取液排液系统、控制方法及生物芯片检测系统与流程

本发明涉及生物芯片检测设备，具体为一种取液排液系统、控制方法及生物芯片检测系统。

背景技术：

1、生物芯片(又称dna芯片、基因芯片)，起源于dna杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶，主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、dna以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。

2、现有技术中，生物芯片使用主要包括如下步骤：放大并标记步骤，使用pcr扩增或者并行固相克隆等方法，对样品的多个片段进行扩增和放大，并用生物素或荧光进行标记，得到标记后样品；杂交反应步骤，已标记样品中的靶分子与生物芯片上的探针进行杂交，产生一系列信息；信号检测和分析步骤，使用检测设备，采集、处理和解析杂交反应后的生物芯片上各个反应点的荧光位置、荧光强弱，经过芯片扫描仪和相关软件分析图像，即可以获得有关生物信息。

3、其中，在杂交反应步骤中，通常采用泵送组件及取液针将标记后的样品吸入杂交反应舱中进行杂交反应，当泵送组件的抽液速度较快时，会导致实际抽到的液量很少，即进液速度与抽液速度不匹配，杂交反应不充分，影响生物芯片检测的准确性。另外，现有的泵送组件通常需要用到油泵、隔膜、二通阀、阀岛组件等，不利于生物芯片检测设备的小型化制作，且有漏油的风险。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种取液排液系统、控制方法及生物芯片检测系统，通过设置气囊，能够储存临时突变的气压，使气囊内产生负压，在负压作用下液体能够经进液口缓慢进入，保证抽气行程与抽液量的匹配，提高抽取样品量的精确度；且气囊顶部的气囊上口与抽气排气口连通，能够优先抽取进入气囊的气体，而液体在重力作用下留在气囊内，能够防止气囊中的液体在抽气过程中进入抽气排气装置，提升抽气排气装置的使用性能。

2、本发明提供一种取液排液系统，包括：进液口；排液口；抽气排气装置，具有抽气排气口，能够经由抽气排气口抽取或者排出气体；气囊，气囊沿高度方向延伸，气囊的顶部具有气囊上口，气囊上口与抽气排气口连通，气囊的底部具有气囊下口，气囊下口可择一与进液口或排液口连通。

3、根据该技术方案，在抽气过程中，气囊的底部与进液口连通，气囊顶部的气囊上口与抽气排气口连通，能够优先抽取进入气囊的气体，而液体在重力作用下留在气囊内，能够防止气囊中的液体在抽气过程中进入抽气排气装置，提升抽气排气装置的使用性能；在排气过程中，气囊的底部与排液口连通，气囊顶部的气囊上口与抽气排气口连通，气压经抽气排气口进入驱动气囊内的液体从排液口排出。另外，发生抽气速度过快，导致抽液量与抽气行程不匹配的情况时，通过设置气囊，能够储存临时突变的气压，使气囊内产生负压，在负压作用下液体能够经进液口缓慢进入，保证抽气行程与抽液量的匹配。

4、本发明的可选技术方案中，取液排液系统还包括：取液针，构成取液排液系统的进液口；三通阀，三通阀的三个管口分别与取液针、气囊下口以及排液口相连。

5、根据该技术方案，采用取液针抽取液体能够提高取液的精度，三通阀能够便捷地实现气囊下口择一与取液针或排液口连通，结构简单，易于实现取液或进液。进一步地，三通阀为三通电磁阀，通过电动控制流路的换向，提高了自动化程度，有利于提高工作效率。

6、本发明的可选技术方案中，取液排液系统还包括目标腔室，设置在取液针和三通阀之间，与取液针以及三通阀均相互连通。

7、根据该技术方案，通过将抽取的液体送入目标腔室，能够使抽取的液体在目标腔室内发生目标反应，目标腔室与三通阀连通能够便于在目标反应结束后排出废液，提升了取液抽液系统的多功能性。

8、本发明的可选技术方案中，抽气排气装置包括电机和气缸，电机的输出端与气缸的活塞杆连接，驱动活塞杆往复移动，从而抽取或者排出气缸内的气体。

9、根据该技术方案，采用电机驱动活塞杆往复移动进液或排液，取消了现有技术中采用的油泵、隔膜、二通阀、阀岛组件等元件，节约了生物芯片检测系统的成本及空间，也规避了油泵使用过程中漏油的风险，抽气排气装置结构简单，有利于降低成本以及实现生物芯片检测系统的小型化制作。

10、本发明的可选技术方案中，气囊的气体容积大于气缸的活塞杆的最大行程对应可抽取的气体体积。

11、根据该技术方案，气囊的气体体积大于气缸的活塞杆的最大行程对应可抽取的气体体积，能够使得活塞杆移动至最大行程时，也不会导致抽取的液体经过气囊被进一步抽送至气缸内，保证了气缸的安全、可靠性。

12、本发明的可选技术方案中，抽气排气装置包括两排气缸，每排气缸均包括并排设置的多个气缸，抽气排气装置还包括下支撑板、上支撑板及连接板，下支撑板固定于气缸的底部，上支撑板固定于气缸的顶部，并开设有供各个活塞杆穿过的通孔，连接板固定连接各个活塞杆的顶部。

13、根据该技术方案，增加气缸的数量，即增加了抽气排气口的数量，能够同时进行多条流路的取液排液有利于提高生物芯片检测过程的效率，缩短检测过程所需的时间；且抽气排气装置通过下支撑板、上支撑板及连接板连接形成整体，提高了抽气排气装置的整体结构的稳定性，实现取液排液系统的合理空间布局。

14、本发明的可选技术方案中，两排气缸共用电机，电机位于两排气缸之间。

15、根据该技术方案，两排气缸共用电机，既可以节约电机的使用数量，同时保证了活塞杆的正常运动，有利于节约成本，还可以节约空间，有利于取液排液系统及生物芯片检测系统的小型化制作。

16、本发明的可选技术方案中，气囊为弹性气囊。

17、根据该技术方案，弹性气囊在受到负压吸引时会发生气囊收缩，可以暂时储存气压的临时突变，防止短时间内进液速度过快，并能够利用储存的气压吸引液体继续进液，保证气缸抽拉行程与实际进液量的匹配，提高抽取液体的精度。随着液体在负压作用下的输入，气囊内的负压减小，气囊恢复至负压吸引前的状态，能够在下一次出现抽气速度过快时，持续依靠负压吸引保证抽气行程与抽液量的匹配。

18、本发明另提供一种生物芯片检测系统，包括上述的取液排液系统。

19、本发明另提供一种上述的取液排液系统的控制方法，包括以下步骤：

20、准备步骤：提供待取液体，将取液针插入待取液体内；

21、取液步骤：连通气囊下口与进液口，驱动抽气排气装置进行抽气使取液针、目标腔室、气囊及抽气排气口组成的进液管路内产生负压，待取液体在负压作用下经进液口进入目标腔室后，目标腔室内的液体流入气囊；

22、排液步骤：切断气囊下口与进液口的连通，使气囊下口与排液口连通，驱动抽气排气装置进行排气，气囊内的液体在排气压力下排出。

技术特征：

1.一种取液排液系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的取液排液系统，其特征在于，所述取液排液系统还包括：

3.根据权利要求2所述的取液排液系统，其特征在于，所述取液排液系统还包括：

4.根据权利要求3所述的取液排液系统，其特征在于，所述抽气排气装置包括电机和气缸，所述电机的输出端与所述气缸的活塞杆连接，驱动所述活塞杆往复移动，从而抽取或者排出所述气缸内的气体。

5.根据权利要求4所述的取液排液系统，其特征在于，所述气囊的气体容积大于所述气缸的活塞杆的最大行程对应可抽取的气体体积。

6.根据权利要求5所述的取液排液系统，其特征在于，所述抽气排气装置包括两排气缸，每排气缸均包括并排设置的多个气缸，

7.根据权利要求6所述的取液排液系统，其特征在于，两排所述气缸共用所述电机，所述电机位于两排所述气缸之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的取液排液系统，其特征在于，所述气囊为弹性气囊。

9.一种生物芯片检测系统，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的取液排液系统。

10.一种权利要求3至8中任一项所述的取液排液系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种取液排液系统、控制方法及生物芯片检测系统，取液排液系统包括进液口；排液口；抽气排气装置，具有抽气排气口，能够经由抽气排气口抽取或者排出气体；气囊，沿高度方向延伸，气囊的顶部具有气囊上口，气囊上口与抽气排气口连通，气囊的底部具有气囊下口，气囊下口可择一与进液口或排液口连通。通过设置气囊，能够储存临时突变的气压，使气囊内产生负压，在负压作用下液体能够经进液口缓慢进入，保证抽气行程与抽液量的匹配，提高抽取样品量的精确度；且气囊上口与抽气排气口连通，能够优先抽取进入气囊的气体，而液体在重力作用下留在气囊内，能够防止气囊中的液体在抽气过程中进入抽气排气装置，提升抽气排气装置的使用性能。

技术研发人员：陆晨,林清辉,林志松,邢军芬
受保护的技术使用者：上海百傲科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15