CN1495431A - 排液系统 - Google Patents

Abstract

一种排液系统，该系统包括：用于从容器内抽吸和排放溶液的吸嘴；磁铁；及磁铁移动装置，该磁铁移动装置用于支撑磁铁以便磁铁能够移向和移开容器，其中磁铁通过磁铁移动装置移向容器能够将磁性粒子保持在容器内的特定位置上。

Description

排液系统

技术领域

本发明涉及一种排液系统，该系统用于利用容器完成试剂添加，液体抽吸，液体排出，及分离等预定过程中所需的处理。

背景技术

在临床化学，生化学，制药化学等包括化学分析的领域内，反应过程中要完成各种各样的处理，如试剂的添加，液体的抽吸，排出及分离等。例如，在微型板组件或小瓶子等容器内的液体试样中含有目标物质的情况下，在液体试样中加入用于将目标物质保持在它们各自的表面上的磁性粒子。目标物质保持在磁性粒子的表面上后，上层清液被吸出和排放出，由此能够将目标物质与液体试样分离。

在这种处理中，只有上层清液被吸出和排放出而没有排放出容纳目标物质的磁性粒子。为此使磁铁靠近容器以将磁性粒子收集在一个地点。

诸如使用磁性粒子分离处理的传统处理是通过手动操作或通过设有多个柱塞的抽吸机构完成的。

诸如手动分离的传统处理需要麻烦的操作，如使磁铁靠近容器的操作及通过吸液管等排放上层清液的操作。在布置许多微型板，小瓶子等细小容器用于处理的情况下，处理需要花费很长的时间。

另一方面，为了通过柱塞致动多个微型吸液管，把多柱塞抽吸机构用于自动分离的系统需要一个高精度控制每个柱塞的致动机构。因此该系统结构复杂并昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排液系统，该系统能够利用简单的机构完成抽吸，排放，分离等处理。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面提供一种排液系统，该系统包括用于从容器内抽吸和排放溶液的吸嘴及吸嘴移动装置。吸嘴移动装置包括支撑装置和推动装置，支撑装置用于支撑吸嘴朝着容器移动而推动装置用于推动吸嘴朝着容器移动。吸嘴移动装置能够将吸嘴定位并使吸嘴的末端同容器的内壁表面接触。

根据本发明的第一方面，支撑装置使吸嘴靠近容器以便吸嘴的末端接触容器底部的内壁表面。推动装置朝着容器推进吸嘴，支撑装置支撑着吸嘴移动。如果在吸嘴接触到容器底部的内壁表面后支撑装置进一步朝着容器移动，那么吸嘴端部能够保持与底部的内壁表面接触。这种情况下，吸嘴从容器内抽吸和排放溶液。溶液被抽吸和排放后在将吸嘴从容器内分离时，由推动装置朝着容器推动的吸嘴可以自然地返回到其初始位置。

因此，利用吸嘴移动装置吸嘴能够被定位在容器的底部并且不需要对吸嘴进行定位控制。另外，通过将吸嘴定位在容器的底部能够减少溶液的残留量。

根据本发明的第二方面提供一种排液系统，该系统包括用从容器内抽吸和排放溶液的吸嘴及磁性粒子容纳装置。磁性粒子容纳装置包括磁铁和磁铁移动装置，磁铁移动装置用于支撑磁铁以便能够将磁铁移向和移开容器。磁性粒子容纳装置的磁铁移动装置能够将磁铁移向容器且磁铁能够将磁性粒子保持在容器内的特定位置上。

根据本发明的第二方面，如果磁铁通过磁铁移动装置靠近容器，那么容器内容纳着目标物质的磁性粒子就能够自动被收集到容器的内壁表面上。磁性粒子被收集的位置依赖于磁铁靠近容器的位置。通过将吸嘴末端的位置从磁性粒子被收集的位置移开可以只吸出溶液。

磁铁移动装置可以设置为偏心凸轮，由此通过凸轮将磁铁朝着容器移动可以使磁铁移向和移开容器。

根据本发明的第三方面提供一种排液装置，该装置包括多个吸嘴和溶液排放装置，这些吸嘴用于从容器内抽吸和排放溶液。溶液排放装置包括通过管子将吸嘴与每个分支端连接的多歧管，通过多歧管从容器内抽吸溶液的抽吸泵，及液体输送装置，该输送装置用于将液体供给到多歧管与每个吸嘴之间的管子内由此用液体将管子注满。当抽吸泵抽吸运转时，溶液排放装置通过吸嘴和多歧管从容器内同时抽吸和排放溶液。

根据本发明的第三方面，利用一个抽吸泵通过多个吸嘴抽吸溶液可以通过将这些吸嘴同多歧管连接实现。另外，利用液体输送装置通过将液体注满多歧管与每个吸嘴之间的管子，可以将容器内的溶液吸出并同时从吸嘴内将其排出并且不会产生只吸出空气的空吸，即使容器的任何一部分是空的。

根据溶液排放装置的例子，在抽吸泵与多歧管之间确保有合适的容量和阻力，另外在多歧管与吸管之间也确保有合适的容量。如果吸嘴和每个多歧管之间的空间容量比容器的容量大，那么，在容器内所有的溶液被吸出之前在多歧管内可以确保一个负压，由此能够维持稳定的抽吸。另外，通过在吸嘴与多歧管之间确保合适的阻力能够得到合适的抽吸速度。

另外，多歧管与抽吸泵之间的容量能够吸收抽吸泵启动或停止运转时所引起的压力突然变化，由此通过吸嘴减缓抽吸的启动和停止能够防止磁性粒子被从容器内排出。通过在多歧管和抽吸泵之间确保合适的阻力也能够得到合适的抽吸速度。

为了确保多歧管与抽吸泵之间的合适容量，可以在多歧管与抽吸泵之间连接具有合适容量的管子或缓冲罐。

根据本发明的第四方面提供一种排液系统，该系统包括上述所有的装置，这些装置包括吸嘴移动装置，磁性粒子容纳装置，及溶液排放装置。

附图说明

在下面接合附图对优选实施例的描述中能更清楚的理解本发明上述及其他目的和特征。

图1为本发明排液系统的结构轮廓图；

图2为图1所示排液系统的工作流程图；

图3A至图3D为描述图1所示排液系统的吸嘴工作图；

图4A至图4D为图1所示排液系统磁性粒子容纳装置的运转和结构图；

图5A至图5C为图1所示排液系统吸嘴移动装置例子的运转和结构图；

图6A至图6C为图1所示排液系统另一个吸嘴移动装置例子的运转和结构图；

图7为图1所示排液系统的吸嘴末端的结构放大图；

图8A和图8B为图1所示排液系统吸嘴的一个变形。

具体实施方式

下面参考图1对本发明排液系统进行概要说明。

排液系统1包括多个吸嘴2，吸嘴移动装置3，磁性粒子容纳装置4，及溶液排放装置5。移动装置3将吸嘴2移向或移开诸如微型板组件的容器6。容纳装置4将磁性粒子保持在容器6内，由此防止磁性粒子被吸嘴2吸出。排放装置5使吸嘴2将溶液吸出容器6并排放到容器5f内。

容器6并不限于微型板组件，其可以是小瓶子等其他任何能够盛放液体试样的容器。将用于保持目标物质的磁性粒子放入容器6。在下面描述的本发明的实施例中，容器6采用的是微型板组件。

吸嘴2的各个末端单个地插进微型板组件的井槽6a内，由此抽吸或排放液体试样等溶液。吸嘴移动装置3能够容易地将吸嘴2移向或移开微型板组件6并将吸嘴2定位在井槽6a内。

吸嘴移动装置3包括用于支撑着吸嘴2移向或移开微型板组件6的支撑装置和用于推动吸嘴2移向微型板组件6的推动装置。支撑装置将吸嘴2移向微型板组件6。另外，在吸嘴端部同井槽6a接触后，推动装置将吸嘴2的各个末端单个定位在微型板组件6的井槽6a内的特定位置上并且不需要控制支撑装置的位置。

磁性粒子容纳装置4利用磁力收集微型板组件6的井槽6a内的磁性粒子并防止它们同溶液一起被吸嘴2吸出。容纳装置4包括磁铁8和移动机构，磁铁8与微型板组件6的底侧相对放置，移动机构能够将磁铁8移向和移开微型板组件6。

溶液排放装置5通过吸嘴2同时抽吸和排放微型板组件6内的溶液。排放装置5包括具有分支端的多歧管5b，将每个分支端和吸嘴2单个相连的管子5a，用于通过多歧管从吸嘴2内抽吸溶液的抽吸泵5c，及将液体供给到管子5a以用液体将它们注满的液体输送装置(开关阀5d，输送泵5e，清洁液体容器5f，清洁液体5g等)。

由于溶液排放装置5的多歧管5b同吸嘴2连接，因此液体能够被单个抽吸泵5c吸出。另外，延伸在多歧管5b和吸嘴2之间的管子5a由液体输送装置用液体注满。如果微型板组件6的任何一个井槽6a是空的，井槽6a内溶液能够自动地通过吸嘴2同时被抽吸和排放并且不会产生只有空气被吸出的空吸。

例如，如果将多歧管5b与位于分支端的吸嘴2连接起来的管子5a的容量设置的比微型板组件6的容量大，多歧管5b到抽吸泵5c之间的部分能够保持负压，那么微型板组件6内的整个溶液能够稳定地被吸出。另外，通过使管子5a具有适当的阻力能够适当地调整抽吸的速度。

在开关阀5d和抽吸泵5c之间可以设置一个缓冲罐5h作为调整从多歧管到抽吸侧部分的容量和阻力。缓冲罐5h具有特定的容量和阻力，因此如果抽吸泵运转启动或停止时产生任何突然的压力变化其易于使吸嘴2的抽吸操作柔和。如果在微型板组件6内的溶液被全部吸出之前泵停止运转，尤其是，即使是在泵停止运转后在缓冲罐5内负压作用下溶液继续被吸出，那么可以将微型板组件6撤离。这样操作时，负压随时间而降低，那么抽吸能够缓缓地结束。因此，能够防止吸出磁性粒子。

通过布置在多歧管5b与抽吸泵5c之间的管子也可以替代缓冲罐5h来调节容量和阻力。

下面参考流程图2对排液系统的运行进行概括的描述。

首先，在步骤S1到步骤S3的过程中，用液体将管子5a注满。这样做即使是微型板组件6的任何井槽是空的也不会发生空吸同时还能实现吸嘴2的抽吸。

吸嘴移动装置3将吸嘴2移动到与微型板组件6相距一定距离的位置上(步骤S1)。接着，转换开关阀5d使得多歧管5b同输送泵5e连通(步骤S2)。输送泵5e从清洁液体容器5f内吸出清洁液体5g，于是多歧管5b与吸嘴2之间的管子5a被清洁液体5g注满(步骤S3)。

在步骤S3的过程中，吸嘴2a和2b以及管子5a能够从中空的状态(图3A)转换到注满液体的状态(图3B)。因此，如图3B所示，通过将吸嘴2a和2b以及管子5a用液体注满，即使是微型板组件6中的一个井槽6a是空的，管子5a内的液体也能够被吸出，如图3C所示。相应地，能够防止发生只吸出空气而不吸出液体的情况。用液体将管子5a注满的操作也可用来净化吸嘴。

图3D所示的情况为井槽6a内的液体被吸出而吸嘴2a和2b以及管子5a是空的，这种情况下，如果其中一个井槽6a是空的，那么空气就通过它被吸出。如果采用的不是高抽吸速度的泵，那么其他井槽6a内的液体就无法吸出。也许这个速度太高以至于无法防止磁性粒子同液体一起被吸出。

然后，磁性粒子容纳装置4使磁铁8移向微型板组件6的底侧(步骤S4)，那么磁铁8就将磁性粒子保持在微型板组件6各个井槽6a的内壁表面上(步骤S5)。

下面参考图4A至4D对磁性粒子容纳装置4的一个例子进行描述。图4A至4B分别为磁性粒子容纳装置4的侧视图和主视图，其中磁铁8远离微型板组件6。4C至4D分别为磁性粒子容纳装置4的侧视图和主视图，其中磁铁8靠近微型板组件6。

磁性粒子容纳装置4包括第一支撑板4a和第二支撑板4e。第一支撑板4a同磁铁8配合。当基板4g上面的偏心凸轮4i转动，第二支撑板4e在4g上设置的多个支撑柱4f的导引下(在垂直方向上)移向和移开基板4g。第二支撑板4e位于第一支撑板4a的正下方，并且弹簧4c放置在第一支撑板4a与第二支撑板4e之间。如果第二支撑板4e随偏心凸轮4i转动而上升，那么该运动通过弹簧4c传递给第一支撑板4a并使得第一支撑板4a上升。凸轮4I由固定在基板4g上的电机4h驱动。凸轮4i的转动使轴承4j和支持件4k升起或降低第二支撑板4e。

轴4b的一端固定在第一支撑板4a上。另外，第二支撑板4e装备有轴保持器4d其能够容纳轴4b的末端用于滑动。弹簧4c安装在轴4b上。因此，第一支撑板4a由弹簧4c支撑在第二支撑板4e的上方。另外，轴4b和轴保持器4d也可以分别固定在第二和第一支撑板4e和4a上。

当偏心凸轮4I转动第二支撑板4e移动到其下部位置时，第一支撑板4a也移动到其下部位置，即离开微型板组件6的底面的位置。另一方面，如果偏心凸轮4I进一步转动从而将第二支撑板4e升起，那么第一支撑板4a也通过弹簧4c升起并位于靠近微型板组件6的底面的位置。这种情况下，磁铁8分别就位在微型板组件6底面上的凹槽6d内。因此，井槽6a内磁性粒子就被磁铁8吸引和收集起来。

图5A至图5C所示为磁性粒子被收集在其中一个井槽6a底部6b内壁表面上的情况。

如果在将第一和第二支撑板4a和4e之间的距离调整到支撑板4a与微型板组件6的底部6c接触之后第二支撑板4e还进一步升高，那么弹簧4c收缩以吸收第二支撑板4e的上升(图4C和图4D)。因此，由于弹簧4c收缩并且不控制第二支撑板4e或类似件的位置那么每个磁铁8能够在底部6c就位于微型板组件6相应的凹槽6d内。

接着，吸嘴移动装置3将吸嘴2移向微型板组件5(步骤S6)。图5A至图5C和图6A至图6C给出了吸嘴移动装置3的两个例子。

在图5A至图5C所示的吸嘴移动装置3A中，吸嘴2由导引件3c可滑动地支撑并通过轴环3b由弹簧3a朝着微型板组件6推动。

在图6A至图6C所示的吸嘴移动装置3B中，吸嘴2由导引件3c可滑动地支撑并通过轴环3b由重物3d朝着微型板组件6推动。

在下面描述的实施例中，将把图5A至图5C所示的吸嘴移动装置3作为图1中所示的吸嘴移动装置。

在吸嘴移动装置移向微型板组件6时，吸嘴2的末端2A接近与其相应的微型板组件6的井槽6a并且邻近井槽6a的底部6b(步骤S7)。

如果吸嘴移动装置3进一步移向微型板组件6，弹簧3a吸收该额外的移动，那么吸嘴2的末端2A就能够维持与底部6b的接触。由此吸嘴2能够相对于微型板6容易地定位并且不需要对吸嘴移动装置3进行任何特别的位置控制。

然后，转换开关阀5使多歧管5b与抽吸泵5c或缓冲罐5h接通(步骤S8)，抽吸泵5c将溶液从微型板组件6的井槽6a内吸出(步骤S9)。在抽吸过程中，预先注入管子5a的清洁液体首先被吸出，与此同时井槽6a内的溶液被抽吸进管子5a内。另外，在抽吸过程中，磁性粒子7由磁铁8收集和保持，并且由于管子5a内注满了液体，所以能够以低的抽吸速度吸出溶液。由此磁性粒子7不会被吸嘴2的抽吸排出。

如果微型板组件6的容量比管子5a的容量大以便在抽吸过程中将管子5a排空以通过其他的吸嘴降低抽吸的效率，那么抽吸效率的增加可以在上升步骤S1到步骤S3中通过用液体重复地将管子5a注满实现。

在抽吸结束后，通过吸嘴移动装置3将每个吸嘴2同微型板组件6分离(步骤S10)。这样吸嘴2可以通过弹簧3a的推力返回并通过轴环3b就位在其初始位置上。

转换开关阀5d使多歧管5b同输送泵5e连通(步骤S11)，并通过泵5e将清洁液体容器5f内的清洁液体5g注入管子5a和吸嘴2，由此净化管子5a和吸嘴2(步骤S12)。

图7所示为图1中所示吸嘴2的一个例子，其中吸嘴2具有一个倾斜的末端2A。吸嘴2末端2A的斜坡能够防止末端2A的开口关闭，即使是末端2A接触到其相应井槽6a的底部。

图8A和图8B所示为多个吸嘴2，吸嘴移动装置3分别同它们连接。如果吸嘴2的各个末端相对于微型板组件6的位置(高度)不相等，那么根据这样布置，吸嘴移动装置3的支撑装置和推进装置能够满意地使吸嘴的端部同井槽6a接触并且不需要任何特别的位置控制。

如果图1中的输送泵5e为常量输送泵，那么通过吸嘴2能够以固定的速率注射试剂。即使是以图8A所示的方式布置多个吸嘴2，通过分别调整多歧管5b和管子5a的阻力也能够以所希望的速率分送试剂。

根据本发明的实施例，使用吸嘴移动装置，磁性粒子容纳装置，溶液排放装置，或它们的接合能够容易地实现吸液和排液并且不需要对定位进行特别的控制。

另外，溶液能够同时通过多个吸嘴抽吸和排放，与此同时还能够清洁这些吸嘴。

如上所述，根据本发明的排液系统，抽吸，排放和分离等过程可以利用简单的机构完成。

Claims (1)

1.一种排液系统，该系统包括：

用于从容器内抽吸和排放溶液的吸嘴；

磁铁；及

磁铁移动装置，该磁铁移动装置用于支撑磁铁以便磁铁能够移向和移开容器，其中：

磁铁通过磁铁移动装置移向容器能够将磁性粒子保持在容器内的特定位置上。

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