CN208574655U - 一种移液机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移液机构，属于实验仪器领域。所述移液机构包括：输液装置、混匀装置、接液板、隔板装置和安装架。该移液机构移液时不需要使用移液吸头或移液工作站，它提高了加液速度和效率、降低了移液成本和规避了交叉污染的风险。

Description

一种移液机构

技术领域

本实用新型涉及实验仪器领域，特别涉及一种移液机构。

背景技术

移液操作经常出现在生物医学和化学实验中。为了高通量地转移化学试剂方便，通常采用自动移液工作站代替手动移液器并用大量的高质量的吸头实现自动转移化学试剂的目的。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：

自动移液工作站在转移化学试剂时，移液速度很慢，移液的成本很高而且较易产生交叉污染，例如向96孔板内转入6种不同的试剂时，自动移液工作站的机械臂需要进行如下操作：精准地***并提起96个吸头、吸入试剂、释放试剂、混匀试剂、扔弃吸头，再次重复上述操作5次用于转移6种不同化学试剂，该过程缓慢进行，而且吸头需要具有较高的质量，否则机械臂无法精准地将其***并提取以及吸入试剂。由此可见，这种自动移液工作站移液过程繁琐且移液过程缓慢进行，这降低了移液的工作效率；同时，在此过程中共需要消耗掉 576个高质量的吸头，高质量的吸头成本较高而增加了移液成本；另外，这种移液方式最大的风险或隐患是移液路径中所产生的交叉污染：当机械臂提起96个吸头，从试剂盘吸入试剂，移至96孔板内释放并混匀试剂，移动至垃圾箱扔弃吸头，在这个移液的路径中无任何隔板挡住可能从吸头滴落下的液体或松动的吸头的脱落掉下到96板上而产生的交叉污染。

实用新型内容

为了解决现有技术中自动移液工作站的加液工作效率低、成本高且易产生污染的问题，本实用新型实施例提供了一种移液机构。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种移液机构，所述移液机构包括：输液装置、混匀装置、接液板、隔板装置和安装架，所述输液装置包括：输液器、输液器安装架、输液器驱动单元和多个输液单元，所述输液器包括与所述多个输液单元一一对应的密封腔，各所述密封腔并排安装在一起，每个所述密封腔的底部均安装有与所述接液板的孔格对应布置的多个针头，每个所述针头分别与各自对应的所述密封腔连通，所述输液器安装在所述输液器安装架的底部，所述输液器驱动单元固定在所述安装架上，所述输液器驱动单元被配置为驱动所述输液器安装架使所述输液器上下移动。

所述多个输液单元均包括：试剂供应器和试剂流量控制器，对于任一个所述输液单元，所述试剂供应器的出液口与所述试剂流量控制器的进液口连通，所述试剂流量控制器的出液口与每个所述密封腔连通。

所述混匀装置包括：混匀板、混匀板安装架和混匀板驱动装置，所述混匀板安装架固定在所述安装架上，所述混匀板驱动装置驱动安装在所述混匀板安装架上，所述混匀板安装在所述混匀板安装架的底部，所述混匀板的底部设置有与所述接液板的孔格一一对应的混匀棒，所述混匀板驱动装置被配置为驱动所述混匀板安装架使所述混匀棒在所述接液板的孔格内上下移动；

所述隔板装置包括：隔板和隔板驱动装置，所述隔板布置在所述混匀棒的下方，所述隔板驱动装置固定在所述安装架上，且所述隔板驱动装置被配置为驱动所述隔板在所述混匀棒的下方水平移动。

具体地，所述接液板为1孔板、4孔板、6孔板、12孔板、24孔板、96孔板或384孔板。

进一步地，所述移液机构还包括：滑轨和限位卡框，所述混匀板与所述输液器并排布置，所述滑轨沿所述混匀板和所述输液器布置的方向设置在所述安装架上，所述限位卡框滑动安装在所述滑轨上，所述限位卡框的顶面上设置有卡槽，所述接液板卡装在所述卡槽内。

进一步地，所述移液机构还包括：限位卡框驱动装置，所述限位卡框驱动装置包括：皮带、皮带轮、固定杆和固定在所述安装架上的电机，所述固定杆固定在所述滑轨的侧壁上，所述皮带轮为两个，两个所述皮带轮分别安装在所述电机的输出轴和所述固定杆上，所述皮带套装在两个所述皮带轮上，且所述皮带与所述滑轨平行布置，所述限位卡框固定在所述皮带上。

进一步地，所述输液器驱动单元包括：输液器驱动电机、输液器驱动安装板、输液器皮带、丝杆、丝杆螺母块、丝杆螺母滑块和丝杆螺母滑轨，所述输液器驱动安装板固定在所述安装架上，所述输液器驱动电机固定在所述输液器驱动安装板的底部上，且所述输液器驱动电机的输出轴和所述丝杆均穿过所述输液器驱动安装板，所述输液器皮带布置在所述输液器驱动安装板的顶面上，且所述输液器皮带分别传动套设在所述输液器驱动电机的输出轴和所述丝杆上，所述丝杆螺母块与所述丝杆通过螺纹配合且所述丝杆螺母块固定在所述输液器安装架上，所述丝杆螺母滑轨安装在所述输液器驱动安装板上，所述丝杆螺母滑块固定在所述丝杆螺母块上，且所述丝杆螺母滑块滑动设置在所述丝杆螺母滑轨上。

进一步地，所述隔板驱动装置包括：隔板驱动电机、隔板驱动安装板、隔板转动轴、隔板皮带和隔板安装杆，所述隔板驱动安装板固定在所述安装架上，所述隔板驱动电机固定在所述隔板驱动安装板的底部上，且所述隔板驱动电机的输出轴和所述隔板转动轴均穿过所述隔板驱动安装板，所述隔板皮带布置在所述隔板驱动安装板的顶面上，且所述隔板皮带分别传动套设在所述隔板驱动电机的输出轴和所述隔板转动轴上，所述隔板安装杆的一端安装在所述隔板皮带上，所述隔板安装杆的另一端安装在所述隔板的底部。

具体地，所述多个针头与所述接液板的每列孔格一一对应布置。

进一步地，所述试剂流量控制器为：蠕动泵、隔膜泵、计量泵、注射泵、注塞泵、活塞泵或自吸水泵。

具体地，所述输液器安装在所述安装架的侧壁上，所述试剂供应器布置在所述输液器上方的所述安装架内。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：该移液机构可以通过试剂流量控制器控制每个输液单元的输液情况，当需要某个试剂供应器内的化学试剂输出时，通过试剂流量控制器使化学试剂由试剂供应器运送至输液器的密封腔内，并通过针头实现高压输出，从而使输液器的多个密封腔通入不同的化学试剂，并根据需要选择输出的化学试剂的种类和体积，这使得本实施例提供的移液机构不需要使用移液吸头或移液工作站，进而提高了移液速度和效率；同时，该移液机构清洗方便，使得该移液机构能够更换不同的化学试剂并实现反复利用，且不需要更换任何耗材，这进一步降低了移液成本；另外，使用隔板使试剂在移液路径中非常安全可靠，从而规避了交叉污染的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的移液机构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的输液器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的输液器、输液器安装架和输液器驱动单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的隔板和隔板驱动装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的滑轨和限位卡框的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实用新型实施例提供了一种移液机构，如图1所示，该移液机构包括：输液装置、混匀装置、接液板1、隔板装置和安装架2，输液装置包括：输液器 3、输液器安装架3a、输液器驱动单元3b和多个输液单元，结合图2，输液器3 包括与多个输液单元一一对应的密封腔5，各密封腔5并排安装在一起，每个密封腔5的底部均安装有与接液板1对应布置的多个针头6，每个针头6分别与各自对应的密封腔5连通，如图3所示，输液器3安装在输液器安装架3a的底部，输液器驱动单元3b固定在安装架2上，输液器驱动单元3b被配置为驱动输液器安装架3a使输液器3上下移动。

再次参见图1，每个输液单元均包括：试剂供应器8和试剂流量控制器9，对于任一个输液单元，试剂供应器8的出液口与试剂流量控制器9的进液口连通，试剂流量控制器9的出液口与每个密封腔5连通。在实现时，试剂供应器8 的出液口与试剂流量控制器9的进液口通过试剂输出管连通，试剂流量控制器9 的出液口与每个密封腔5也通过试剂输出管连通，试剂输出管可以为橡胶软管。橡胶软管具有一定的柔性，能够适应不同位置的试剂供应器8、试剂流量控制器 9和密封腔5，从而可以合理排布试剂供应器8、试剂流量控制器9和密封腔5，缩小移液机构的体积。

混匀装置包括：混匀板14、混匀板安装架14a和混匀板驱动装置14b，混匀板安装架14a固定在安装架2上，混匀板驱动装置14b驱动安装在混匀板安装架14a上，混匀板14安装在混匀板安装架14a的底部，混匀板14的底部设置有与接液板1的孔格一一对应的混匀棒4，混匀板驱动装置14b被配置为驱动混匀板安装架14a使混匀棒4在接液板1的孔格内上下移动。

具体地，如图4所示，该隔板装置包括：隔板17和隔板驱动装置17a，隔板17布置在混匀棒4的下方，隔板驱动装置17a固定在安装架2上，且隔板驱动装置17a被配置为驱动隔板17在混匀棒4的下方水平移动。通过混匀板14 将接液板1内的溶液混匀后，少量溶液有可能会残留在混匀棒4上，通过隔板驱动装置17a将隔板17伸出，使混匀棒4上可能滴落的溶液滴落在隔板17上，从而防止接液板1在移动过程，混匀棒4上残留的溶液滴落到接液板1的其它孔内，避免移液过程中的污染问题，当需要再次进行混匀操作时，则通过隔板驱动装置17a将隔板17缩回。在实现时，混匀棒4将接液板1内的溶液混匀后，少量溶液有可能会残留在混匀棒4上，将隔板17伸出，使混匀棒4上残留的溶液滴落在隔板17上，从而防止接液板1在移动过程，混匀棒4上残留的溶液滴落到接液板1的其它孔内，避免移液过程中的污染问题。

具体地，接液板1可以为1孔板、4孔板、6孔板、12孔板、24孔板、96 孔板或384孔板，并根据具体实验情况进行选择。在实现时，每个密封腔5上的多个针头5分别与接液板1的每列孔格一一对应布置，通过移动接液板1使同一密封腔5上的多个针头6依次向接液板1的每列孔格中加入化学试剂。当需要加入第二种化学试剂时，再次移动接液板1使另一密封腔5上的多个针头6 依次向接液板1的每列孔格中加入第二种化学试剂。

具体地，输液器3安装在安装架2的侧壁上，试剂供应器8布置在输液器3 上方的安装架2内。安装架2能够固定并支撑输液器3。同时给试剂供应器8提供安装位。

本实用新型实施例中提供的输液器驱动单元3b和混匀板驱动装置14b可以为同种驱动结构，如图3所示，以输液器驱动单元3b为例进行简单介绍，具体地，输液器驱动单元3b包括：输液器驱动电机3c、输液器驱动安装板3d、输液器皮带3e、丝杆3f、丝杆螺母块3g、丝杆螺母滑块3h和丝杆螺母滑轨3i，输液器驱动安装板3d固定在安装架2上，输液器驱动电机3c固定在输液器驱动安装板3d的底部上，且输液器驱动电机3c的输出轴和丝杆3f均穿过输液器驱动安装板3d，输液器皮带3e布置在输液器驱动安装板3d的顶面上，且输液器皮带3e分别传动套设在输液器驱动电机3c的输出轴和丝杆3f上，丝杆螺母块3g与丝杆3f通过螺纹配合且丝杆螺母块3g固定在输液器安装架3a上，丝杆螺母滑轨3i安装在输液器驱动安装板3d上，丝杆螺母滑块3h固定在丝杆螺母块3g上，且丝杆螺母滑块3h滑动设置在丝杆螺母滑轨3i上。

具体地，隔板驱动装置17a包括：隔板驱动电机17b、隔板驱动安装板17c、隔板转动轴17d、隔板皮带17e和隔板安装杆17f，隔板驱动安装板17c固定在安装架2上，隔板驱动电机17b固定在隔板驱动安装板17c的底部上，且隔板驱动电机17b的输出轴和隔板转动轴17d均穿过隔板驱动安装板17c，隔板皮带 17e布置在隔板驱动安装板17c的顶面上，且隔板皮带17e分别传动套设在隔板驱动电机17b的输出轴和隔板转动轴17d上，隔板安装杆17f的一端安装在隔板皮带17e上，隔板安装杆17f的另一端安装在隔板17的底部。

进一步地，如图5所示，移液机构还可以包括：滑轨10和限位卡框23，混匀板14与输液器3并排布置，滑轨10沿混匀板14和输液器3布置的方向设置在安装架2上，限位卡框23滑动安装在滑轨10上，限位卡框23的顶面上设置有卡槽11a，接液板1卡装在卡槽11a上。滑轨10可以使限位卡框23顺畅地在混匀板14与输液器3之间运动，从而便于接液板1的移动。

进一步地，移液机构还包括：限位卡框驱动装置，限位卡框驱动装置包括皮带23a、皮带轮23b、固定杆23c和固定在安装架13上的电机23d，固定杆23c 固定在滑轨21的侧壁上，皮带轮23b为两个，两个皮带轮23b分别安装在电机 23d的输出轴和固定杆23c上，皮带23a套装在两个皮带轮23b上，且皮带23a 与滑轨21平行布置，限位卡框23固定在皮带23a上。限位卡框驱动装置驱动限位卡框23运动能够实现限位卡框23的自动化运行。

进一步地，试剂流量控制器9可以为：蠕动泵、隔膜泵、计量泵、注射泵、注塞泵、活塞泵或自吸水泵。

下面简单介绍一下本实施例提供的移液机构的工作原理，具体如下：

由人工将多种化学试剂分别装入到不同的化学试剂供应器8中，将一个接液板1(一次性使用)放到限位卡框23的卡槽11a内，将一套混匀棒4(一次性使用)***混匀板14的下面，其后的加液和混匀步骤由装置自动化完成。

限位卡框23带动接液板1随滑轨10滑动至输液器3的第一排针头6的下方并随滑轨10等距离地移动，使接液板1的沿滑轨10方向每列的孔内依次接受第一种化学试剂后再滑动至混匀棒4的下方使混匀棒4伸入每个接液板1的孔格内进行上下运动，以达到混匀接液板1内每个孔格内的试剂(接液板1内在接受第一种化学试剂前就装有液体)，混匀完毕后，混匀棒4上升运动离开接液板1的上方，隔板17运动伸入至混匀棒4与接液板1之间以挡住可能从混匀棒4滴落到接液板1内的液体，从而防止交叉污染；

重复上述运动直至将所需液体或化学试剂全部移至接液板1内并互相混匀。

在移液过程中，当同一密封腔5内需要转移不同的化学试剂时，可以将化学试剂所流经的某条通路清晰干净，具体方法可以包括：在试剂供应器8内多次装入大量的纯净水，并通过针头6高压输出，在大量纯净水高压输出的过程中实现了通路的清洗。

本实用新型实施例提供了一种移液机构，该移液机构可以通过试剂流量控制器控制每个输液单元的输液情况，当需要某个试剂供应器内的化学试剂输出时，通过试剂流量控制器使化学试剂由试剂供应器运送至输液器的密封腔内，并通过针头实现高压输出，从而使输液器的多个密封腔通入不同的化学试剂，并根据需要选择输出的化学试剂，这使得本实施例提供的移液机构不需要使用移液吸头或移液工作站，进而降低了移液成本，且移液过程简单速度快，提高了移液效率；同时，该移液机构清洗方便，使得该移液机构能够更换不同的化学试剂并实现反复利用，且不需要更换任何耗材，这进一步降低了移液成本；另外，使用隔板使试剂在移液路径中非常安全可靠，从而规避了交叉污染的风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移液机构，其特征在于，所述移液机构包括：输液装置、混匀装置、接液板、隔板装置和安装架，所述输液装置包括：输液器、输液器安装架、输液器驱动单元和多个输液单元，所述输液器包括与所述多个输液单元一一对应的密封腔，各所述密封腔并排安装在一起，每个所述密封腔的底部均安装有与所述接液板的孔格对应布置的多个针头，每个所述针头分别与各自对应的所述密封腔连通，所述输液器安装在所述输液器安装架的底部，所述输液器驱动单元固定在所述安装架上，所述输液器驱动单元被配置为驱动所述输液器安装架使所述输液器上下移动；

所述多个输液单元均包括：试剂供应器和试剂流量控制器，对于任一个所述输液单元，所述试剂供应器的出液口与所述试剂流量控制器的进液口连通，所述试剂流量控制器的出液口与每个所述密封腔连通；

所述混匀装置包括：混匀板、混匀板安装架和混匀板驱动装置，所述混匀板安装架固定在所述安装架上，所述混匀板驱动装置驱动安装在所述混匀板安装架上，所述混匀板安装在所述混匀板安装架的底部，所述混匀板的底部设置有与所述接液板的孔格一一对应的混匀棒，所述混匀板驱动装置被配置为驱动所述混匀板安装架使所述混匀棒在所述接液板的孔格内上下移动；

所述隔板装置包括：隔板和隔板驱动装置，所述隔板布置在所述混匀棒的下方，所述隔板驱动装置固定在所述安装架上，且所述隔板驱动装置被配置为驱动所述隔板在所述混匀棒的下方水平移动。

2.根据权利要求1所述的移液机构，其特征在于，所述接液板为1孔板、4孔板、6孔板、12孔板、24孔板、96孔板或384孔板。

3.根据权利要求2所述的移液机构，其特征在于，所述移液机构还包括：滑轨和限位卡框，所述混匀板与所述输液器并排布置，所述滑轨沿所述混匀板和所述输液器布置的方向设置在所述安装架上，所述限位卡框滑动安装在所述滑轨上，所述限位卡框的顶面上设置有卡槽，所述接液板卡装在所述卡槽内。

4.根据权利要求3所述的移液机构，其特征在于，所述移液机构还包括：限位卡框驱动装置，所述限位卡框驱动装置包括：皮带、皮带轮、固定杆和固定在所述安装架上的电机，所述固定杆固定在所述滑轨的侧壁上，所述皮带轮为两个，两个所述皮带轮分别安装在所述电机的输出轴和所述固定杆上，所述皮带套装在两个所述皮带轮上，且所述皮带与所述滑轨平行布置，所述限位卡框固定在所述皮带上。

5.根据权利要求1所述的移液机构，其特征在于，所述输液器驱动单元包括：输液器驱动电机、输液器驱动安装板、输液器皮带、丝杆、丝杆螺母块、丝杆螺母滑块和丝杆螺母滑轨，所述输液器驱动安装板固定在所述安装架上，所述输液器驱动电机固定在所述输液器驱动安装板的底部上，且所述输液器驱动电机的输出轴和所述丝杆均穿过所述输液器驱动安装板，所述输液器皮带布置在所述输液器驱动安装板的顶面上，且所述输液器皮带分别传动套设在所述输液器驱动电机的输出轴和所述丝杆上，所述丝杆螺母块与所述丝杆通过螺纹配合且所述丝杆螺母块固定在所述输液器安装架上，所述丝杆螺母滑轨安装在所述输液器驱动安装板上，所述丝杆螺母滑块固定在所述丝杆螺母块上，且所述丝杆螺母滑块滑动设置在所述丝杆螺母滑轨上。

6.根据权利要求1所述的移液机构，其特征在于，所述隔板驱动装置包括：隔板驱动电机、隔板驱动安装板、隔板转动轴、隔板皮带和隔板安装杆，所述隔板驱动安装板固定在所述安装架上，所述隔板驱动电机固定在所述隔板驱动安装板的底部上，且所述隔板驱动电机的输出轴和所述隔板转动轴均穿过所述隔板驱动安装板，所述隔板皮带布置在所述隔板驱动安装板的顶面上，且所述隔板皮带分别传动套设在所述隔板驱动电机的输出轴和所述隔板转动轴上，所述隔板安装杆的一端安装在所述隔板皮带上，所述隔板安装杆的另一端安装在所述隔板的底部。

7.根据权利要求1所述的移液机构，其特征在于，每个所述密封腔上的所述多个针头分别与所述接液板的每列孔格一一对应布置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的移液机构，其特征在于，所述试剂流量控制器为：蠕动泵、隔膜泵、计量泵、注射泵、注塞泵、活塞泵或自吸水泵。

9.根据权利要求1所述的移液机构，其特征在于，所述输液器安装在所述安装架的侧壁上，所述试剂供应器布置在所述输液器上方的所述安装架内。