一种移液方法和移液装置与流程

本发明涉及分子诊断技术领域，具体而言，涉及一种移液方法和移液装置。

背景技术：

核酸由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内，生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。

基于核酸扩增的分子诊断是通过引物介导特异性扩增目的基因，以检测内源性(遗传或变异)或外源性(病原体)目的基因的存在与否，进而对疾病的诊断和治疗提供信息和决策依据。其主要应用于传染病诊断，血筛，肿瘤早期辅助诊断，遗传病诊断及产前诊断等领域。分子诊断中样本预处理过程复杂，不仅需要精准的温度循环控制系统，还需要精准的移液系统。

目前分子诊断设备移液系统大多采用移液枪头测电容的方法，移液枪头与电容传感器连接，通过电容传感器测出液面位置，计算转移液体体积。

这种方法存在几个缺点：移液枪头因与电容传感器连接，因此需要特制，成本较高，且容易受液面气泡的干扰，对液面判断产生误差，导致实验产生误差；需要使用电容传感器，使得测量电路比较复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种移液方法和移液装置，能准确控制液体的预设移液量，且移液组件不需要特制，成本较低。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种移液方法，移液组件和承载台可移动设置在底座上，所述承载台上设有多个储液舱和感应组件，所述方法包括：控制所述承载台平面移动，将所述感应组件移动至移液组件的投影下方，控制移液组件下降，使所述移液组件的接触端与所述感应组件感应接触，记录该接触位置为初始位置；

控制所述承载台平面移动，将一个所述储液舱移动至所述移液组件的投影下方，根据预设高度和预设移液量确定第一高度并下降，所述移液组件吸取所述储液舱内的液体；控制所述移液组件上升，控制所述承载台平面移动，将另一个所述储液舱移动至所述移液组件的投影下方，释放所述移液组件内吸取的所述液体至所述储液舱内；控制所述承载台平面移动，将所述感应组件移动至所述移液组件的投影下方，控制所述移液组件下降，使所述移液组件的接触端与所述感应组件感应接触，记录所述初始位置。

可选地，所述储液舱底部设置有定位柱，所述定位柱的端部伸出于所述储液舱舱口，底座上设置有校准件，所述校准件和所述移液组件在所述底座上的设置相对应；

所述控制所述承载台平面移动，将所述感应组件移动至移液组件的投影下方，移液组件下降，使所述移液组件的接触端与所述感应组件感应接触，记录该接触位置为初始位置之前，所述方法还包括：获取所述定位柱伸出所述储液舱舱口的高度作为定位高度；控制所述校准件下降，至校准件的接触端与所述感应组件感应接触，获取所述校准件的初始高度；计算所述初始高度与所述定位高度之差，作为固定值；获取所述定位柱高度，计算所述定位柱高度和所述固定值之和，作为所述预设高度。

可选地，所述获取所述定位柱高度，计算所述定位柱高度和所述固定值之和，作为所述预设高度之后，所述方法还包括：移除所述定位柱；移除所述校准件并设置所述移液组件。

可选地，所述控制所述承载台平面移动，将一个所述储液舱移动至所述移液组件的投影下方，根据预设高度和预设移液量确定第一高度并下降，所述移液组件吸取所述储液舱内的液体包括：获取所述储液舱内液体的液面初始高度；获取所述预设移液量对应的液体的液面高度差；计算所述第一高度；其中，所述第一高度＝所述预设高度－所述液面初始高度+所述液面高度差。

本发明实施例的一方面提供一种移液装置，包括底座，所述底座上分别设有承载台和移液组件，所述承载台可在所述底座上平面移动，所述移液组件可在所述底座上升降移动，所述承载台上设有多个用于承载液体的储液舱，所述移液组件用于多个所述储液舱之间的液体的定量转移；还包括控制器，所述承载台上还设有感应组件，所述控制器分别和所述移液组件与所述感应组件电连接，所述感应组件用于将与所述移液组件感应接触的触发信号传给所述控制器，所述控制器通过所述移液装置的预设高度和预设移液量，驱动所述移液组件升降移动并吸取和释放所述液体；其中，所述移液组件下降第一高度以吸取所述液体。

可选地，所述移液组件包括设在所述底座上的升降滑轨和与所述升降滑轨滑动连接的第一滑座，所述第一滑座上设有机械臂，所述机械臂连接第一动力组件，所述机械臂还夹持有移液枪，所述第一动力组件和所述移液枪均和所述控制器电连接。

可选地，所述感应组件包括设在所述承载台上的感应杆，所述感应杆凸出于所述承载台，所述感应杆和所述控制器电连接，所述感应杆用于与所述移液枪触发，以向所述控制器反馈所述移液枪的接触位置信号。

可选地，所述底座上设有y轴滑轨，所述y轴滑轨上设有与所述y轴滑轨滑动连接的第二滑座，所述第二滑座上设有x轴滑轨，所述承载台与所述x轴滑轨滑动连接；还包括与所述第二滑座连接的第二动力组件，以及与所述承载台连接的第三动力组件，所述第二动力组件和所述第三动力组件分别与所述控制器电连接。

可选地，所述承载台上设有多个限位孔，所述储液舱设在对应的所述限位孔内。

可选地，所述第一动力组件、所述第二动力组件和所述第三动力组件均为直线电机。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的移液方法和移液装置，移液组件在底座上沿z轴方向升降运动，以吸取某个储液舱内的液体，并将吸取的液体转移至另一个储液舱内，完成对液体转移。承载台在底座上同时沿x轴和y轴方向平面移动，使储液舱移动至移液组件的下方，以备移液组件吸取或释放液体。移液组件的接触端与感应组件感应接触，感应组件将该接触信号传递给控制器，控制器记录该接触位置为初始位置，控制器控制移液组件以该初始位置为起点，控制移液组件下降第一高度，其中，第一高度与预设移液量对应，通过控制第一高度，能精准控制移液组件的移液量。与现有技术相比，本实施例的通过第一高度和预设移液量的对应关系，通过控制第一高度，使移液组件能精准获取预设移液量的液体，这样一来，移液组件不需特制，且不会受液面气泡干扰，移液误差小，成本较低。并且，还避免了现有技术中使用电容传感器获取移液量，而使电路复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的移液装置结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的移液装置结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的移液装置的移液枪的初始位置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的移液方法流程图之一；

图5为本发明实施例提供的移液方法流程图之二。

图标：11－支撑板；12－机械臂；13－储液舱；14－承载台；15－第二动力组件；16－底座；17－x轴滑轨；18－y轴滑轨；19－感应组件；191－感应杆；110－校准件；111－第一动力组件；112－升降滑轨；113－光电开关；21－定位柱；31－移液枪头；h－第一高度；h1－定位柱高度；h2－复位高度；h3－下降高度；h4－初始高度；h5－定位高度；h6－液面初始高度；xh－液面高度差；c－固定值。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

请参照图1，本实施例提供一种移液装置，包括底座16，底座16上分别设有承载台14和移液组件，承载台14可在底座16上平面移动，移液组件可在底座16上升降移动，承载台14上设有多个用于承载液体的储液舱13，移液组件用于多个储液舱13之间的液体的定量转移；还包括控制器(图中未示出)，控制器与移液组件电连接，承载台14上还设有感应组件19，感应组件19与控制器电连接，用于将与移液组件感应接触的触发信号传给控制器，控制器通过移液装置的预设高度和预设移液量，驱动移液组件升降移动并吸取和释放液体，其中，移液组件下降第一高度h以吸取液体。

承载台14可在底座16上分别沿x轴方向和y轴方向同时移动，底座16上设有支撑板11，移液组件设在支撑板11上，移液组件可在底座16上沿支撑板11的z轴方向升降移动，控制器分别和承载台14的动力组件和移液组件电连接，用于驱动承载台14在底座16上移动，驱动移液组件在底座16上升降。

感应组件19与控制器电连接，感应组件19用于与移液组件触发，并将触发信号传给控制器，以使控制器记录移液组件的初始位置，控制器通过移液装置的预设高度和预设移液量，驱动移液组件以初始位置为起点，沿z轴方向下降第一高度h至储液舱13吸取液体，以控制移液组件的移液量。

本实施例提供的移液装置，移液组件在底座16上沿z轴方向升降运动，以吸取储液舱13内的液体，并将吸取的液体转移至另一个储液舱13内，完成对液体转移。承载台14在底座16上同时沿x轴和y轴方向平面移动，使储液舱13移动至移液组件的下方，以备移液组件吸取或释放液体。移液组件的接触端与感应组件19感应接触，感应组件19将该接触信号传递给控制器，控制器记录该接触位置为初始位置，控制器控制移液组件以该初始位置为起点，控制移液组件下降第一高度h，其中，第一高度h与预设移液量对应，通过控制第一高度h，能精准控制移液组件的移液量。与现有技术相比，本实施例的通过第一高度h和预设移液量的对应关系，通过控制第一高度h，使移液组件能精准获取预设移液量，这样一来，移液组件不需特制，且不会受液面气泡干扰，移液误差小，成本较低。并且，还避免了现有技术中使用电容传感器获取移液量，而使电路复杂的问题。

具体地，移液组件包括设在底座16上的升降滑轨112和与升降滑轨112滑动连接的第一滑座，第一滑座上设有机械臂12，机械臂12连接第一动力组件111，机械臂12还夹持有移液枪，移液枪的端部设有如图3所示移液枪头31，第一动力组件111和移液枪均和控制器电连接。

通过控制器控制移液枪头31吸取和释放液体，第一动力组件111为机械臂12提供动力，第一动力组件111驱动机械臂12运动，机械臂12带动滑轨沿第一滑座移动，机械臂12夹持移液枪，使移液枪头31能沿z轴方向升降运动。

感应组件19包括设在承载台14上的感应杆191，感应杆191凸出于承载台14，感应杆191和控制器电连接，感应杆191与移液枪头31触发，向控制器反馈移液枪头31的接触位置信号。

该接触位置为移液枪头31的初始位置，控制器控制第一动力组件111驱动移液枪头31以初始位置为起点，沿z轴方向下降第一高度h吸取液体，以控制移液组件的移液量。

底座16上设有y轴滑轨18，y轴滑轨18上设有与y轴滑轨18滑动连接的第二滑座，第二滑座上设有x轴滑轨17，承载台14与x轴滑轨17滑动连接；还包括与第二滑座连接的第二动力组件15，以及与承载台14连接的第三动力组件(图中未示出)，第二动力组件15和第三动力组件分别与控制器电连接。

第二动力组件15驱动第二滑座在y轴滑轨18上移动，第三动力组件啊驱动承载台14在x轴滑轨17上移动。

控制器控制第二动力组件15和第三动力组件工作，以和第一动力组件111配合工作。控制器控制承载台14在底座16上平面移动到相应位置，使储液舱13对应移动到移液枪头31的下方，同时配合移液枪头31的上升或下降，使移液枪头31从储液舱13内吸取液体转移至另一个储液舱13内。

示例地，第一动力组件111、第二动力组件15和第三动力组件可均为气缸，通过气缸驱动；第一动力组件111、第二动力组件15和第三动力组件也可均为直线电机，通过直线电机驱动相应零件直线运动。

为避免承载台14移动时，储液舱13相对承载台14移位，同时避免储液舱13翻倒使其内的液体漏出，需对储液舱13进行限位。在承载台14上设有多个限位孔，储液舱13分别设在对应的限位孔内，以对储液舱13限位。

移液枪头31每次吸取液体时，控制器控制其以初始位置为起点，下降第一高度h，就能吸取预设移液量的液体。

其中，第一高度h＝预设高度－液面初始高度h6+液面高度差xh；预设高度为移液装置固有参数，液面初始高度h6和液面高度差xh均与液体体积对应。

具体地，储液舱13一旦制作完成后，储液舱13内的液体体积与储液舱13的高度一一相对应。每次吸取液体时，使用者会预先确定预设移液量，即液体体积，每次释放液体时，释放液体的量和吸取液体的量相等，即每次都是定量吸取和定量释放；这样一来，向某个储液舱13内释放液体后，该储液舱13内的液体总量的液面高度和转移液体前后液面高度差xh可知；从某个储液舱13内吸取液体后，该储液舱13内的液体总量的液面高度和转移液体前后液面高度差xh也可知。

通过液体体积和储液舱13高度的对应关系，即能获取液面初始高度h6和液面高度差xh。通过这种方式，控制移液枪头31每次下降的第一高度h。

实施例二

请参照图4，本实施例提供一种移液方法，移液组件和承载台14可移动设置在底座16上，承载台14上设有多个储液舱13、和感应组件19，上述方法包括：

s100：控制承载台14平面移动，使感应组件19移动至移液组件的投影下方，控制移液组件下降，使移液组件的接触端与感应组件19感应接触，记录该接触位置为初始位置。

具体地，承载台14可在底座16上同时沿x轴方向和y轴方向进行平面移动，移液组件可在底座16上沿z轴方向上升或下降。

控制承载台14在底座16上平面移动，使承载台14上的感应组件19位于移液组件的投影下方，然后控制移液组件下降，使移液组件的接触端与感应组件19感应接触，感应组件19将接触信号传递给控制器，控制器记录该接触位置为初始位置。

s110：控制承载台14平面移动，将一个储液舱13移动至移液组件的投影下方，根据预设高度和预设移液量确定第一高度h并下降，移液组件吸取储液舱13内的液体。

移液组件下降的高度为第一高度h，其中，第一高度h是根据预设高度和预设移液量确定的。

预设移液量根据需求自行设定，然后在控制器的显示屏上手动输入预设移液量，控制器就会获取该预设移液量的数值，预设移液量与储液舱内液体转移前后的液面高度差对应，控制器根据液体体积和储液舱的高度关系，自动计算出预设移液量对应的液面高度差。

预设高度在系统设计和校准时已经确定，并记录在控制器内，属于系统内部固有参数，不需要手动输入。

控制器会根据预设高度和预设移液量，计算出第一高度h，并控制移液组件下降第一高度h。

并且，移液组件下降第一高度h时，是以初始位置为起点，沿z轴方向下降第一高度h。

其中，请参照图2，第一高度h＝预设高度(定位柱高度h1+固定值c)－液面初始高度h6+液面高度差xh。

s111：获取储液舱13内液体的液面初始高度h6。

假设储液舱13内的液体，其初始液面高度在a1位置，其液面初始高度h6，是储液舱13舱底到液面之间的垂直距离。

液面初始高度h6根据该储液舱13每次被吸取液体的预设移液量和每次释放到该储液舱13内液体的对应预设移液量，控制器会自动记录，以获得该储液舱13的实时液面初始高度h6。

本实施例的储液舱13为不规则形状，液面高度与储液舱13的承液体积相对应。当然，储液舱13还可为规则形状，其液面高度与储液舱13的承液体积相对应。

s112：获取预设移液量对应的液体的液面高度差xh。

预设移液量根据需要手动输入控制器，控制器根据预设移液量自动计算出液面高度差xh。

假设，移液组件吸取储液舱13内的液体后，液面从a1位置下降至a2位置，a1位置液面高度和a2位置液面高度之间的差值为液面高度差xh。

液面高度差xh可对应为液体体积，即为移液组件吸取或释放的液体的量，也即为对应的预设移液量，控制器根据预设移液量和液面高度相对应的关系，自动计算出液面高度差xh。

s113：计算第一高度h；其中，第一高度h＝预设高度－液面初始高度h6+液面高度差xh。

根据计算得出的第一高度h，控制器控制移液组件下降第一高度h，移液组件能精准吸取对应第一高度h的预设移液量。

s120：控制移液组件上升，控制承载台14平面移动，将另一个储液舱移动至移液组件的投影下方，释放移液组件内吸取的液体至储液舱内。

移液组件吸取储液舱13内的液体后，控制器控制移液组件上升移出储液舱13。然后控制承载台14平面移动，使承载台14上的另一个储液舱位于移液组件的投影下方，再释放移液组件内吸取的液体至该储液舱13内。

预设移液量与第一高度h相对应，因此移液组件下降第一高度h，就相应地吸取了预设移液量的液体。通过控制第一高度h，能精准控制移液组件吸取液体的量，也就是控制移液量。

s130：控制承载台平面移动，将感应组件移动至移液组件的投影下方，控制移液组件下降，使移液组件的接触端与感应组件感应接触，记录初始位置。

重新回到步骤s100，往复循环，依次完成多个储液舱之间的液体的定量转移。

需要再次吸取某个储液舱内的液体时，都要先使移液组件的接触端与感应组件感应接触，记录初始位置，以该初始位置为起点，并根据预设高度和该次的预设移液量，使移液组件下降对应的第一高度，以吸取预设移液量的液体，如此循环，依次完成多个储液舱之间的液体的定量转移。

本实施例提供的移液方法，移液组件吸取一个储液舱13内的液体，并将吸取的液体转移至另一个储液舱13内，完成对液体的取样转移。移液组件的接触端与感应组件19感应接触，记录该接触位置为初始位置，以该初始位置为起点，控制移液组件下降第一高度h，第一高度h与预设移液量对应，通过控制第一高度h，能精准控制移液组件的移液量。与现有技术相比，本实施例的通过第一高度h和移液量的对应关系，通过控制第一高度h，使移液组件能精准获取移液量，这样一来，移液组件不需特制，且不受液面气泡干扰，误差小，成本较低。并且，还避免了现有技术中使用电容传感器获取移液量，而使电路复杂的问题。

需要说明的是，在上述s100步骤之前，本实施例的方法还包括校准，本实施例采用校准件110在装置出厂前预先对装置进行校准后，获取预设高度记录在控制器内，使预设高度成为系统固有参数，然后再出厂供客户使用。

每台装置的预设高度不同，装置出厂前需先进行预设高度检测校准，且每台装置只需在出厂前检测，出厂后客户不需再测量预设高度。

具体地，校准需使用校准件110和定位柱21，校准件110和移液组件的移液枪在底座16上的设置相对应，移液枪和校准件110设置在底座16上的对应位置，二者可以在不同的测试和工作时段相互替换。即在校准阶段，将移液枪替换为校准件110，通过校准件110校准装置的预设高度；在成品使用阶段，将校准件110替换为移液枪，通过移液枪头31吸取液体并转移。

实际上，在装置出厂前，通过校准件110校准装置后，已经将校准件110的位置替换为移液组件。客户直接使用移液组件即可。

校准过程为：储液舱13底部设置有定位柱21，定位柱21的端部伸出于储液舱13舱口，底座16上设置有校准件110，校准件110和移液组件在底座16上的设置相对应。

请参照图5，s100－1：获取定位柱21伸出储液舱13舱口的高度作为定位高度h5。

可通过测量的方式测量出定位高度h5，测量定位柱21伸出储液舱13舱口的端口到储液舱13舱口之间的垂直距离，即可获得定位高度h5。

s100－2：控制校准件110下降，至校准件110的接触端与感应组件19感应接触，获取校准件110的初始高度h4。

s100－3：计算初始高度h4与定位高度h5之差，作为固定值c。

其中，初始高度h4为储液舱13舱口到感应组件19的感应杆191感应端之间的距离，初始高度h4为一定值。

初始高度h4的计算过程为：测量储液舱13舱口的端口到校准件110接触端之间的垂直距离，即复位高度h2。底座16上设有光电开关113，校准件110在底座16上可沿z轴方向上下移动，当校准件110上升到复位位置时，触动光电开关113，光电开关113将该位置的信号传递给控制器，控制器记录该位置，并控制校准件110在该位置停止移动，称为复位。即校准件110上升到复位位置时停止上升。然后校准件110从该位置下降直至触发感应组件19，使感应组件19产生感应信号发送给控制器，控制器获取感应信号，并且控制器获取校准件110由复位位置下降到感应组件19接触端之间的距离，即为下降高度h3，通过计算复位高度h2－下降高度h3，可得出初始高度h4。从而计算得出固定值c。

s100－4：获取定位柱高度h1，计算固定值c和定位柱高度h1之和，作为预设高度。

可见，一旦装置定型，预设高度是一个定值，将预设高度作为装置的固有参数记录在控制器内，然后移除定位柱21，移除校准件110并将校准件110位置替换为移液枪头31，出厂供客户使用。

需要说明的是，多个储液舱的端口均位于同一平面，因此多个储液舱的参数均相同，只需将定位柱设在其中一个储液舱内，进行校准即可。对其他储液舱取液时，都是从初始位置为起点，下降与预设移液量对应的第一高度，即可获取预设移液量的液体，实现定量移液。

同时，每次要吸取液体的预设移动量可以不相等，但每次的预设移动量均对应有一个第一高度。

以下，以核酸样本为例，示例说明本移液装置的使用过程：

承载台14上设有多个储液舱13，多个储液舱13分别为储存核酸样本的试剂舱，用于与核酸样本反应的反应舱，用于储存反应废液的废液舱。反应舱内设有颗粒状的磁珠，用于和液体的核酸样本反应。

首先，移液枪头31和感应组件19接触，控制器记录接触位置为初始位置。

试剂舱移动到移液枪头31下方，移液枪头31以初始位置为起点，下降第一高度h，第一高度h根据预设高度和需从试剂舱内吸取的核酸样本的预设移液量确定。

吸取后，移液枪头31上升，从试剂舱内移出，再使反应舱移动到移液枪头31下方，移液枪头31将吸取的核酸样本释放到反应舱内，核酸样本在反应舱内和磁珠反应，反应后产生废液。

反应时间预先设定，待反应完成后，控制器根据反应时间，控制移液枪头31重新和感应组件19感应接触，再次校准初始位置，然后反应舱移动到移液枪头31下方，移液枪头31根据废液的预设移液量，下降对应的第一高度h，吸取反应舱内定量的废液。

吸取后，移液枪头31上升，从反应舱内移出，再使废液舱移动到移液枪头31下方，移液枪头31将吸取的废液释放到废液舱内。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。