清洗與加試劑共用蠕動泵以節省成本。完成稀釋後，採用加稀釋液的蠕動泵用來加清洗液，而採用相對應的向反應/搖勻裝置加經稀釋後液體的蠕動泵用來吸乾，從而將瓶子洗乾淨。換言之，加經稀釋後液體的蠕動泵可以通過一個三通閥，與加液/吸液裝置和廢液桶相連。當向反應/搖勻裝置中加入試劑時，該蠕動泵與加液/吸液裝置相連；當清洗稀釋槽時，該蠕動泵與廢液桶相連。
[0045]本實施例充分利用了加經稀釋後液體的蠕動泵作為清洗瓶子排乾的液體泵，一個泵兼具兩個用途，大大節省了成本。也就是說，稀釋槽內裝的液體如果是試劑，則蠕動泵是用來加試劑用的；如果稀釋槽內是清洗液，蠕動泵則是用來清洗試劑槽的。因此，蠕動泵既能用來加試劑又能用來清洗試劑槽。
[0046]根據本發明的一個實施例，清洗原液槽或者稀釋槽的順序也是先使用完畢的就先清洗，充分利用混勻的時間和乾燥的時間，不需等到全部結束再一起清洗。
[0047]圖5是根據本發明的另一個實施例的自動稀釋裝置的示意圖。如圖5所示，自動稀釋裝置500包括本體501和大致上圓周排列的原液槽502和稀釋槽503。原液槽502和稀釋槽503呈交錯排列，形成陣列的形式。自動稀釋裝置500還進一步包括本體501上的清洗槽504。
[0048]進一步地，自動稀釋裝置500包括位於圓周排列的原液槽502和稀釋槽503的中心的加液臂505。加液臂505可以旋轉，以向各個原液槽502和稀釋槽503以及清洗槽504中添加試劑、稀釋液和/或清洗液等。同樣地，加液臂505與至少一個高精度的加液泵和至少一個能連續加液的加液泵相連。當然，本實施例中也具有圖3所示的實施例的特徵，例如加液臂上同時至少有一個高精度的加液泵和至少一個能連續加液的加液泵。因此，快速配比大體積的混合液採用一個連續的加液泵加取，液體的體積能被液面傳感器監測；而小體積高精度配比的混合液採用一個高精度的加液泵，分別加取原液和稀釋液。另外，自動清洗瓶子的方法是上端加清洗液，下端將液體吸乾。圖5所示的實施例的功能與圖3所示實施例大致相同，這裡不再贅述。
[0049]上述兩個實施例中自動稀釋裝置的主要特點:
[0050]1、稀釋槽的高度方向的截面積是相同的；便於通過液位計算體積；
[0051]2、稀釋槽底部有液體出口，方便排出稀釋後的試劑及可用來清洗該稀釋槽；
[0052]3、有一個二位運動或三維運動的加液臂；能實現液位探測、加吸液及水平運動；以及
[0053]4、加液泵採用校準後的流量來定量加液和吸液量，同時採用加樣針液位探測體積計算來雙重校準。
[0054]圖6是根據本發明的另一個實施例的包括自動稀釋裝置的分析設備的結構示意圖。如圖6所示，分析設備600包括自動稀釋裝置601、蠕動泵602、具有溫育槽的反應裝置603、和廢液泵604。自動稀釋裝置601完成試劑的自動稀釋後，蠕動泵602通過加液管從自動稀釋裝置的稀釋槽中獲得經過稀釋後的試劑，然後通過加入到反應裝置603的溫育槽中。圖6中僅示出了一個蠕動泵602，其一端連接到自動稀釋裝置的一個稀釋槽，另一端連接到一個加液頭上。同樣地，分析設備600可以包括多個蠕動泵。各個蠕動泵通過加液管將各個稀釋槽與各個加液頭相連。當然，一個稀釋槽也可能與多個蠕動泵相連，進而與多個加液頭相連。而，一個加液頭也可能與多個蠕動泵相連，進而與多個稀釋槽相連。同樣地，分析設備500的加液管的末端也可以不包括加液頭，而直接通過加液管的末端向反應裝置中加入經過稀釋後的試劑。廢液泵604通過廢液頭從反應裝置中吸取反應後的廢液,然後將其排入廢液桶605中，或直接排出分析設備600之外。
[0055]圖7是根據本發明的另一個實施例的分析設備的液體輸運示意圖。如圖7所示，分析裝置包括多個蠕動泵701-706，其可以與多個試劑瓶711-716相連，或者與多個稀釋瓶721-726相連，蠕動泵701-706的另一端與連接到加液裝置的多個加液管。
[0056]根據本發明的一個實施例，當需稀釋的試劑種類不多時，每一個稀釋瓶配有一個與原液瓶相連的連續加液泵，稀釋液也採用一個連續加液的加液泵進行添加，而配比量通過加樣頭來檢測液面高度來實現。
[0057]原液量配比少的試劑，將採用連接在加樣臂上的加樣泵吸取原液，連續加液泵吸取稀釋液，在反應區內進行配比稀釋和混勻。每一個液量比較大的需稀釋的試劑瓶配一個與原液相連的連續加液泵，其餘多個試劑瓶的稀釋液採用一個連接有連續加液泵的能移動的二維臂或三維運動臂的加液頭來移動加取。
[0058]圖8是根據本發明的一個實施例的自動稀釋方法的流程圖。如圖所示，在步驟810，吸取待稀釋的原液；在步驟820，獲取稀釋液；在步驟830，在稀釋槽中將所述待稀釋的原液和所述稀釋液混合，並監視混合後的稀釋試劑的液體體積，直到達到預定液體體積。[0059]根據本發明的一個實施例，在步驟810，如果配比量比較大的清洗液和緩衝液時，在採用連續加液的加液泵來吸取原液和稀釋液；如果配比量比較小的高精度配比的混合液時，採用高精度柱塞泵或高精度蠕動泵來吸取原液和稀釋液。
[0060]根據本發明的一個實施例，在步驟810，採用連續加液的加液泵來吸取稀釋液，採用高精度柱塞泵或蠕動泵來吸取原液。
[0061]根據本發明的一個實施例，在步驟830，採用針液位探測以控制稀釋混合後的液體體積。根據本發明的另一個實施例，在步驟830，採用校準後的加液泵流量來定量混合後的液體體積。或者，根據本發明的另一個實施例，在步驟830，採用針液位探測和校準後的加液泵流量來定量混合後的液體體積。
[0062]根據本發明的一個實施例，進一步包括:在步驟840，清洗稀釋槽。根據本發明的一個實例，採用完成稀釋後，採用加稀釋液的蠕動泵用來加清洗液，而採用相對應的加經稀釋的試劑的蠕動泵用來吸乾清洗液，從而將稀釋槽洗乾淨。
[0063]本發明的上述自動稀釋方法解決了配比效率不高，實現自動清洗的問題。在需要進行試劑稀釋的多種設備中都可以應用。
[0064]上述實施例僅供說明本發明之用，而並非是對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此，所有等同的技術方案也應屬於本發明公開的範疇。
【權利要求】
1.一種自動稀釋裝置，包括: 本體； 設置在所述本體上的至少一個原液槽和至少一個稀釋槽；以及加液臂，其可以向所述至少一個稀釋槽中加入液體；其中，所述加液臂與至少一個高精度加液泵和連續加液泵相連。
2.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，其中所述高精度加液泵的精度至少為CV〈1%ilOOul,或 CV<0.1 % ilOOOul，或 CV<0.05% ilOOOOul。
3.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，進一步包括設置在所述本體上的清洗槽。
4.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，所述原液槽適合於容納待稀釋原液或盛放帶稀釋原液的原液瓶。
5.根據權利要求4所述的自動稀釋裝置，其中所述加液臂經控制選擇採用高精度加液泵或者連續加液泵從所述原液槽或者所述原液瓶中吸取所述待稀釋原液。
6.根據權利要求4或5所述的自動稀釋裝置，其中所述加液臂經控制選擇採用高精度加液泵或連續加液泵 獲取稀釋液。
7.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，所述加液臂具有液位測量裝置。
8.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，所述高精度加液泵和/或連續加液泵具有流量測量裝置。
9.根據權利要求1所述的自動稀釋裝置，所述稀釋槽具有液體排出口。
10.根據權利要求9所述的自動稀釋裝置，進一步包括蠕動泵，所述蠕動泵一端連接到所述稀釋槽的所述液體排除口，所述蠕動泵另一端分別連接到加液裝置和廢液裝置。
11.一種分析裝置，包括: 如權利要求1-10所述的自動稀釋裝置； 第一組液體泵，其連接到待稀釋原液源和所述自動稀釋裝置； 第二組液體泵，其連接到稀釋液源和所述自動稀釋裝置；以及 第三組液體泵，其連接到所述自動稀釋裝置和反應/搖勻裝置。
12.如權利要求11所述的分析裝置，進一步包括:控制裝置，其控制所述自動稀釋裝置吸取待稀釋原液和稀釋液，並且監視稀釋後液體的體積。
13.如權利要求11所述的分析裝置，進一步包括:加液/吸液裝置，其經控制將所述經稀釋的試劑添加到所述反應/搖勻裝置中。
14.如權利要求13所述的分析裝置，進一步包括:廢液泵裝置，其驅動所述加液/吸液裝置將廢液從所述反應/搖勻裝置排出。
15.如權利要求11所述的分析裝置，其中所述第一組液泵包括高精度加液泵和連續加液泵。
16.如權利要求11所述的分析裝置，其中所述第二組液泵包括高精度加液泵和連續加液泵。
17.一種稀釋方法，其包括: 吸取待稀釋的原液； 獲取稀釋液；以及 在稀釋槽或試劑瓶中將所述待稀釋的原液和所述稀釋液混合，並監視混合後的稀釋試劑的液體體積，直到達到預定液體體積。
18.如權利要求17所述的稀釋方法，其中在配比量比較大的清洗液和緩衝液時，在採用連續加液的加液泵來吸取原液和稀釋液。
19.如權利要求17所述的稀釋方法，其中在配比量比較小的高精度配比的混合液時，採用高精度柱塞泵或高精度蠕動泵來吸取原液和稀釋液。
20.如權利要求17所述的稀釋方法，其中採用連續加液的加液泵來吸取稀釋液，採用高精度柱塞泵或蠕動泵來吸取原液。
21.如權利要求17所述的稀釋方法，其中採用針液位探測稀釋混合後的液體體積。
22.如權利要求19-21中任一所述的稀釋方法，其中根據高精度加液泵和/或連續加液泵的流量來定量混合後的液體體積。
23.如權利要求17所述的稀釋方法，進一步包括:清洗稀釋槽，其中採用加稀釋液的加液泵用來加清洗液，而採用相對應的向反應裝置中加經稀釋的試劑的蠕動泵用來吸乾清洗液。
【文檔編號】G01N1/38GK103926135SQ201410195918
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】雷金春 申請人:歐蒙醫學診斷（中國）有限公司