一種溶液攪拌混勻方法與流程

2023-10-11 15:38:34 1

本發明涉及生化分析技術領域，尤其涉及一種溶液攪拌混勻方法。

背景技術：

生物化學自動分析裝置用於將血液、尿以及唾液等作為試樣，通過將該試樣和試劑注入被稱為反應杯的透明測定容器內使兩者發生反應，並對由該試樣和試劑構成的反應液經攪拌混勻後，進行光學測定，從而進行試樣的生物化學分析。

在將試劑和試樣兩者注入反應杯容器內之後，在反應杯內對試劑和試樣進行攪拌混勻，以使試劑與試樣充分進行混勻後反應。在生物化學自動分析裝置中，從提高攪拌均勻效果的目的，要求能夠短時間使反應液混合，通過攪拌機構充分混勻。另外，從降低試劑消耗量的目的出發，要求攪拌機構能在能分析微量的反應液的微量的反應杯內混合反應液。

在利用了攪拌棒旋轉的攪拌機構中，確認出現了當達到穩態狀態時流體沿上下方向分離為多層的現象，研究結果表明所分離的層數和層間的物質的傳播速度會影響所攪拌的反應液的均勻性。由於層間的物質的傳播速度低於層內的物質的傳播速度，因此所分離的層數越多則反應液的均勻性越降低。另外，在試樣容器的寬度短、反應液量多、試樣容器內的反應液粘性高的情況下，出現了分離的層數變多的趨勢。由於在生物化學領域使用了各種液性和液量的試劑，因此難以控制分離的層數，特別是難以在與微量反應液相對應的微小試樣反應杯內通過短時間進行攪拌而使溶液變均勻。

因此，現有技術還有待於改進和發展。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種溶液攪拌混勻方法，從而克服現有的溶液攪拌方法難以控制流體分離的層數，攪拌效率低，不能在短時間內達到混勻效果的問題。

本發明的技術方案如下：

一種溶液攪拌混勻方法，基於具有攪拌棒的攪拌裝置，其中，所述溶液攪拌混勻方法包括步驟：攪拌混勻待混合溶液時，控制攪拌裝置的攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉的同時，沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述攪拌棒裝置包括：電機固定臂，設置在所述電機固定臂上用於帶動所述攪拌棒旋轉攪拌待混合溶液的攪拌電機，設置在所述攪拌電機的輸出軸上的所述攪拌棒，及設置在所述電機固定臂下端用於帶動所述電機固定臂水平運動的驅動電機；所述溶液攪拌混勻方法包括步驟：控制攪拌電機運動，帶動攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉，同時控制驅動電機運動，帶動電機固定臂和攪拌電機水平運動，從而控制攪拌棒沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述電機固定臂為一旋轉擺臂，所述驅動電機為用於驅動所述旋轉擺臂作水平旋轉運動的第一電機；當第一電機驅動旋轉擺臂水平旋轉運動時，攪拌棒在待混勻溶液中形成的所述預定水平運動軌跡為一圓弧運動軌跡；所述溶液攪拌混勻方法具體包括步驟：當攪拌棒位於待混勻溶液中進行攪拌混勻時，控制攪拌電機帶動攪拌棒自身旋轉，同時控制第一電機驅動旋轉擺臂左右往復旋轉運動，以帶動攪拌棒在待混勻溶液中沿所述圓弧運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，控制第一電機驅動旋轉擺臂以預定擺動角度左右往復旋轉運動，以帶動攪拌棒在待混勻溶液中沿所述圓弧運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述驅動電機為帶動所述電機固定臂沿一預定直線軌道作水平直線運動的第二電機； 當第二電機驅動電機固定臂沿所述預定直線軌道水平直線運動時，攪拌棒在待混勻溶液中形成的所述預定水平運動軌跡為一直線運動軌跡；所述溶液攪拌混勻方法具體包括步驟：當攪拌棒位於待混勻溶液中進行攪拌混勻時，控制攪拌電機帶動攪拌棒自身旋轉，同時控制第二電機沿所述預定直線軌道左右往復直線運動，以帶動攪拌棒在待混勻溶液中沿所述直線運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述攪拌裝置還包括一用於帶動所述電機固定臂垂直升降的升降電機；所述溶液攪拌混勻方法還包括步驟：在攪拌混勻待混合溶液之前，先控制升降電機帶動電機固定臂垂直下降，使攪拌棒下端下降至距待混勻溶液底部預定高度處，然後開始進行攪拌。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述預定高度為1~2mm。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，當控制攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉的同時沿預定水平運動軌跡作左右往復運動時，控制攪拌棒水平運動的最遠端與盛裝待混勻溶液的容器壁的間距不小於一預定安全距離。

所述的溶液攪拌混勻方法，其中，所述預定安全距離為0.1~2mm。

本發明的有益效果是：本發明所述溶液攪拌混勻方法，通過在待混勻溶液中使攪拌棒旋轉運動的同時，進行左右水平方向的往復運動，能夠在穩定狀態下攪亂沿左右方向分布的流體，從而破壞了穩態下的流體各層的分界面，增大了物質的傳播速度，能夠使物質高效地在相互接觸傳播，提高了攪拌效率，從而能夠在短時間內達到混勻效果的目的。

附圖說明

圖1是本發明所述攪拌裝置較佳實施例的結構示意圖。

圖2是本發明實施例中一種生化分析裝置的局部結構示意圖。

圖3是本發明所述攪拌棒的圓弧運動軌跡示意圖。

圖4是本發明所述預定安全距離的示意圖。

圖5是本發明所述溶液攪拌混勻方法的原理示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種溶液攪拌混勻方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明提供一種溶液攪拌混勻方法，其中，所述溶液攪拌混勻方法基於一攪拌裝置；所述攪拌棒裝置包括：攪拌棒，用於帶動攪拌棒自身旋轉攪拌待混合溶液的攪拌電機，用於固定所述攪拌電機的電機固定臂，及用於帶動所述電機固定臂水平運動的驅動電機；所述溶液攪拌混勻方法包括步驟：攪拌混勻待混合溶液時，控制攪拌裝置的攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉的同時，沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

本發明通過控制攪拌棒旋轉運動的同時進行左右圓弧方向往復運動，能夠在穩定狀態下攪亂沿左右方向分布的流體，使物質高效地在相互接觸傳播，並且能夠提高攪拌效率，特別適用於在試樣容器內需要短時間攪拌混勻的情況。

本發明攪拌裝置的較佳實施例，如圖1所示，包括攪拌棒1，用於帶動攪拌棒1旋轉攪拌待混合溶液的攪拌電機2，用於固定所述攪拌電機2的電機固定臂3，及用於帶動所述電機固定臂3水平運動的驅動電機4；用於帶動所述電機固定臂3垂直升降的升降電機5；及用於固定升降電機5的固定底座7。

更具體的，如圖1所示，所述攪拌棒1設置在攪拌電機2的輸出軸上，攪拌電機2固定設置在所述電機固定臂3上，驅動電機4設置在電機固定臂3的下端的升降軸6上，升降軸6設置在固定座7上，升降電機5設置在固定座7上通過一升降驅動連接件8與升降軸6連接，帶動升降軸6和電機固定臂3垂直升降。

本發明第一實施例中，如圖1所示的攪拌裝置，所述電機固定臂3為一旋轉擺臂，所述驅動電機4為用於驅動所述旋轉擺臂作水平旋轉運動的第一電機。

在第一實施例中，基於圖1所示的攪拌裝置，所述溶液攪拌混勻方法包括步驟：攪拌混勻待混合溶液時，控制攪拌裝置的攪拌棒1在待混勻溶液中自身旋轉的同時，沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

其中，實現攪拌棒控制的方法，也即是所述溶液攪拌混勻方法的具體實施步驟，包括：控制攪拌電機2運動，帶動攪拌棒1在待混勻溶液中自身旋轉，同時控制驅動電機4運動，帶動電機固定臂3和攪拌電機2水平運動，從而控制攪拌棒1沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

更具體的，當第一電機驅動旋轉擺臂水平旋轉運動時，如圖3、圖4所示，攪拌棒1在待混勻溶液中形成的所述預定水平運動軌跡為一圓弧運動軌跡B；當攪拌棒1位於待混勻溶液中進行攪拌混勻時，控制攪拌電機2帶動攪拌棒1自身旋轉，同時控制第一電機驅動旋轉擺臂左右往復旋轉運動，以帶動攪拌棒1在待混勻溶液中沿所述圓弧運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

請一併參見圖2、圖3所示，圖2所示的為一種生化分析裝置的局部結構，其具有第一實施例所述的攪拌裝置100，其中的比色杯200（盛裝待混勻溶液的容器）均勻的設置在恆溫裝置300的圓周上，恆溫裝置旋轉時，形成如圖3所示的比色杯的圓形旋轉軌跡A；而旋轉擺臂旋轉擺動時，帶動攪拌棒運動，形成如圖3所示的攪拌棒的圓弧運行軌跡B，而攪拌棒的圓弧運動軌跡B與比色杯的圓形旋轉軌跡A相交的兩點處為攪拌混勻位置。可以理解的是，圖3、圖4中的攪拌棒的圓弧運行軌跡B包括圖5中的圓弧運動軌跡b和圓弧運動軌跡c兩種情況。

進一步的，如圖3所示，為了最大限度的實現攪拌棒混勻功能，在攪拌棒下降到比色杯內部時，控制旋轉擺臂在m角度範圍內擺動。也即是可以控制第一電機驅動旋轉擺臂以預定擺動角度左右往復旋轉運動，以帶動攪拌棒在待混勻溶液中沿所述圓弧運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。所述預定擺動角度可以設置為1~10°，具體可根據實際情況和需要選擇，在不碰撞盛裝待混勻溶液的容器壁的情況下，可以儘可能選擇較大的擺動角度，以最大可能的破壞穩態下的流體各層的分界面。例如，所述預定角度可以設置為2°、5°、8°等。

進一步的，如圖3、圖4所示，為了防止攪拌棒與盛裝待混勻溶液的容器壁（比色杯壁）發生碰撞損壞，反應杯兩側需要各留出一定的安全距離n。因此，當控制攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉的同時沿預定水平運動軌跡作左右往復運動時，應控制攪拌棒水平運動的最遠端與盛裝待混勻溶液的容器壁的間距不小於一預定安全距離。所述預定安全距離可以設置為0.1~2mm，具體可根據實際需要選擇設置，例如可以設置為0.2mm、1mm。

本發明的第二實施例中，攪拌裝置與第一實施例的基本相同，所不同的是，第二實施例的攪拌裝置中，所述驅動電機為帶動所述電機固定臂沿一預定直線軌道作水平直線運動的第二電機。所述預定直線軌道未示出，但是可以理解的是，所述攪拌裝置整體設置在所述預定直線軌道上，從而實現第二電機能夠帶動所述電機固定臂沿一預定直線軌道作水平直線運動。

在第二實施例中，所述溶液攪拌混勻方法同樣也包括步驟：攪拌混勻待混合溶液時，控制攪拌裝置的攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉的同時，沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。其中實現攪拌棒控制的方法也同樣為：控制攪拌電機運動，帶動攪拌棒在待混勻溶液中自身旋轉，同時控制驅動電機運動，帶動電機固定臂和攪拌電機運動，從而控制攪拌棒沿預定水平運動軌跡作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

與第一實施例不同的是，當第二電機驅動電機固定臂沿所述預定直線軌道水平直線運動時，攪拌棒在待混勻溶液中形成的所述預定水平運動軌跡為一直線運動軌跡a（如圖5所示）；當攪拌棒位於待混勻溶液中進行攪拌混勻時，控制攪拌電機帶動攪拌棒自身旋轉，同時控制第二電機沿所述預定直線軌道左右往復直線運動，以帶動攪拌棒在待混勻溶液中沿所述直線運動軌跡a作左右往復運動，攪拌待混勻溶液。

另外，可以理解的是，溶液攪拌混勻之前，需要先將攪拌棒下降到反應杯（比色杯）內部，因此，所述溶液攪拌混勻方法還包括步驟：在攪拌混勻待混合溶液之前，先控制升降電機帶動電機固定臂垂直下降，使攪拌棒下端下降至距待混勻溶液底部預定高度處，然後開始進行攪拌。其中，所述預定高度可以為1~2mm。也即是，攪拌棒下端面距離反應杯底部1~2mm。

本發明的溶液攪拌混勻方法中，攪拌棒1在待混勻溶液中形成的所述預定水平運動軌跡整體上包括兩種情況：直線運動軌跡a和圓弧運動軌跡B，而圓弧運動軌跡B又可細化為兩個不同方向的圓弧：圓弧運動軌跡b和圓弧運動軌跡c（如圖5所示），其中，圓弧運動軌跡b和圓弧運動軌跡c分別對應於圖3中攪拌棒的圓弧運動軌跡B與比色杯的圓形旋轉軌跡A相交兩點的不同情況。

參見圖5所示，本發明溶液攪拌混勻方法中，攪拌棒的具體工作過程為：攪拌棒1下降到待攪拌混勻溶液400內部，攪拌棒1下端面距離溶液底面1~2mm處，在其自身旋轉的同時左右擺動1次至多次後，向上移動出比色杯200，然後攪拌完成的比色杯可以移動到測定裝置處測值。其中的攪拌混勻順序如圖5所示的從左至右依次進行。

在本發明中，通過使攪拌棒進行旋轉運動的同時左右圓弧方向往復運動，能夠使攪拌對試樣與試劑或反應液高效地混合起來。通過在反應液內使攪拌棒旋轉運動同時進行左右圓弧方向往復運動，從而破壞了穩態下的流體各層的分界面，增大了物質的傳播速度，從而能夠進行高效的攪拌混勻。

綜上所述，本發明所述溶液攪拌混勻方法，通過在待混勻溶液中使攪拌棒旋轉運動的同時，進行左右水平方向的往復運動，能夠在穩定狀態下攪亂沿左右方向分布的流體，從而破壞了穩態下的流體各層的分界面，增大了物質的傳播速度，能夠使物質高效地在相互接觸傳播，提高了攪拌效率，從而能夠在短時間內達到混勻效果的目的。

應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。