一种新型集成式液体操作系统技术方案

本发明专利技术涉及生物制药设备技术领域，尤其为一种新型集成式液体操作系统，包括工作台、泵液补液区域、移液区域以及直线电机龙门主框架，所述泵液补液区域包括泵液补液单元、泵液补液X轴直线电机以及孔板转运机器人，所述移液区域包括移液单元和移液X轴直线电机，本发明专利技术可以有效解决目前现进口设备8通道移液液体工作站工作头布置在同一导轨上，虽然保障了96孔孔板移液操作时的高效率，但服务日常大量使用的24孔板、6孔板等耗材时，半数通道闲置造成昂贵的硬件闲置浪费，当涉及24孔板及96孔板混合使用时，大部分移液通道同样闲置，现有进口设备有进一步提升效率的巨大空间的问题。设备有进一步提升效率的巨大空间的问题。设备有进一步提升效率的巨大空间的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型集成式液体操作系统


[0001]本专利技术涉及生物制药设备
，具体为一种新型集成式液体操作系统。

技术介绍

[0002]物药品高通量研发与检测过程中，需要大量液体操作，用于目标产物表达、检测前处理样本准备、移液纯化等操作，现阶段多数实验室的手工操作，需要大量的操作人员以保障通量，效率低、成本高，并由于不同人员的操作，导致大批量操作时不同样本间的波动与均一性问题，需要高通量的液体工作站以保障操作效率与质量，常见的液体操作包括小液量移液与大容量泵液补液两部分，现高通量多通道移液(并行8通道，或8通道与96通道并联)液体工作站产品基本依赖进口。
[0003]目前现进口设备8通道移液液体工作站工作头布置在同一导轨上，虽然保障了96孔孔板移液操作时的高效率，但服务日常大量使用的24孔板、6孔板等耗材时，半数通道闲置造成昂贵的硬件闲置浪费，当涉及24孔板及96 孔板混合使用时，大部分移液通道同样闲置，现有进口设备有进一步提升效率的巨大空间。
[0004]综上所述，本专利技术通过设计一种新型集成式液体操作系统来解决存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新型集成式液体操作系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种新型集成式液体操作系统，包括工作台、泵液补液区域、移液区域以及直线电机龙门主框架，所述泵液补液区域包括泵液补液单元、泵液补液X 轴直线电机以及孔板转运机器人，所述移液区域包括移液单元和移液X轴直线电机。
[0008]作为本专利技术新型优选的方案，所述泵液补液单元包括泵液补液Y轴直线电机、泵液补液工作头阵列、泵液通道以及多路切换机构，所述泵液补液X 轴直线电机和泵液补液Y轴直线电机均安装在直线电机龙门主框架上，所述多路切换机构安装在泵液通道的内部。
[0009]作为本专利技术新型优选的方案，所述移液单元包括移液Y轴直线电机和移液工作头阵列，所述移液工作头阵列由四组移液工作头组成，所述移液X轴直线电机和移液Y轴直线电机均安装在直线电机龙门主框架上。
[0010]作为本专利技术新型优选的方案，所述移液工作头包括Z轴伺服单元、紧凑型移液泵体、埋入式移液管路、脱枪机构安装基座、脱枪驱动结构、脱枪执行结构、枪头顶出结构、自动回弹结构、一次性枪头安装结构以及枪头。
[0011]作为本专利技术新型优选的方案，所述工作台上设置有全自动滑出滑入，便于孔板、摇管、摇瓶等耗材加载耗材的耗材载台滑台阵列；用于存储培养基、裂解液等工艺液体，并进行温度控制的底仓液体存储单元；工艺过程中实现孔板、摇管、摇瓶等耗材的混匀操作的振荡单元；基于实际工艺需求，安装孔板、摇管、摇瓶等不同类型耗材载架的耗材载架：用于工
艺过程中物料的姿态调整与暂存的操作载台；实现底仓存储液体向台面管路的泵送的泵组单元。
[0012]作为本专利技术新型优选的方案，所述移液工作头阵列内的四组移液工作头采用错层布置，从而使每个移液工作头能够独立进行Y轴运动、Z轴运动、装枪操作以及脱枪操作。
[0013]作为本专利技术新型优选的方案，所述直线电机龙门主框架包括龙门X轴运动导轨机构和龙门Y轴运动横梁，龙门X轴运动导轨机构和龙门Y轴运动横梁之间无机械连接，工作时龙门X轴运动导轨机构和龙门Y轴运动横梁间保持毫米级气体间隙。
[0014]作为本专利技术新型优选的方案，所述耗材载台滑台阵列包括导轨运动结构、导轨固定机构、耗材载架快速更换接口以及耗材中转滑台，泵组单元包括泵液泵组和泵液废液收集单元，泵液泵组为多路蠕动泵或者其他类型泵体。
[0015]9.根据权利要求1所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述具体操作步骤为：
[0016]S1，泵液补液单元会向系统内移液槽全自动泵入大容量工艺液体，并由孔板转运机器人转运，孔板转运机器人转运的工艺液体会被送入底仓液体存储单元中，底仓液体存储单元调节培养基、裂解液等工艺液体的存储温度，工人再将孔板、摇管、摇瓶等不同类型耗材放入耗材载架内；
[0017]S2，泵组单元内的泵液泵组将底仓液体存储单元内存储的工艺液体向台面管路中输送，耗材载台滑台阵列将耗材送到工作台上，当24孔板、6孔板、 8孔板、摇瓶等耗材操作时，两个移液单元并行在左右独立区域操作，等效于两个移液单元并行工作，可倍数级提高操作效率，当96孔板操作时，两个移液工作头阵列集成为一个工作单元，完全等效于现有进口设备，工作时，移液Y轴直线电机带动集成为一个工作单元的两个移液工作头阵列移动，使移液工作头阵列对准耗材，Z轴伺服单元会通过一次性枪头安装结构带动枪头向下移动，枪头插入耗材内，紧凑型移液泵体通过埋入式移液管路将工艺液体通过枪头注入耗材内，从而完成移液操作，振荡单元会带动耗材发生震动，从而使工艺液体混匀；
[0018]S3，移液操作完成后，Z轴伺服单元会通过一次性枪头安装结构带动枪头向上移动，枪头脱离耗材，脱枪驱动结构会驱动脱枪执行结构和枪头顶出结构将枪头从一次性枪头安装结构中顶出，枪头被顶出后，自动回弹结构会带动一次性枪头安装结构回到原位，耗材载台滑台阵列将移液完成的耗材从工作台上取下；
[0019]S4，移液完成后，开始对泵液通道进行全自动的清洁操作，灭菌液体进行管线与泵液头填充润洗，接着清洗液体进行管线与泵液头吹洗清扫，然后工艺液体管路全体积填充，最后泵出指定容积工艺液体，清洗液体进行全管路填充密封。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术中，通过设置工作台、泵液补液区域以及移液区域，移液工作头阵列内的四组移液工作台采用错层布置，从而使每个移液工作台能够独立进行Y轴运动、Z轴运动、装枪操作以及脱枪操作，两个移液工作头阵列并行在左右独立区域操作，等效于两个移液工作头阵列并行工作，可倍数级提高操作效率，而两个移液工作头阵列拼接后，形成完整的8通道的移液工作头阵列，对耗材载架上的耗材进行并行的8通道移液操作，从而实现液体操作过程中并行的多通道移液与多通道泵液补液操作，相比于现有进口液体工作站产品，倍数级提高处理通量，同时采用集成式气体驱动移液泵体于埋入式驱动管线后，大大提高移
101、导轨运动结构；102、导轨固定机构；103、耗材载架快速更换接口；104、耗材中转滑台；151、泵液泵组；152、泵液废液收集单元。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述，给出了本专利技术的若干实施例，但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型集成式液体操作系统，包括工作台(1)、泵液补液区域(2)、移液区域(3)以及直线电机龙门主框架(4)，其特征在于：所述泵液补液区域(2)包括泵液补液单元(5)、泵液补液X轴直线电机(6)以及孔板转运机器人(7)，所述移液区域(3)包括移液单元(8)和移液X轴直线电机(9)。2.根据权利要求1所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述泵液补液单元(5)包括泵液补液Y轴直线电机(501)、泵液补液工作头阵列(502)、泵液通道(503)以及多路切换机构(504)，所述泵液补液X轴直线电机(6)和泵液补液Y轴直线电机(501)均安装在直线电机龙门主框架(4)上，所述多路切换机构(504)安装在泵液通道(503)的内部。3.根据权利要求1所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述移液单元(8)包括移液Y轴直线电机(801)和移液工作头阵列(802)，所述移液工作头阵列(802)由四组移液工作头(803)组成，所述移液X轴直线电机(9)和移液Y轴直线电机(801)均安装在直线电机龙门主框架(4)上。4.根据权利要求3所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述移液工作头(803)包括Z轴伺服单元(8031)、紧凑型移液泵体(8032)、埋入式移液管路(8033)、脱枪机构安装基座(8034)、脱枪驱动结构(8035)、脱枪执行结构(8036)、枪头顶出结构(8037)、自动回弹结构(8038)、一次性枪头安装结构(8039)以及枪头(8030)。5.根据权利要求1所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述工作台(1)上设置有全自动滑出滑入，便于孔板、摇管、摇瓶等耗材加载耗材的耗材载台滑台阵列(10)；用于存储培养基、裂解液等工艺液体，并进行温度控制的底仓液体存储单元(11)；工艺过程中实现孔板、摇管、摇瓶等耗材的混匀操作的振荡单元(12)；基于实际工艺需求，安装孔板、摇管、摇瓶等不同类型耗材载架的耗材载架(13)：用于工艺过程中物料的姿态调整与暂存的操作载台(14)；实现底仓存储液体向台面管路的泵送的泵组单元(15)。6.根据权利要求3所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述移液工作头阵列(802)内的四组移液工作头(803)采用错层布置，从而使每个移液工作头(803)能够独立进行Y轴运动、Z轴运动、装枪操作以及脱枪操作。7.根据权利要求1所述的一种新型集成式液体操作系统，其特征在于：所述直线电机龙门主框架(4)包括龙门X轴运动导轨机构(401)和龙门Y轴运动横梁(402)，龙门X轴运动导轨机构(401)和龙门Y轴运动横梁(402)之间无机械连接，工作时龙门X轴运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈皓，蒋雷，
申请(专利权)人：英诺维尔智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：