CN206410910U - 一种标准溶液的自动配制工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种标准溶液的自动配制工作站，包括：功能性分区的工作台，工作台上设有机械臂，机械臂通过驱动装置控制，机械臂的行程覆盖工作台上的功能区；移液模块，所述移液模块上设有可拆卸的一次性吸液枪头；控制***，包括用户界面和微处理器。本实用新型自动配置工作站在工作台上设置不同的功能性分区，通过机械臂控制移液模块至不同的分区，在废弃区抛弃一次性吸液枪头，在耗材区换上不同规格的一次性枪头，即可控制实现一次性枪头的更换。同时，本实用新型可以通过多种试剂容器，能够按照浓度梯度自动配置溶液。本实用新型结构简单，集成性强，方便容易使用，具有很强的实用性。

Description

一种标准溶液的自动配制工作站

技术领域

本实用新型涉及配制溶液的技术领域，具体地说是一种标准溶液的自动配制工作站。

背景技术

标准溶液是指一系列已知浓度的溶液，广泛用于生化分析、医学检验等定量分析。在定量分析中，通过配制一系列不同浓度的标准溶液，再通过仪器测量各标准溶液某理化性质感应强度，并绘制与浓度间的标准曲线，用以对未知溶液的浓度进行定量检测。标准溶液的配制方法主要分为：直接配制法和标定法。直接配制法是先准确称取定量的基准物质，溶解后定容成为准确浓度的标准溶液，且低浓度的标准溶液可由较高浓度的标准溶液稀释而成。标定法是针对不能直接配制成准确浓度的标准溶液，可先配制成近似需要的浓度，选后用基准物质进行标定，根据基准物的量及被标定溶液用去的体积，计算被标定溶液的浓度。传统的标准溶液的配制都是基于以上两种方法，人工采用分液器或移液器完成，配置过程还需要人工设计配置流程并计算稀释配比，操作过程费时费力，且由于个人的操作手法及所用的设备存在的误差或操作失误，导致标准溶液的准确度和精密度不能很好的满足实验需求，从而大大影响工作效率。另外，由于一些溶液为有毒有害挥发性液体，人工操作过程具有较高的危险性，极易对操作人员身体造成伤害。

为了解决上述问题，现有市售的多为半自动稀释配置仪，通过连接高精度注射泵或蠕动泵的导管，手持导管在不同试剂瓶内实现溶液的分液和稀释操作。市售的全自动溶液稀释仪器，则是通过连接高精度注射泵或蠕动泵的不锈钢针进行吸液和分液，用载有试剂瓶架的圆形托盘通过转动实现试剂瓶的切换。上述仪器在溶液配置过程中都需用户首先设计配置流程，并在仪器中设置各种溶液的稀释量及分配比例；且在配置过程中需对枪头或不锈钢针的内外壁进行清洗，残留溶液也势必会影响溶液的准确度和精密度；工作效率仍然不高。

发明内容

本实用新型的主要目的是针对现有技术存在的不足提供一种标准溶液的自动配制工作站，以实现自动化配制多个标准溶液，而且配制溶液的准确度和精密性高，工作效率高。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述工作站包括：

功能性分区的工作台，工作台的顶部设有耗材区，所述耗材区内设有若干一次性吸液枪头，工作台的右侧设有废弃区，所述废弃区内设有用于放置吸液枪头的废弃盒，工作台的底部设有试剂区，所述试剂区内设有试剂容器；

所述工作台上设有机械臂，所述机械臂通过驱动装置控制，所述机械臂的行程覆盖工作台上的功能区；

所述机械臂的手部连接有移液模块，所述移液模块上设有可拆卸的一次性吸液枪头；

控制***，包括用户界面和微处理器。

优选的，所述移液模块为集成移液模块。现有技术中的集成移液模块均可实现本实用新型，例如集成Z轴控制的hamilton ZEUS移液模块。

优选的，所述机械臂为直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型、关节型机械臂中的任一种。

更优选的，所述机械臂为二轴直角坐标型机械臂，由相互垂直的X轴机械臂和Y轴机械臂组成。以伺服电机或步进电机为驱动装置，以单轴机械臂为基本工作单元，以滚珠丝杆、同步皮带、齿轮齿条为常用的传动部件，通过程序控制***实现控制和指令发送，从而实现机械臂的移动。机械臂在工作台上移动，控制手部的移液模块移动至工作台上都是各功能区，完成更换一次性吸液枪头、移液、分液、吹打混匀以及丢弃吸液枪头等操作。

优选的，所述用户界面为触摸屏，所述微处理器为单片机。用户通过触摸屏可定义设置溶液参数，且可在溶液配置过程中实时显示和监测工作站各模块当前运行状态和溶液的配置流程。单片机可以通过设定程序，根据用户自定义参数自动设计生成溶液配置流程，如过渡溶液的设置、浓缩液和稀释液的配比、枪头规格的选型等，并控制移液模块和机械臂进行相关的操作动作，如移液模块对一次性枪头的更换、吸液/分液操作、吹打混匀操作，机械臂在样品台不同功能区的移动。

优选的，所述耗材区的一次性吸液枪头呈矩阵排列于枪头盒中。一次性吸液枪头可以为多种规格型号，例如10μL、50μL、300μL、1000μL等，每个枪头盒中排列有一种型号规格的一次性吸液枪头。

优选的，所述试剂区内的试剂容器按竖排从左到右依次分为浓缩液容器、过渡液容器、标准液容器和溶剂容器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种标准溶液的自动配制工作站，该自动配置工作站在工作台上设置不同的功能性分区，通过机械臂控制移液模块至不同的分区，在废弃区抛弃一次性吸液枪头，在耗材区换上不同规格的一次性枪头，即可控制实现一次性枪头的更换。同时，本实用新型可以通过多种试剂容器，能够按照浓度梯度自动配置溶液。本实用新型结构简单，集成性强，方便容易使用，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作台示意图；

其中，1-工作台、2-X轴机械臂、3-Y轴机械臂、4-移液模块、5-枪头盒、6-废弃盒、7-浓缩液容器、8-过渡液容器、9-标准液容器、10-溶剂容器。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例来进一步说明本实用新型：下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

如图1和图2所示，本实用新型的标准溶液的自动配制工作站包括功能性分区的工作台1、X轴机械臂2、Y轴机械臂3、移液模块4和控制***(图中未画出)。其中，功能性分区的工作台1顶部设有耗材区，耗材区内设有若干一次性吸液枪头，这些一次性吸液枪头呈矩阵排列于枪头盒5中。根据需要配置的标准溶液的量，可以设置一次性吸液枪头为10μL、50μL、300μL、1000μL等规格型号。工作台1的右侧设有废弃区，废弃区内设有用于放置吸液枪头的废弃盒6。通过设置耗材区和废弃区，可以实现一次性吸液枪头的更换。工作台1的底部设有试剂区，试剂区内设有试剂容器，试剂容器按竖排从左到右依次分为浓缩液容器7、过渡液容器8、标准液容器9和溶剂容器10，分别用于存放浓度呈阶梯状的浓缩液、过渡液、标准液和溶剂。

X轴机械臂2和Y轴机械臂3通过驱动装置控制，以伺服电机为驱动装置，以单轴机械臂为基本工作单元，以齿轮齿条为传动部件，通过程序控制***实现控制和指令发送，从而实现X轴机械臂2和Y轴机械臂3的移动。X轴机械臂2和Y轴机械臂3的手部连接有移液模块4，移液模块4上设有可拆卸的一次性吸液枪头。通过保证X轴机械臂2和Y轴机械臂3的行程可以覆盖工作台1上的所有功能区，从而使移液模块4可以移动到所有区域，完成一次性吸液枪头的更换以及溶液的移液、分液等动作。控制***包括触摸屏和单片机，与驱动装置通过电连接。

在使用过程中，首先，操作人员首先通过触摸屏输入数据，对溶液的配制的相关参数进行定义。包括浓缩液的选择(如甲醇、乙腈、血清等)，溶剂类型的选择(如去离子水、PBS等)，再自定义浓缩液浓度、标准溶液的浓度及所需体积量。若工作站无用户所用的样品溶液类型，则可基于工作站内相近的溶液参数，对吸液/分液修正曲线、速率等参数进行修改并验证，建立新的溶液类型后再进行选取。然后启动工作站设计阶段，通过程序自动设计并生成配制方案，包括过渡液的级数及浓度，标准溶液、浓缩液、过渡液和溶剂的体积量，每个吸液/分液操作过程中一次性枪头规格的选取，浓缩液和溶剂的总需求体积及各类溶液的试剂瓶的排布需求等，然后在触摸屏上输出显示该配制方案。然后操作人员根据触摸屏提示，确认该配制方案后，再进行浓缩液、稀释液、一次性枪头和试剂瓶的准备，并放置到相应的位置。启动工作站，工作站开始进行自动化、一站式的溶液配制过程，对X轴机械臂2和Y轴机械臂3进行指令控制移液模块4在工作台1上移动，具体控制动作包括：机械臂和移液模块4的位置初始化，移液模块4上吸液枪头的装载/丢弃、移液/分液、吹打混匀。同时在工作站运行过程中，触摸屏实时显示和监测各模块的运行状态和配置流程。最后，操作人员即可取出配置好的标准溶液，同时对配置流程进行保存和打印，并可将数据传送至实验室信息管理***中，便于实验数据的溯源性。

以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的专利范围内。

Claims (7)

1.一种标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述工作站包括：

功能性分区的工作台，工作台的顶部设有耗材区，所述耗材区内设有若干一次性吸液枪头，工作台的右侧设有废弃区，所述废弃区内设有用于放置吸液枪头的废弃盒，工作台的底部设有试剂区，所述试剂区内设有试剂容器；

所述工作台上设有机械臂，所述机械臂通过驱动装置控制，所述机械臂的行程覆盖工作台上的功能区；

所述机械臂的手部连接有移液模块，所述移液模块上设有可拆卸的一次性吸液枪头；

控制***，包括用户界面和微处理器。

2.根据权利要求1所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述移液模块为集成移液模块。

3.根据权利要求1所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述机械臂为直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型、关节型机械臂中的任一种。

4.根据权利要求3所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述机械臂为二轴直角坐标型机械臂，由相互垂直的X轴机械臂和Y轴机械臂组成。

5.根据权利要求1所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述耗材区的一次性吸液枪头呈矩阵排列于枪头盒中。

6.根据权利要求1所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述试剂区内的试剂容器按竖排从左到右依次分为浓缩液容器、过渡液容器、标准液容器和溶剂容器。

7.根据权利要求1所述的标准溶液的自动配制工作站，其特征在于：所述用户界面为触摸屏，所述微处理器为单片机。