一种微量定量取样系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微量定量取样系统，包括定量管，定量管的底部开设样本出口；定量管顶部设有密封封口的定量柱塞，定量管侧壁上部开设样本注入口，还包括控制器、可驱动定量柱塞沿定量管轴向移动的驱动机构，控制器与驱动机构电连接，驱动机构与定量柱塞驱动相连。本实用新型专利技术将定量和取样在同一个环节完成，不需要排出空气形成负压吸取样本，容易直接集成在微小的生物芯片中；在取样时能够在定量管内形成不含空气的液柱，避免将空气带入生物芯片的反应器内，对样本的检测结果无任何不良影响；使用非接触液滴的方式将定量微量样本液滴吹落入生物芯片反应器内，不会污染样本，样本定量精度高；结构简单、成本低廉，恒定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种微量定量取样系统
本技术属于生物芯片检测领域，特别涉及一种微量定量取样系统。
技术介绍
生物芯片技术在近20年得到了快速发展，尤其是微流控技术、新材料技术以及人工智能技术的快速发展，使得生物芯片技术逐渐走向产业化。但是，现在生物芯片中的微量定量取样是一个普遍性的难题。现有的微量定量取样结构包括定量管，使用时，首先将定量管内的空气排除，再利用负压原理从某种容器中定量吸取微量的液体至定量管，然后将定量管移位（移动或是旋转）至指定位置，再利用空气将液体推出定量管，达到取样的目的。现有的这种微量定量取样结构中，定量和取样为两个独立的环节，定量之后再取样需要移位，因而很难或无法集成在微小的生物芯片中。同时这种利用空气将液体推出的方式，难免会将空气混合在液体中推出，从而将空气带入生物芯片的反应器内，影响生物芯片对样本的检测结果。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种微量定量取样系统，将定量和取样在同一个环节完成，不需要排出空气形成负压吸取样本，容易直接集成在微小的生物芯片中；在取样时能够在定量管内形成不含空气的液柱，避免将空气带入生物芯片的反应器内，对样本的检测结果无任何不良影响；同时，定量精确。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种微量定量取样系统，包括定量管，定量管的底部开设样本出口；其结构特点是所述定量管顶部设有对定量管内腔密封封口的定量柱塞，所述定量管侧壁上部开设与定量管内腔相通的样本注入口，还包括控制器、可驱动定量柱塞沿定量管轴向移动的驱动机构，控制器与驱动机构电连接，驱动机构与定量柱塞驱动相连。借由上述结构，样本液体从样本注入口注入到定量管内腔，由于定量管上端密封、下端开口，样本自动进入定量管内腔，样本注入过程中，定量管内的空气被样本持续从样本出口推出，控制注入定量管内腔的样本量，最终在定量管内形成一段不含空气的样本液柱，为精准定量取样提供可能。随后，利用驱动机构驱动定量柱塞向下运动，控制定量柱塞的行程，即可按需将定量管内的样本定量推出。本技术由于不需要排出空气形成负压吸取样本，因而容易直接集成在微小的生物芯片中；由于能够在定量管内形成不含空气的液柱，因而避免将带有空气的样本加入生物芯片的反应器内，对样本的检测结果无任何不良影响；通过控制定量柱塞的行程，可在同一环节完成定量和取样过程，操作简单方便。本技术中的微量定量指的是，每次从定量管样本出口中推出的取样样本量为3ul到100ul。作为一种优选方式，定量管的底部为圆锥状，样本出口设于定量管底部最低点。此种形式便于样本自动进入定量管内腔并从底部样本出口排出空气，更有利于形成不含空气的样本液柱。作为一种优选方式，在初始进样状态下，定量柱塞底面与样本注入口最高点共面；或者定量柱塞底面位于样本注入口最高点与最低点之间。当定量柱塞底面位于样本注入口最高点与最低点之间时，更有利于形成不含空气的样本液柱。作为一种优选方式，样本注入口开口高度为1mm~2.5mm，定量管的中段和上段的管径为0.5mm~3.5mm。定量管的管径根据流体（血浆）的粘度设计，便于样本注入时空气排出。进一步地，还包括摄像单元，定量管由透明材料制成且定量管位于摄像单元视场范围内，摄像单元与控制器电连接。摄像单元能够拍摄定量管内的样本图像，控制器通过拍摄的样本图像可以计算出样本的注入及推出情况，从而实现精确控制。进一步地，还包括外壳和吹气单元，外壳上设有安装通孔，定量管下段伸入该安装通孔内，外壳侧壁上开设连通吹气单元出气口与定量管下段的吹气通孔，定量管下段与安装通孔之间形成连通吹气通孔与样本出口外壁的过气通道。在每次定量管定量推出样本液体后，定量微量样本液滴粘附悬挂在样本出口处。此时，利用吹气单元依次通过吹气通孔和过气通道向样本出口方向吹气，从而可以将粘附在样本出口处的定量微量样本液滴吹落，既不污染样本，又保证了样本定量精度。作为一种优选方式，所述安装通孔为上大下小的圆锥孔。上述结构形成的过气通道能够改变空气的流动方向，有效地收拢气流，使得空气集中气流吹向样本出口处粘附的液滴上部，使得液滴能够垂直落至样本出口下方指定区域内，不会被吹散，进一步保证样本定量精度。作为一种优选方式，定量管外侧壁中段与外壳相贴合，一方面能够防止空气向上方流动，另一方面还能够保证定量管在外壳内的定位。作为一种优选方式，所述吹气单元包括气泵、与气泵出气口相连的气管，气泵的控制端与控制器的输出端电连接，气管的出气口与吹气通孔相对。与现有技术相比，本技术将定量和取样在同一个环节完成，不需要排出空气形成负压吸取样本，容易直接集成在微小的生物芯片中；在取样时能够在定量管内形成不含空气的液柱，避免将空气带入生物芯片的反应器内，对样本的检测结果无任何不良影响；同时，使用非接触液滴的方式将粘附悬挂在定量管末端样本出口的定量微量样本液滴吹落入生物芯片反应器内，不会污染样本，样本定量精度高；同时结构简单、成本低廉，恒定性好。附图说明图1为微量定量取样系统一实施例结构示意图。图2为生物芯片一实施例结构示意图。图3为图2的侧剖视图。图4为本技术的电路模块图。其中，1为外壳，101为第一腔体，102为第二腔体，103为压积腔，105为安装通孔，106为吹气通孔，2为过滤膜，3为滤血柱塞，4为定量管，401为样本注入口，402为样本出口，5为定量柱塞，6为吹气单元，7为过气通道，8为摄像单元，9为控制器，10为反应器，11为驱动机构，12为芯片基片，13为第一刻线，14为第二刻线，15为进料口。具体实施方式如图1至图3所示，微量定量取样系统包括定量管4，定量管4的底部开设样本出口402；所述定量管4顶部设有对定量管4内腔密封封口的定量柱塞5，所述定量管4侧壁上部开设与定量管4内腔相通的样本注入口401，还包括控制器9、可驱动定量柱塞5沿定量管4轴向移动的驱动机构11，控制器9与驱动机构11电连接，驱动机构11与定量柱塞5驱动相连。定量柱塞5可根据需要选用不同的材料及厚度。定量管4外侧壁上设有第一刻线13与第二刻线14，第一刻线13位于第二刻线14上方。生物芯片取样用微量定量结构还包括滤血结构，滤血结构的血浆出口与样本注入口401相连通。滤血结构将全血过滤得到血浆样本后，血浆样本从滤血结构的血浆出口通过样本注入口401注入到定量管4内腔，由于定量管4上端密封、下端开口，样本自动进入定量管4内腔，样本注入过程中，定量管4内的空气被样本持续从样本出口402推出，控制注入定量管4内腔的样本量，最终在定量管4内形成一段不含空气的样本液柱，为精准定量取样提供可能。随后，利用驱动机构11驱动定量柱塞5向下运动，控制定量柱塞5的行程，即可按需将定量管4内的样本定量推出。本技术由于不需要排出空气形成负压吸取样本，因而容易直接集成在微小的生物芯片中；由于能够在定量管4内形成不含空气的液柱，因而避免将带有空气的样本加入生物芯片的反应器10内，对样本的检测结果无任何不良影响；通过控制定量柱塞5的行程，可在同一环节完成定量和取样过程，操作简单方便。定量管4的底部为圆锥状，样本出口402设于定量管4底部最低点。此种形式便于样本自动进入定量管4内腔并从底部样本出口402排出空气，更有利于形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微量定量取样系统，包括定量管（4），定量管（4）的底部开设样本出口（402）；其特征在于，所述定量管（4）顶部设有对定量管（4）内腔密封封口的定量柱塞（5），所述定量管（4）侧壁上部开设与定量管（4）内腔相通的样本注入口（401），还包括控制器（9）、可驱动定量柱塞（5）沿定量管（4）轴向移动的驱动机构（11），控制器（9）与驱动机构（11）电连接，驱动机构（11）与定量柱塞（5）驱动相连。

【技术特征摘要】
1.一种微量定量取样系统，包括定量管（4），定量管（4）的底部开设样本出口（402）；其特征在于，所述定量管（4）顶部设有对定量管（4）内腔密封封口的定量柱塞（5），所述定量管（4）侧壁上部开设与定量管（4）内腔相通的样本注入口（401），还包括控制器（9）、可驱动定量柱塞（5）沿定量管（4）轴向移动的驱动机构（11），控制器（9）与驱动机构（11）电连接，驱动机构（11）与定量柱塞（5）驱动相连。2.如权利要求1所述的微量定量取样系统，其特征在于，定量管（4）的底部为圆锥状，样本出口（402）设于定量管（4）底部最低点。3.如权利要求1所述的微量定量取样系统，其特征在于，在初始进样状态下，定量柱塞（5）底面与样本注入口（401）最高点共面；或者定量柱塞（5）底面位于样本注入口（401）最高点与最低点之间。4.如权利要求1所述的微量定量取样系统，其特征在于，样本注入口（401）开口高度为1mm~2.5mm，定量管（4）的中段和上段的管径为0.5mm~3.5mm。5.如权利要求1至4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬鹏程，周孝祥，杨恒伟，
申请(专利权)人：湖南乐准智芯生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43