專利名稱：稀釋配液儀、移液和/或移液分配器準(zhǔn)確控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種需精確控制溫度的管路型裝置，尤其適用于稀釋配 液儀、移液和/或移液分配器等需要精確控制溫度的移液裝置。
背景技術(shù)：
稀釋配液儀、移液和/或移液分配器常用于生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等科研實驗 室的精確定量移液工作。它起源于人們在科學(xué)研究中對實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度提 高與實驗過程標(biāo)準(zhǔn)化的追求。其工作原理是利用數(shù)控機(jī)器人技術(shù)與經(jīng)典活塞 式注射器原理結(jié)合的方式，來實現(xiàn)液態(tài)介質(zhì)的逸逸移液與分配。由于在科學(xué)實驗中，常需要將液體預(yù)先加熱并恒溫至所需溫度后，再通過移液裝置轉(zhuǎn)移到恒溫反應(yīng)容器中，目前市場上可購買到的移液裝置，由于 設(shè)計初衷與構(gòu)造不完善等原因，導(dǎo)致上述需預(yù)先加熱并恒溫的液體在轉(zhuǎn)移過 程中存在熱量散失的現(xiàn)象，而使實驗不能按預(yù)設(shè)條件進(jìn)行，影響了實驗結(jié)果 的準(zhǔn)確。因此需要一種具有精確恒溫功能的稀釋配液儀、移液和/或移液分配 器的誕生?，F(xiàn)有技術(shù)中的稀釋配液儀、移液和/或移液分配器的移液分配機(jī)構(gòu)主要是由雙通道鹿耳閥l、活塞式注射器(左)2、活塞式注射器(右)3、步進(jìn)定 位器(左)4、步進(jìn)定位器(右)5、聚四氟乙烯導(dǎo)液管(進(jìn)液)6、聚四氟乙 烯導(dǎo)液管(出液)7、和動作觸發(fā)手柄8組成(如圖l所示)。其工作流程如圖 2-1、 2-2、 2-3所示，將導(dǎo)液管6、 7分別插入要進(jìn)行轉(zhuǎn)移的液體9、 IO中，按動 觸發(fā)手柄8上的觸發(fā)鍵，鹿耳閥l左側(cè)通道閥體動作，將導(dǎo)液管6與注射器2連 通，步進(jìn)定位器4按預(yù)先設(shè)定行程向下拉動注射器2的活塞桿，液態(tài)介質(zhì)9被定 量吸入注射器2的腔體中；與此同時鹿耳閥l右側(cè)通道閥體動作，將導(dǎo)液管7 與注射器3連通，步進(jìn)定位器5按預(yù)先設(shè)定行程向下拉動注射器3的活塞桿，液 態(tài)介質(zhì)10被定量吸入注射器3的腔體中，此時儀器已完成一次動作過程。當(dāng)再 次按動觸發(fā)手柄8上的觸發(fā)4建時，鹿耳閥l左側(cè)通道閥體動作，將注射器2、注射器3和導(dǎo)液管7連通，步進(jìn)定位器4、 5按預(yù)先設(shè)定行程同時向上推動注射器 2、 3的活塞桿，將以吸入注射器2、 3腔內(nèi)的液體一同通過導(dǎo)液管7定量注入容 器ll中混合，此時儀器已完成一次動作周期。從以上流程可以看出，液體必 須通過狹長的導(dǎo)液管6、 7,注射器2、 3，雙通道鹿耳閥l后才得以實現(xiàn)液體轉(zhuǎn) 移，液體流經(jīng)的行程長，與流經(jīng)機(jī)構(gòu)接觸表面積大都會增加其與外界的熱交 換的程度，通常在這些機(jī)構(gòu)上并未設(shè)有任何保溫設(shè)施，若要將預(yù)先加熱恒溫 的液體(通常高于室溫、小于沸點)通過處于室(非特種實驗室)溫狀態(tài)下的移液裝置進(jìn)行移液，必然導(dǎo)致被轉(zhuǎn)移液體的溫度下降。使用者只有通過提 高被轉(zhuǎn)移液體的溫度來彌補(bǔ)轉(zhuǎn)移過程中溫度的散失，但由于溫度散失的程度 與環(huán)境溫度波動關(guān)系緊密，難于找到有效的解決辦法，同時某些實驗對溫度 有明確要求，反應(yīng)溫度過高會導(dǎo)致物質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變。故設(shè)計本裝置解決管. 路型移液裝置特別是稀釋配液儀移液過程中溫度變化的問題。在進(jìn)行酶類物質(zhì)催化活性測定的實驗中，需要先對底物試劑與待測酶類標(biāo)本進(jìn)行在37。c 士o.rc條件下恒溫溫浴后，再通過移液分配器按比例將其加注到比色杯內(nèi)混合進(jìn)行反應(yīng)監(jiān)測。為得到較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確的實驗結(jié)果，實驗過程中要求酶促反應(yīng)的溫度要嚴(yán)格控制在37。c ±o.rc以內(nèi)。這是因為在 37。c條件下進(jìn)行的酶促反應(yīng)，溫度每上升或下降o.rc將會對酶促反應(yīng)造成約10%的結(jié)果影響。但是在室溫25。C的條件下，預(yù)先在37。C恒溫溫浴的底物試 劑與待測酶類標(biāo)本，通過未設(shè)有保溫恒溫裝置的稀釋配液儀加注到處于37。C 恒溫(使用流量8L/min的，控溫精度為0.005。C的，帶外循環(huán)的恒溫水域箱加 熱恒溫)的比色杯后，反應(yīng)杯內(nèi)的實際溫度仍會下降至36.73。C (不計37。C反 應(yīng)杯補(bǔ)償?shù)臏囟?，若要比色杯內(nèi)溫度回升至37。C后進(jìn)行實驗，比色杯內(nèi)的 液體需要5至10分鐘左右的時間才能夠恢復(fù)至37。C (如圖4所示加裝前)，與 實驗要求的條件不符。為使比色杯內(nèi)的溫度在短時間內(nèi)迅速達(dá)到反應(yīng)溫度， 須提高試劑與待測樣本的預(yù)溫溫度(如從37。C提升至37.5。C ),而多數(shù)實 驗尤其是酶學(xué)實驗對溫度要求敏感，溫度增高會加快試劑中部分組分的自發(fā) 水解、失活變性的速度，人為增加了實驗的不穩(wěn)定因素，最終導(dǎo)致實驗準(zhǔn)確度與精密度無法有效控制，實驗失敗。為了有效解決稀釋配液儀、移液和/或 移液分配器移液過程中液體初始溫度改變的問題，縮短實驗前準(zhǔn)備和試劑預(yù) 溫時間，提高工作效率和實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度，設(shè)計一種管路型移液裝置特別 是稀釋配液儀、移液和/或移液分配器的輔助控溫裝置，以改變現(xiàn)有管路型移 液裝置特別是稀釋配液儀、移液和/或移液分配器無控溫功能的缺陷。本發(fā)明 專為管路型移液裝置特別是單或多通道稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫設(shè)計。例如在25。C條件下啟動本裝置，2分鐘內(nèi)可將稀釋配液儀、 移液和/或移液分配器的通液管路加溫至37。C ，并且將溫度恒定控制在37 ± 0.1 。C范圍之內(nèi)(如圖4所示加裝后)。實用新型內(nèi)容本實用新型是一種專為管路型移液裝置特別是稀釋配液儀、移液和/或移 液分配器提供精確控溫的輔助裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)條件下管路型移液裝置 特別是稀釋配液儀、移液和/或移液分配器在移液過程中導(dǎo)致液體溫度改變的 問題。為達(dá)上述目的， 一種為移液分配器、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，主要包括管路及閥體恒溫組件，通過閥體與注射器恒溫組件 連接，通過管路與恒溫組件集成控制器連接；注射器恒溫組件；恒溫組件集 成控制器。所述管路及閥體恒溫組件包括五層，從里到外以此為基底導(dǎo)熱層、控溫 加熱層、外部導(dǎo)熱層、骨架支撐固形層、保溫層。所述基底導(dǎo)熱層是在所述管路及閥體恒溫組件的導(dǎo)液管和鹿耳閥表面涂 覆導(dǎo)熱材料；所述控溫加熱層是在所述基底導(dǎo)熱層上以螺旋方式纏繞著柔質(zhì) 電阻式加熱線，并在所述加熱線間隔處設(shè)置微型貼片式溫度感應(yīng)探頭；所述 外部導(dǎo)熱層是在所述控溫加熱層表面涂覆導(dǎo)熱材料；所述骨架支撐固形層是 在所述外部導(dǎo)熱層表面附著絕緣的柔性材料；所述保溫層是在所述管路及閥 體恒溫組件的最外層裹覆隔熱材料。在所述注射器恒溫組件的玻璃注射器外表面分別加裝兩個小型循環(huán)水浴套，在所述注射器與所述循環(huán)水浴套之間形成空腔。所述注射器恒溫組件在所述循環(huán)水浴套上部接口與另 一個循環(huán)水浴套下 部接口之間用導(dǎo)管連接。所述注射器恒溫組件從設(shè)有外循環(huán)水恒溫水浴箱的出、回水口處引出兩 路管道和支路循環(huán)管道。所述注射器恒溫組件所述出水管道與所述小型循環(huán)水浴套下部的進(jìn)水口 連接，所述回水管道與所述小型循環(huán)水浴套上部的回水口連接。所述注射器恒溫組件中的外保溫層，是在所述所有管道外表面裹覆隔熱 材料。所述恒溫組件集成控制器中的加熱線與加熱電源通過微型貼片式溫度感應(yīng)頭信號拾取導(dǎo)線和加熱線入機(jī)聯(lián)合端口三聯(lián)組連接；所述恒溫組件集成控 制器中的溫度感應(yīng)頭與數(shù)字溫控表通過微型貼片式溫度感應(yīng)頭信號拾取導(dǎo)線 和加熱線入機(jī)聯(lián)合端口三聯(lián)組連接。所述恒溫組件集成控制器所述加熱線與所述加熱電源連接。所述恒溫組件集成控制器所述溫度感應(yīng)頭與所述數(shù)字溫控表連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型較好的解決了管路型移液裝置特別是稀釋實驗周期，有效提高工作效率，提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的稀釋配液儀原型圖；圖2-l、圖2-2、圖2-3為現(xiàn)有技術(shù)中稀釋配液儀工作過程原理圖；圖3-l為本實用新型局部放大圖；圖3-2為本實用新型局部放大圖；圖4為稀釋配液儀加裝本實用新型前后，液體試劑被轉(zhuǎn)移至比色杯內(nèi)升溫 至37攝氏度所用時間比較圖(室溫25攝氏度條件下)。 元件符號說明1鹿耳閥 2注射器(左)3注射器(右) 5步進(jìn)定位器(右) 7導(dǎo)液管(出液) 9移液分配的液體 11容器13小型循環(huán)水浴套 15外循環(huán)式恒溫水浴箱 17回水管道4步進(jìn)定位器(左) 6導(dǎo)液管(進(jìn)液) 8動作觸發(fā)手柄 IO移液分配的液體 12小型循環(huán)水浴套 14橋聯(lián)導(dǎo)管 16出水管道 18支路循環(huán)管道19調(diào)壓閥具體實施方式
本實用新型實施例提供一種專為管路型移液裝置特別是稀釋配液儀、移 液和/或移液分配器提供精確控溫的輔助裝置，本實用新型并未對管路型移液 裝置特別是稀釋配液儀、移液和/或移液分配器原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，屬于其管 路部分的附加裝置。設(shè)計結(jié)構(gòu)主要由管路及閥體恒溫組件、注射器恒溫組件 與恒溫組件集成控制器三部分組成。管路及闊體恒溫組件設(shè)計方法l.先將棵露于空氣中的聚四氟乙烯導(dǎo)液管 和金屬材質(zhì)的鹿耳閥表面涂覆導(dǎo)熱材料，構(gòu)成基底導(dǎo)熱層，目的是使熱量傳 導(dǎo)均勻。2.用柔質(zhì)電阻式加熱線以螺旋方式纏繞其上，并在加熱線間隔處設(shè)置 微型貼片式溫度感應(yīng)探頭，構(gòu)成控溫加熱層。3.在控溫加熱層表面再次涂覆導(dǎo) 熱材料，構(gòu)成外部導(dǎo)熱層，目的是增強(qiáng)加熱線與其間隔處空間的熱量傳導(dǎo)均 勻性，初步起到骨架支撐和固形的作用。4.在外部導(dǎo)熱層表面附著絕緣的柔性 材料，構(gòu)成最終骨架支撐固形層。5.最外層裹覆隔熱材料，構(gòu)成保溫層。6.在 近儀器端保留接線端口。注射器恒溫組件設(shè)計方法在玻璃注射器外表面部分分別加裝小型循環(huán) 水浴套12、 13 (有機(jī)玻璃材質(zhì)，透明)，在注射器與循環(huán)水浴套之間形成空 腔(提供循環(huán)水流經(jīng)空間)。在循環(huán)水浴套12上部接口與循環(huán)水浴套13下 部接口之間用導(dǎo)管14橋聯(lián)。從設(shè)有外循環(huán)水恒溫水浴箱15(預(yù)熱試劑與注射器用。適用溫度范圍4-89。C，精度要求s0.02。C)的出、回水口處引出兩路 管道16、 17和支路循環(huán)管道18 (有調(diào)壓閥19,可調(diào)節(jié)出水管道水流量。出 水量調(diào)解范圍4-6L/分鐘)。再將出水管道16與小型循環(huán)水浴套12下部的 進(jìn)水口連接，回水管道17與小型循環(huán)水浴套13上部的回水口連接，即形成 密閉管道(如圖3-l和3-2所示)。最后在所有管道外表面裹覆隔熱材料，構(gòu) 成外保溫層。恒溫組件集成控制器組件設(shè)計方法恒溫組件集成控制器主要由管路恒 溫組件的數(shù)字式溫控表頭三塊聯(lián)組(可分別設(shè)定、測量鹿耳闊l和導(dǎo)液管6、 7的加熱線加熱溫度，并控制加熱線供電裝置供電時間?？捎靡粔K多通路編程 式數(shù)控表頭替代。精度要求蕓0.05。C);功率可調(diào)式加熱線供電裝置三聯(lián)組 (分別為鹿耳閥1和導(dǎo)液管6、 7的加熱線提供200-600毫安加熱所需電流)； 數(shù)字式開關(guān)繼電器三聯(lián)組(與測溫控溫表頭聯(lián)合應(yīng)用。接收溫控表頭發(fā)出的 電平信號以控制加熱供電裝置的通斷頻度)；加熱線供電裝置供電開關(guān)三聯(lián) 組(可分別控制三路加熱供電裝置的通斷并顯示其狀態(tài))；微型貼片式溫度 感應(yīng)頭信號拾取導(dǎo)線和加熱線入機(jī)聯(lián)合端口三聯(lián)組(連接加熱線與加熱電源、 溫度感應(yīng)頭與數(shù)字溫控表)；加熱電源變壓器市電接口 (帶獨立開關(guān)和過載 保險絲)和電源線(帶地線)；加熱線供電裝置強(qiáng)制散熱風(fēng)扇(向外導(dǎo)風(fēng)式) 和機(jī)箱等部件組成。恒溫組件集成控制器與管路恒溫組件接附后即構(gòu)成完整 的管路恒、控溫裝置。本實用新型是一種專為管路型移液裝置特別是稀釋配液儀、移液和/或移 液分配器提供精確控溫的輔助裝置，其具體j吏用操作步驟如下1. 打開循環(huán)恒溫水浴箱15的循環(huán)水泵后,水浴箱內(nèi)的水(以實驗溫度"^殳定 為37。C 土O.rC時為例)就會通過出水管道16注入小型循環(huán)水浴套12的內(nèi)部，， 通過橋聯(lián)管道14注入小型循環(huán)水浴套13底部腔體內(nèi)匯集，充盈腔體后，液面 通過回水管道17流回到循環(huán)恒溫水浴箱內(nèi)部水槽內(nèi)再次得到控溫。如此i"更可 使注射器2、 3整體溫度控制在37。C 土O.rC之內(nèi)。2, 接通恒溫組件集成控制器總電源開關(guān)后，將前面板上數(shù)字式溫控表頭三 塊聯(lián)組的恒溫溫度均設(shè)定在37.0。C,并按下"AT"鍵約三秒鐘激活溫控表頭的溫度自整定程序(此程序會根據(jù)被加熱物體與環(huán)境溫度落差高底，自動調(diào)整 加熱速度和頻度。建議在室溫或?qū)?昏沒定溫度改變時重新執(zhí)行此程序)，此時"AT，，鍵下方的指示燈亮起。打開供電開關(guān)三聯(lián)組(紅色指示燈亮起時表示 加熱線已供電)后，儀器進(jìn)入溫度自整定狀態(tài)(室溫為25。C、設(shè)定溫度為37.0 。C時，約耗時5分鐘)。待"AT"鍵下方的指示燈熄滅時，儀器正式進(jìn)入加熱 恒溫控制狀態(tài)。室溫在25。C條件下，5分鐘內(nèi)可將移液分配器的通液管^各加溫 至37。C ,并且將溫度恒定控制在37 ± 0.1°C范圍之內(nèi)。3. 將聚四氟乙烯導(dǎo)液管(進(jìn)液)6插入到已溫浴至37.0 ± O.rC的試劑瓶中， 執(zhí)行移液分配器管路沖洗程序，約2-3次即可進(jìn)行正式實驗，試劑不做更換的 條件下無需再次進(jìn)行沖洗程序。4. 實驗結(jié)束后，先行關(guān)閉供電開關(guān)三聯(lián)組4，加熱線供電裝置三聯(lián)組2停止 對加熱線供電加熱。之后關(guān)閉總原開關(guān)斷電即可。5. 執(zhí)行移液分配器管路沖洗程序沖洗關(guān)機(jī)。以上公開部分僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型功用 并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實用新型的 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫的輔助裝置，其特征在于，主要包括管路及閥體恒溫組件，通過閥體與注射器恒溫組件連接，通過管路與恒溫組件集成控制器連接；注射器恒溫組件；恒溫組件集成控制器。
2、 如權(quán)利要求1所述為移液和/或移液分配器提供精確控溫的輔助裝置， 其特征在于，所述管路及閥體恒溫組件包括五層，從里到外依次為基底導(dǎo)熱 層、控溫加熱層、外部導(dǎo)熱層、骨架支撐固形層、保溫層。
3、 如權(quán)利要求2所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，所述基底導(dǎo)熱層是在所述管路及閥體恒溫組件的導(dǎo)液管和鹿耳閥表面涂 覆導(dǎo)熱材料；所述控溫加熱層是在所述基底導(dǎo)熱層上以螺旋方式纏繞著柔質(zhì)電阻式加 熱線，并在所述加熱線間隔處設(shè)置微型貼片式溫度感應(yīng)探頭； 所述外部導(dǎo)熱層是在所述控溫加熱層表面涂覆導(dǎo)熱材料； 所述骨架支撐固形層是在所述外部導(dǎo)熱層表面附著絕緣的柔性材料； 所述保溫層是在所述管路及閥體恒溫組件的最外層裹覆隔熱材料。
4、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，在所述注射器恒溫組件的玻璃注射器外表面分別 加裝兩個小型循環(huán)水浴套，在所述注射器與所述循環(huán)水浴套之間形成空腔。
5、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，所述注射器恒溫組件在所述循環(huán)水浴套上部接口 與另 一個循環(huán)水浴套下部接口之間用導(dǎo)管連接。
6、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，所述注射器恒溫組件從設(shè)有外循環(huán)水恒溫水浴箱 的出、回水口處引出兩路管道和支路循環(huán)管道。
7、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，所述注射器恒溫組件所述出水管道與所述小型循 環(huán)水浴套下部的進(jìn)水口連接，所述回水管道與所述小型循環(huán)水浴套上部的回水口連接。
8、 如權(quán)利要求1所迷為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫 的輔助裝置，其特征在于，所述注射器恒溫組件中的外保溫層，是在所述所 有管道外表面裹覆隔熱材料。
9、 如權(quán)利要求1所述一種為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確 控溫的輔助裝置，其特征在于，所述恒溫組件集成控制器中的加熱線與加熱電源通過微型貼片式溫度感 應(yīng)頭信號拾取導(dǎo)線和加熱線入機(jī)聯(lián)合端口三聯(lián)組連接；所述恒溫組件集成控制器中的溫度感應(yīng)頭與數(shù)字溫控表通過微型貼片式 溫度感應(yīng)頭信號4合取導(dǎo)線和加熱線入機(jī)聯(lián)合端口三聯(lián)組連接。
10、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控 溫的輔助裝置，其特征在于，所述恒溫組件集成控制器所述加熱線與所述加 熱電源連接。
11、 如權(quán)利要求1所述為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控 溫的輔助裝置，其特征在于，所述恒溫組件集成控制器所述溫度感應(yīng)頭與所 述數(shù)字溫控表連接。
專利摘要一種為稀釋配液儀、移液和/或移液分配器提供精確控溫(溫度控制精度±0.1℃)的輔助裝置，主要包括管路及閥體恒溫組件，通過閥體與注射器恒溫組件連接，通過管路與恒溫組件集成控制器連接；注射器恒溫組件；恒溫組件集成控制器。所述管路及閥體恒溫組件包括五層，從里到外依次為基底導(dǎo)熱層、控溫加熱層、外部導(dǎo)熱層、骨架支撐固形層、保溫層。使用本實用新型可縮短實驗周期，有效提高工作效率，提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。
文檔編號B01L3/02GK201168611SQ20072030912
公開日2008年12月24日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者楊振華, 燕 邵, 琦 陳, 陳寶榮 申請人:北京航天總醫(yī)院