CN211412070U - 一种微量氟相液体滴加设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微量氟相液体滴加设备，包括滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***及传送带移动定位***，所述滴液控制***包括储液器、三通道转换器、注射器、滴液头及多根导管，所述储液器、注射器及滴液头分别通过导管与三通道转换器相连，所述滴液头采用了表面经防指纹处理的针管，所述针管的内径为0.6‑0.9毫米。该滴加设备结构简单、操作方便，采用经表面修饰的针管，实现了液体连续稳定的悬挂和滴加，且采用该滴加设备能够大批量进行氟相液体的滴加，实用性好。

Description

一种微量氟相液体滴加设备

技术领域

本实用新型涉及液体滴加技术领域，具体涉及一种微量氟相液体滴加设备。

背景技术

微量液体滴加技术广泛应用于生化、医疗等实验领域，因为这些实验每天需要进行大量的移液或加样作业，例如把各种液体或样品以各种体积精准的转移到各种分析或测试设备中，进行各种制备和检测等。近年来，随着技术的进步，微量液体滴加也被应用到工业生产中。例如，进行表面蒸镀防指纹涂层的镀膜颗粒就是一个金属坩埚，内部填装有钢丝绒，钢丝绒上附着有微克级的防指纹剂。这些防指纹剂就需要采用滴加方式加入到坩埚中。

目前，传统的微量加样器（移液器）的吸液范围一般在0.1-1000微升之间，进行微量加样时需要手工操作或者自动化的连续稀释，加样时间长，样品消耗多。国际上也有采用声波技术，从液面激振起液体飞向上面的容器内，可实现纳升级加样，但要求容器倒置摆放，不适合容器里有较多液体的情况。

公布号为CN209034304U的实用新型专利，公布了一种微量液体滴加设备，能够稳定均匀的进行液体滴加，且成本较低。主要采用通过齿轮等机械部件的精确控制实现微量液体的滴加，多个滴头装置也能实现同时滴加几分样品。但此装置不能解决大批量滴加的问题。

例如授权公告号为CN 202621132U的中国实用新型专利，其公开了一种液体物料滴加装置，包括进料管和安装在所述进料管上的阀门，所述进料管上设有滴加装置；所述滴加装置包括夹紧法兰和设于所述夹紧法兰中间的打孔垫片。本实用新型操作简单、控制物料滴加量准确，但是该装置只能对单个预滴加部件进行滴加，其工作效率低。

中国实用新型专利CN105344394A公开了一种液体分流器，特别涉及到一种高精度的微量液体等量分流器。该分流器包括盖片和基片，盖片设进样孔，基片设与进样孔连通的弧状液体通道以及与液体通道连通的出样孔，其特征在于液体通道经表面亲水改性，液体通道上连接有大小随液体流动方向依次减小的圆形储液池，连通储液池、进样孔及出样孔的各段液体通道沿圆形储液池切线方向延伸，其与圆形储液池的接入和接出点位于储液池上沿且对称分布。公布号为CN110488028A的中国实用新型专利，公布了一种超微量液体加样装置，包括加样模块，加样模块又包括具有微型孔的液滴激发器和样品存储腔，液滴激发器与控制模块电连接。通过液滴激发器电连接控制模块带动微孔单元振动，位于样品存储腔内的样品通过振动由微型孔中滴出，每振动1次可实现一个液滴滴出，每个微型孔直径最小为2微米，可实现单个液滴0.03皮升的加样，振动次数可控，液滴激发器可以实现液滴的高频输出，采用压电激振技术时每个微型孔每分钟可实现约10万个液滴的输出加样，超微量液体加样装置通过设置不同微孔的大小、微孔的数量及控制振动频次可实现高精度高效率超微量液体加样。

特别地，生化、医疗等领域的所滴加的液体都是水性液体，而防指纹液一般采用含氟溶剂配置，具有比重（1.3-1.8）大，表面张力（<20 达因/厘米）小的特点。这样的液体在使用普通移液器的时候，由于枪头表面与液体亲和性不匹配，经常出现漏液等问题，造成取样不准。

如何解决上述问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种针对大比重、低表面张力氟相有机液体滴加设备，并能批量自动化工作的液体滴加设备，适应防指纹镀膜颗粒生产的需要。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种微量氟相液体滴加设备，包括滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***及传送带移动定位***，所述滴液控制***包括储液器、三通道转换器、注射器、滴液头及多根导管，所述储液器、注射器及滴液头分别通过导管与三通道转换器相连，所述滴液头采用了表面经防指纹处理的针管，所述针管的内径为0.6-0.9毫米。

优选地，所述注射器内安装有活塞，所述滴液控制***还包括连接在活塞末端、用于调控活塞运动行程的螺杆推进器。

作为一种具体的实施方式，所述螺杆推进器的精度为1±0.1微米。

优选地，所述针管采用了金属针管或石英玻璃针管。

作为一种具体的实施方式，所述针管采用了表面经过阳极氧化处理和防指纹处理的金属针管。

作为一种具体的实施方式，所述针管采用了表面经1%氢氧化钠稀碱液处理和防指纹处理的石英玻璃针管。

优选地，所述传送带移动定位***包括传送机架、安装在所述传送机架上的传送带、安装在所述传送带上且随传送带移动的托盘，所述托盘上放置有受液坩埚。

进一步优选地，所述托盘采用了亚克力材料制成，所述托盘上开设有用于放置受液坩埚的凹槽。

优选地，所述XYZ三维伺服电机定位***包括相互垂直的X轴移动机架、Y轴移动机架及Z轴移动机架，所述滴液头安装在Z轴移动机架上，所述滴液头有多个，多个滴液头沿Z轴移动机架的长度方向等间距设置。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的微量氟相液体滴加设备，其采用了滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***及传送带移动定位***，且所使用的滴液头采用了表面经防指纹处理的针管，针管的内径为0.6-0.9毫米，使针头表面与滴加液体亲和性相匹配，对比重大、表面张力小的氟相有机液体进行准确的滴加，且能够采用多个滴液头，进行多通道间的精确快速等量分流和输运控制，重复性实验时，结合自动化的平台，克服手动加样的重复性、精确度等方面的局限性，具有重要的实用意义。

附图说明

图1是本实用新型所述的微量氟相液体滴加设备的结构示意图；

其中：1、储液器；2、导管；3、三通道转换器；4、注射器；5、螺杆推进器；6、滴液头；7、XYZ三维伺服电机定位***；8、传送带；9、托盘；10、凹槽；11、传送电机。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

一种微量氟相液体滴加设备，包括滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***7及传送带移动定位***，参见图1所示。

该滴液控制***包括储液器1、三通道转换器3、注射器4、滴液头6及多根导管2，参见图1所示。该储液器1、注射器4及滴液头6分别通过导管2与三通道转换器3相连，滴液头6采用了表面经防指纹处理的针管，针管的内径为0.6-0.9毫米。

其中，储液器1，用于储存需滴加的氟相液体；三通道转换器3，主要用于调整液体流向并与注射器4一起实现吸液、滴液、排空等操作；导管2有多根，分别连接在三通道转换器3与储液器1、注射器4、滴液头6之间，起到液体输运作用；注射器4，当调整三通道转换器3接通注射器4与储液器1时，注射器4内的活塞向下运动可以实现从储液器1中吸取液体；注射器4内的活塞向上运动可将液体回流至储液器1；当调整三通道转换器3接通注射器4和滴液头6时，注射器4内的活塞向上运动可实现液体的滴加功能或排出空气，注射器4内的活塞向下运动可实现吸入空气的功能。

本例中，该滴液控制***还包括连接在注射器4内的活塞末端、用于调控活塞运动行程的螺杆推进器5，参见图1所示。这里注射器4可以有多个，多个注射器4内的活塞连接至同一螺杆推进器5上，由同一个螺杆推进器5进行控制。这里的螺杆推进器5为高精度螺杆推进器5，其精度为1±0.1微米，用于实现对活塞运动行程的精确控制。该滴液控制***还包括安装在该螺杆推进器5上的控制器、与控制器通信连接的电脑，电脑内安装有控制软件用于将控制信号传输给控制器，通过控制器精确的调控螺杆推进器5的行程，进而精确的调控滴加液体的量。

这里，该针管可以采用表面经阳极氧化处理和防指纹处理的金属针管也可采用表面经1%氢氧化钠稀碱液处理和防指纹处理的石英玻璃针管。

具体的当该针管采用金属针管时，其针管表面修饰过程如下：将金属针管表面经阳极氧化处理，而后经去离子水洗涤烘干，再采用含0.1%大金UD509的防指纹液浸泡后，在80℃温度条件下烘干半小时而成。

当该针管采用石英玻璃针管时，其针管表面修饰过程如下：将石英玻璃针管表面经1%氢氧化钠稀碱液处理半小时后，经去离子水洗涤烘干，然后采用含0.1%大金UD509的防指纹液浸泡后，在80℃温度条件下烘干半小时而成。

本例中采用滴液头6，其采用金属针管或石英玻璃针管，对其表面进行修饰处理，能够使针管表面对含氟溶剂具有良好的亲和性，极大的改善了含氟溶剂在针头表面的悬挂性，使得含氟溶剂液体流过的时候能够连续稳定。

本例中，该XYZ三维伺服电机定位***7包括相互垂直的X轴移动机架、Y轴移动机架及Z轴移动机架，参见图1所示，滴液头6安装在Z轴移动机架上，这里，滴液头6有多个，多个滴液头6沿Z轴移动机架的长度方向等距的安装在Z轴移动机架上。

该传送带8移动定位***包括传送机架、安装在传送机架上的传送带8、安装在传送带8上且随传送带8移动的托盘9，参见图1所示，托盘9上放置有受液坩埚（图中未标示）。该托盘9采用了亚克力材料制成，托盘9上设有用于放置受液坩埚的凹槽10，这里的凹槽10与受液坩埚的形状相匹配。

这里，该XYZ三维伺服电机定位***7，通过将安装在X轴移动机架、Y轴移动机架及Z轴移动机架上的控制器与电脑连接，而后采用鼠标及滚轮一起控制滴液头6的滴加位置，方便地实现了针头与受液坩埚位置的校准。具体的，X轴移动机架及Y轴移动机架用于精确定位滴加托盘9内受液坩埚的位置，Z轴移动机架用于精确调整针头的高度。

这里，该托盘9的底端可以采用卡槽（图中未示出）固定的方式固定在传送带8上。本例中，参见图1所示，滴液头6有4个，等间距的设置在Z轴移动机架上，该托盘9上的受液坩埚有多组，每组也有4个等距设置的受液坩埚，相邻滴液头6之间的间距与相邻受液坩埚之间的间距一致。该传送带8移动定位***还包括安装在传送机架上用于驱动传送带8运行的传送电机11，该传送电机11的输入端与电脑相连，在电脑终端可程序化设置或手动按钮控制传动电机11的运动情况，从而实现传送带8带动托盘9与坩埚进行一定行程的移动或连续运动。

具体操作时，将托盘9卡入传送带8上，并在托盘9内放置受液坩埚，通过XYZ三维伺服电机定位***7调整好滴液头6的相对位置，并在电脑程序中设置好滴液量及传送带8的行程等参数，采用按键控制或程序控制的方式实现四个滴液头6同时滴液，然后控制传送带8移动使得下一组受液坩埚与滴液头6位置相对应，到位后进行下一组滴液，如此周而复始实现连续准确的滴液。

整个微量氟相液体滴加设备，其采用了滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***7及传送带移动定位***，能够对比重大、表面张力小的氟相有机液体进行精确定量滴加，且可批量性自动化控制滴加，自动化程度高、准确性高。采用内径为0.6-0.9毫米的金属针管或石英玻璃针管，对其表面进行修饰处理，使其针头表面对含氟溶剂具有良好的亲和性，极大的改善了含氟溶剂在针头处的悬挂性，使得含氟溶剂液体流过的时候能够连续稳定。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微量氟相液体滴加设备，其特征在于，包括滴液控制***、XYZ三维伺服电机定位***及传送带移动定位***，所述滴液控制***包括储液器、三通道转换器、注射器、滴液头及多根导管，所述储液器、注射器及滴液头分别通过导管与三通道转换器相连，所述滴液头采用了表面经防指纹处理的针管，所述针管的内径为0.6-0.9毫米。

2.根据权利要求1所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述注射器内安装有活塞，所述滴液控制***还包括连接在活塞末端、用于调控活塞运动行程的螺杆推进器。

3.根据权利要求2所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述螺杆推进器的精度为1±0.1微米。

4.根据权利要求1所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述针管采用了金属针管或石英玻璃针管。

5.根据权利要求4所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述针管采用了表面经过阳极氧化处理和防指纹处理的金属针管。

6.根据权利要求4所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述针管采用了表面经1%氢氧化钠稀碱液处理和防指纹处理的石英玻璃针管。

7.根据权利要求1所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述传送带移动定位***包括传送机架、安装在所述传送机架上的传送带、安装在所述传送带上且随传送带移动的托盘，所述托盘上放置有受液坩埚。

8.根据权利要求7所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述托盘采用了亚克力材料制成，所述托盘上开设有用于放置受液坩埚的凹槽。

9.根据权利要求1所述的微量氟相液体滴加设备，其特征在于，所述XYZ三维伺服电机定位***包括相互垂直的X轴移动机架、Y轴移动机架及Z轴移动机架，所述滴液头安装在Z轴移动机架上，所述滴液头有多个，多个滴液头沿Z轴移动机架的长度方向等间距设置。

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