进样系统及其控制方法

文档序号:1897331 发布日期:2021-11-30 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 进样系统及其控制方法 (Sample introduction system and control method thereof ) 是由 张必良 辜键洲 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种进样系统及其控制方法,该进样系统包括依次设置的通道转换器、泵体和连接件;通道转换器具有连接口、输出口和至少一个输入口,通道转换器能够通过转换自身状态以使连接口与输出口或任一输入口连通或者断开;泵体与通道转换器的连接口连通;连接件具有第一通道与第一通道连通的至少一第二通道,第一通道与输出口连通,各第二通道均通过管道外接芯片的各流动槽。该进样系统及其控制方法提供的技术方案通过通道转换器和连接件配合,能够省略电磁阀单独控制每一试剂流通通道以控制试剂吸取情况,从而能够减小该进样系统的体积,且具有控制简单、无需进行散热设计、有效避免试剂量浪费,减小误差的效果。(The invention discloses a sample introduction system and a control method thereof, wherein the sample introduction system comprises a channel converter, a pump body and a connecting piece which are arranged in sequence; the channel converter is provided with a connecting port, an output port and at least one input port, and can connect or disconnect the connecting port with the output port or any input port by converting the state of the channel converter; the pump body is communicated with a connecting port of the channel converter; the connecting piece is provided with at least one second channel communicated with the first channel, the first channel is communicated with the output port, and each second channel is externally connected with each flow groove of the chip through a pipeline. The technical scheme provided by the sample introduction system and the control method thereof can omit the situation that each reagent circulation channel is independently controlled by the electromagnetic valve to control the reagent suction through the matching of the channel converter and the connecting piece, thereby reducing the volume of the sample introduction system, and having the effects of simple control, no need of heat dissipation design, effective avoidance of reagent quantity waste and error reduction.)

进样系统及其控制方法

技术领域

本发明属于微流量进样技术领域,特别是一种进样系统及其控制方法。

背景技术

目前在测序仪的微流量进样中,主要采取两种方式:1、针对每个试剂输入通道要配套使用1个泵体、1个用于进样的电磁阀和1个用于出样的电磁阀,并在出口处使不同试剂都能流向同一个出口后进入流动槽;在进入流动槽之前,使用1进2出的三通电磁阀进行切换,把试剂推向流动槽中2条流道中的一条;缺陷:使用多个泵体的方案成本高很多,整个系统的体积大,控制复杂。2、针对每个试剂输入通道要配套1个单体电磁阀,试剂输入通道流向同一个泵体。当需要抽取某一个试剂时,即打开相应的电磁阀,并使用泵体来吸液,并在进入流动槽之前,使用1进2出的三通电磁阀进行切换,把试剂推向流动槽。缺陷:成本高,整个系统的体积大,集成度低,造成管道内体积大,造成试剂浪费,电磁阀发热大,如无进行散热设计,无法长时间处于打开状态。此外,上述的两种方式中均会使用电磁阀,当流道关闭时,流道中的某一空间被截断,以此阻止试剂流通,此动作会压缩流道空间,挤压流道中的试剂,使其向两边或是一边流动,取决于电磁阀两端的流体压力差;当流道打开时,流道的空间变大,电磁阀两端的试剂会充满这个多出来的空间,此动作会引起附近试剂的抖动,同样,两端的试剂抖动的多少取决于两端的压力差。电磁阀切换时引起的空间变化叫电磁阀作用体积,因电磁阀均位于泵体和流动槽之间,它的作用体积会使试剂向不确定方向移动,导致使用的试剂量会更多。正常电磁阀来说,此电磁阀作用体积在40-160uL之间,这对于测序仪的微流量流道误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进样系统及其控制方法,用以改善现有技术的微流量进样的体积大、控制复杂、需要进行散热设计、使用试剂量更多、误差较大的缺点。

其技术方案如下:

一种进样系统,所述进样系统包括依次设置的通道转换器、泵体和连接件;

所述通道转换器具有连接口、输出口和至少一个输入口,所述通道转换器能够通过转换自身状态以使连接口与输出口或任一输入口连通或者断开;

所述泵体与所述通道转换器的连接口连通;

所述连接件具有第一通道与所述第一通道连通的至少一个第二通道,所述第一通道与所述输出口连通,各所述第二通道均通过管道外接芯片的各流动槽。

在其中一个实施例中,所述第一通道和各所述第二通道间隔设置于所述连接件的周壁,且所述第一通道和各第二通道均沿所述连接件的侧壁向所述连接件的中心位置延伸且末端重合于所述连接件的中心位置。

在其中一个实施例中,第一通道和/或各第二通道靠近重合处的径向面积小于靠近所述连接件侧壁的径向面积。

在其中一个实施例中,所述连接件还具有第三通道、电磁阀和至少一个单向阀,所述第三通道通过所述电磁阀控制与外接废液收集装置连通,各所述第二通道通过各所述单向阀控制与外接芯片的各流动槽连通。

在其中一个实施例中,所述通道转换器包括本体以及与所述本体活动配合的切换件,所述本体具有所述连接口、输出口和输入口,所述切换件与所述本体配合以使所述连接口与输出口或任一输入口连通或者断开。

在其中一个实施例中,所述本体还具有定位孔和第一导流槽,所述连接口和所述定位孔之间通过第一导流槽连通;

所述切换件转动盖合于所述本体,且所述切换件具有第二导流槽,所述切换件转动至所述第二导流槽的两端分别连通所述定位孔和输入口,或转动至所述第二导流槽的两端分别连接所述定位孔和所述输出口。

在其中一个实施例中,所述连接口、输出口和各所述输入口均开设于所述本体靠近所述切换件的一侧,且所述连接口、所述输出口和各所述输入口沿所述本体的自身周向方向间隔排列。

在其中一个实施例中,所述本体与所述切换件均为回转体结构,且所述定位孔开设于所述本体的中心轴上,所述定位孔至所述输入口或所述输出口的距离与所述第二导流槽的长度一致,所述切换件绕所述定位孔进行转动。

在其中一个实施例中,所述通道转换器、所述泵体和所述第一通道均设置有至少两个,所述通道转换器、泵体和所述第一通道均一一对应设置。

一种进样系统控制方法,所述进样系统控制方法包括如下步骤:

将通道转换器的输入口与连接口连通后,泵体吸取试剂,试剂经由通道转换器的输入口、连接口后传输至泵体;

通道转换器转换自身状态,通道转换器的输出口与连接口连通,泵体将吸取的试剂经由通道转换器的连接口、输出口传输至连接件;

所述连接件的第一通道接收试剂,并通过所述连接件的第二通道流动至芯片的流动槽。

本发明所提供的技术方案具有以下的优点及效果:

该进样系统通过通道转换器、泵体和连接件相互配合,能够进行微流量进样操作,其中,通过通道转换器转换自身状态以能够切换不同的流路,以能够使不同的输入口各自吸取不同试剂容器的试剂,并通过连接件的各第二通道分流至芯片的不同流动槽中。故此,通过通道转换器和连接件配合,能够省略电磁阀单独控制每一试剂流通通道以控制试剂吸取及分流情况,且通过泵体控制自身连接口与输入口或者输出口连通,能够控制试剂的吸入和吸出,以避免通道转换器中形成溶剂残留,从而能够减少进样体积误差,使实际进样量和预设进样量之间误差较小,有效避免试剂量浪费,且能够减小该进样系统的体积,具有控制简单、结构集成度高、无需进行散热设计的特点。

附图说明

此处的附图,示出了本发明所述技术方案的具体实例,并与

具体实施方式

构成说明书的一部分,用于解释本发明的技术方案、原理及效果。

除非特别说明或另有定义,不同附图中,相同的附图标记代表相同或相似的技术特征,对于相同或相似的技术特征,也可能会采用不同的附图标记进行表示。

图1是本发明实施例的进样系统的立体结构示意图;

图2为图1进样系统的连接件的结构示意图;

图3为图2进样系统的连接件的横截面剖面示意图;

图4为通道转换器的本体的结构示意图;

图5为通道转换器的切换件的结构示意图。

附图标记说明:

1、通道转换器;11、本体;111、连接口;112、输出口;113、输入口;114、定位孔;115、第一导流槽;12、切换件;121、第二导流槽;2、泵体;3、连接件;31、第一通道;32、第二通道;33、第三通道;4、电磁阀;5、单向阀;

20、芯片;21、流动槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义,本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明的技术方案以现实的场景的情况下,本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。

除非特别说明或另有定义,本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分,不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义,本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是,当元件被认为“固定于”另一个元件,它可以是直接固定在另一个元件上,也可以是存在居中的元件;当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件,也可以是同时存在居中元件;当一个元件被认为是“安装在”另一个元件,它可以是直接安装在另一个元件,也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件,它可以是直接设在另一个元件,也可以是同时存在居中元件。

本发明提供一种进样系统,如图1所示,进样系统包括依次设置的通道转换器1、泵体2和连接件3。

如图1至图5所示,通道转换器1具有连接口111、输出口112和至少一个输入口113,通道转换器1能够通过转换自身状态以使连接口111与输出口112或任一输入口113连通或者断开;需要说明的是,该通道转换器1的输入口113可以外接试剂容器,每一输入口113可以对应一个试剂容器,因此多个输入口113可以分别对应多个试剂容器,以使对应的试剂容器的试剂通过输入口113输入通道转换器1中,其中该各试剂容器可以装载各种种类的试剂,如其中一个装载常温保存的试剂,另一个装载冷藏保存的试剂,在此不作特别的限制。需要说明的是,该输出口112也可以设置有一个或多个,在此不作特别的限制。

泵体2与通道转换器1的连接口111连通;当通道转换器1的输入口113和连接口111连通时,通过泵体2吸取试剂,试剂流入至泵体2,随后连接口111与输出口112连通,泵体2吸取的试剂由通道转换器1的输出口112流出,可以理解地,设置泵体2通过通道转换器1的连接口111与输入口113或者输出口112连通,以能够控制试剂的吸入和吸出,以避免通道转换器1中形成溶剂残留。

连接件3具有第一通道31与第一通道31连通的至少一个第二通道32,第一通道31与输出口112连通,各第二通道32均通过管道外接芯片20的各流动槽21,需要说明的是,在本实施例中,每一第二通道32对应一流动槽21,以能够通过各第二通道32流入试剂至相应的流动槽21;当然,在其他实施例中,第二通道32可以对应多条流动槽21,在此不作特别的限制。可以理解地,由通道转换器1流出的试剂通过连接件3的第一通道31流入,并通过对应的第二通道32流出至对应的流动槽21,以能够将不同试剂容器的不同试剂通过通道转换器1切换至不同的输入口113流至连接件3的不同第二通道32,进入芯片20的不同流动槽21。需要说明的是,该输入口113和第二通道32的个数均可以通过实际情况进行设置,具体在本实施例中,该输入口113和第二通道32设置有至少两个,以能够对至少两个试剂容器的试剂分别进行吸取及传送至不同的流动槽21。

可以理解地,在本实施例中,以该进样系统具有两个输入口113、两个第二通道32的工作原理大致如下:

当需要对两个试剂容器的试剂进行进样时,通道转换器1的其中一个输入口113和连接口111相互连通,泵体2吸取其中一试剂容器的试剂,试剂通过该输入口113进入泵体2,吸取完成后,通道转换器1转换自身状态以使连接口111和输出口112连通,试剂由泵体2依次进入至连接件3的第一通道31、其中一个第二通道32流出至芯片20的其中一个流动槽21中;随后通道转换器1转换自身状态,使另一输入口113和连接口111连通,泵体2吸取另一试剂容器的试剂,试剂通过该输入口113进入泵体2,吸取完成后,通道转换器1转换自身状态以使连接口111和输出口112连通,试剂由泵体2依次进入至连接件3的第一通道31、另一个第二通道32流出至芯片20的另一个流动槽21中。

综上,该进样系统通过通道转换器1、泵体2和连接件3相互配合,能够进行微流量进样操作,其中,通过通道转换器1转换自身状态以能够切换不同的流路,以能够使不同的输入口113各自吸取不同试剂容器的试剂,并通过连接件3的各第二通道32分流至芯片20的不同流动槽21中。故此,通过通道转换器1和连接件3配合,能够省略电磁阀单独控制每一试剂流通通道以控制试剂吸取及分流情况,且设置泵体2通过通道转换器1的连接口111与输入口113或者输出口112连通,能够控制试剂的吸入和吸出,以避免通道转换器1中形成溶剂残留,从而能够减少进样体积误差,使实际进样量和预设进样量之间误差较小,有效避免试剂量浪费,且能够减小该进样系统100的体积,具有控制简单、结构集成度高、无需进行散热设计的特点。

在一些实施例中,第一通道31和各第二通道32间隔设置于连接件3的周壁,且第一通道31和各第二通道32均沿连接件3的侧壁向连接件3的中心位置延伸且末端重合于连接件3的中心位置,以使该连接件3能够集成第一通道31和多个第二通道32,提高结构紧凑性,且能够减小试剂从第一通道31流至第二通道32的距离,提高进样效率。

在一些实施例中,第一通道31和/或各第二通道32靠近重合处的径向面积小于靠近连接件3侧壁的径向面积。可以理解地,具体在本实施例中,该第一通道31和各第二通道32靠近重合处的径向面积均小于靠近连接件3侧壁的径向面积,其中第一通道31靠近连接件3侧壁的一端通过管道与通道转换器1的输出口112连接,较大的径向面积能够便于与管道连接,同理,第二通道32靠近连接件3侧壁的一端通过管道与芯片20的流动槽21连接,较大的径向面积能够便于与管道连接,而第一通道31和第二通道32靠近重合处较小的径向面积能够更好地在该连接件3内集成该第一通道31和各第二通道32,提高空间利用率。

在一些实施例中,连接件3还具有第三通道33和电磁阀4,第三通道33通过电磁阀4控制与外接废液收集装置连通。具体地,电磁阀4设置于第三通道33和废液收集装置之间的管道位置。需要说明的是,上述的该输入口113可以与盛装有清洗试剂的容器连接,泵体2吸取清洗试剂流经通道转换器1后进入泵体2,再流经通道转换器1进入其他试剂容器,清洗试剂在反复流经不同试剂容器的过程中,能够使清洗试剂清洗各试剂容器及管道,随后再对连接件3进行清洗后流入废液收集装置进行收集。同理,如图1所示,该电磁阀4也可以设置于外接芯片20的流动槽21出口外的管道,从而使清洗试剂清洗各试剂容器及管道,随后再依次对连接件3、芯片20的流动槽21进行清洗后流经废液收集装置。

在一些实施例中,如图1所示,连接件3还包括至少一个单向阀5各第二通道32通过各单向阀5控制与外接芯片20的各流动槽21连通。可以理解地,该单向阀5用于阻止试剂倒流,即阻止试剂从芯片20倒流回第二通道32,从而避免试剂向不确定方向移动,有效避免浪费试剂,且有效避免流道产生误差。

在一些实施例中,如图4和图5所示,通道转换器1包括本体11以及与本体11活动配合的切换件12,本体11具有连接口111、输出口112和输入口113,切换件12与本体11配合以使连接口111与输出口112或任一输入口113连通或者断开。可以理解地,通过切换件12相对本体11活动,以通过切换件12切换流路,能够使连接口111与输出口112或预设顺序的各输入口113依次连通,从而依次使各输入口113对应的试剂依次吸取进入芯片20相应的流动槽21。

在一些实施例中,如图4和图5所示,本体11还具有定位孔114和第一导流槽115,连接口111和定位孔114之间通过第一导流槽115连通。切换件12转动盖合于本体11,具体地,该切换件12可以转动盖合于本体11的上方或者本体11的下方,在此不作特别的限制。切换件12具有第二导流槽121,切换件12转动至第二导流槽121的两端分别连通定位孔114和输入口113,或转动至第二导流槽121的两端分别连接定位孔114和输出口112。可以理解地,通过切换件12转动使得第二导流槽121的两端分别连通定位孔114和输入口113,此时输入口113、第二导流槽121、定位孔114、第一导流槽115、连接口111依次连通,泵体2能够吸取试剂容器的试剂,试剂通过该输入口113进入泵体2,吸取完成后,通过切换件12转动使得第二导流槽121的两端分别连接定位孔114和输出口112,此时连接口111、第一导流槽115、定位孔114、第二导流槽121、和输出口112依次连通,试剂由泵体2进入至连接件3后流出至芯片20的流动槽21中;依次循环能够对各个试剂容器的试剂进行吸取至芯片20的各流动槽21中。故此,通过转动切换件12即能够对各个试剂容器的试剂进行吸取,操作简单便捷,且能够避免试剂向不确定的方向移动。

在一些实施例中,如图4所示,连接口111、输出口112和各输入口113均开设于本体11靠近切换件12的一侧,且连接口111、输出口112和各输入口113沿本体11的自身周向方向间隔排列。可以理解地,通过在一个本体11中集成该连接口111、输出口112和各输入口113,能够使切换件12的第二导流槽121快速及准确地在各输入口113和输出口112中切换连通,提高工作效率。

在一些实施例中,如图4和图5所示,本体11与切换件12均为回转体结构,且定位孔114开设于本体11的中心轴上,切换件12绕定位孔114进行转动,定位孔114至输入口113或输出口112的距离与第二导流槽121的长度一致,第二导流槽121绕定位孔114转动。可以理解地,切换件12绕定位孔114旋转时,通过设置切换件12绕定位孔114转动,能够使第二导流槽121以定位孔114为定点转动切换,且定位孔114至输入口113或输出口112的距离与第二导流槽121的长度一致,从而使得该第二导流槽121能够准确转动至与输入口113连通或与输出口112连通。具体地,该切换件12可以是转子阀芯,本体11可以为定子阀盘,其中定子阀盘的下方与转子阀芯相互贴合。当然,在其他实施例中,该切换件12和本体11可以是其他能够相对转动的装置,在此不作特别的限制。

在一些实施例中,该切换件12和本体11之间形成密封面结构,以避免切换件12相对本体11转动过程中相对本体11存在间隙,导致试剂外渗。此外,该第一导流槽115的径向面积小于定位孔114和连接口111的径向面积,第二导流槽121的径向面积小于定位孔114、输入口113和输出口112的径向面积,以使定位孔114、连接口111、输入口113和输出口112配合形成缓冲,以使试剂流量稳定流出至芯片20的流动槽21。

在一些实施例中,如图1所示,通道转换器1、泵体2和第一通道31均设置有至少两个,通道转换器1、泵体2和第一通道31均一一对应设置。需要说明的是,每一通道转换器1可以对应多个试剂容器,每一通道转换器1的多个试剂容器形成试剂容器组,多个通道转换器1对应多个试剂容器组,可以在一个进样系统中集成多个试剂吸取装置,能够进一步提高结构紧凑性,进一步减小体积,可根据待进样的试剂数量对试剂容器进行增减。

在一些实施例中,连接件3可以具有一个第二通道32,两个第二通道32、三个第二通道32等,在此不作特别的限制。

在一些实施例中,该进样系统100还包括安装座以及设置于安装座内的旋转驱动装置和升降驱动装置,该泵体2包括注射泵,该旋转驱动装置与切换件12连接,该升降驱动装置与注射泵的活塞末端连接,旋转驱动装置自动驱动切换件12相对本体11进行旋转,升降驱动装置自动驱动注射泵的活塞进行升降运动以对试剂进行吸放,故此,通过旋转驱动装置和升降驱动装置配合能够进行自动进样操作,能够提高该进样系统100的自动化操作。

在一些实施例中,该通道转换器1和泵体2同轴设置于该安装座的一侧,且通道转换器1设置与泵体2的上方,以能够提高结构的紧凑性,使得该泵体2与通道转换器1的位置相适应。具体地,该安装座还具有安装部,该泵体2的活塞末端通过该安装部与升降驱动装置连接,其中该安装部折弯形成L形结构,以能够使该升降驱动装置顺畅驱动不同轴的泵体2进行升降运动,提高结构的位置灵活性。

本发明还提供一种进样系统控制方法,进样系统控制方法包括如下步骤:

将通道转换器1的输入口113与连接口111连通后,泵体2吸取试剂,试剂经由通道转换器1的输入口113、连接口111后传输至泵体2;

通道转换器1转换自身状态,通道转换器1的输出口112与连接口111连通,泵体2将吸取的试剂经由通道转换器1的连接口111、输出口112传输至连接件3;

连接件3的第一通道31接收试剂,并通过连接件3的第二通道32流动至芯片20的流动槽21。

当需要更换另一个输入口113进行吸取试剂时,通过通道转换器1转换自身状态以使另一输入口113与该连接口111连通,并循环上述步骤即可。

综上,该进样系统控制方法通过通道转换器1、泵体2和连接件3相互配合,能够进行微流量进样操作,其中,通过通道转换器1转换自身状态以能够切换不同的流路,以能够使不同的输入口113各自吸取不同试剂容器的试剂,并通过连接件3的各第二通道32分流至芯片20的不同流动槽21中。故此,通过通道转换器1和连接件3配合,能够省略电磁阀单独控制每一试剂流通通道以控制试剂吸取及分流情况,且设置泵体2通过通道转换器1的连接口111与输入口113或者输出口112连通,能够控制试剂的吸入和吸出,以避免通道转换器1中形成溶剂残留,从而能够减少进样体积误差,使实际进样量和预设进样量之间误差较小,有效避免试剂量浪费,且能够减小该进样系统100的体积,具有控制简单、结构集成度高、无需进行散热设计的特点。

引用图纸说明时,是对出现的新特征进行说明;为了避免重复引用图纸导致描述不够简洁,在表述清楚的情况下已描述的特征,图纸不再一一引用。

以上实施例的目的,是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导,并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果,其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面,并不以此限定本发明的保护范围。

以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举,在此之外,还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进,均属本发明的保护范围。

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