一种移液机构的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种蛋白印迹仪内的移液机构。


背景技术：

2.蛋白印迹技术是一项及电泳、转印免疫标记为一体的蛋白质分离检测技术，与其他蛋白分离技术相比，具有灵敏度高、操作方便，特异性高、可进行定性和半定量分析的优点，目前，已成功应用于鉴定蛋白质性质等多项领域中。目前，蛋白印迹相关的测试步骤通常都是在自动蛋白印迹仪上进行。
3.自动蛋白印迹仪可按照实验要求，通过添加检测标本，用已设定好的操作程序有仪器来完成自动配液、吸液、孵育、冲洗、加底物等全过程，具有对操作人员提供安全保障，减少人为操作的误差等优点，可靠性更强，操作更标准，省时省力。
4.本实用新型所要解决得技术问题在于自动蛋白印迹仪在吸废液过程中，吸液针不能将反应槽内废液排净，从而造成实验结果差异性的问题，针对该问题提供一种蛋白印迹仪移液机构，该装置可以在一定范围内有效的使移液机构吸干净废液，极大的减小由于吸液问题而带来的检测不准确的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种移液机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是一种移液机构，包括吸液针、能提供动力的吸液泵以及能回收废液的废液瓶，所述吸液针与所述废液瓶之间通过所述吸液泵进行连接，所述吸液泵连接控制电路，所述吸液泵由所述控制电路进行控制启停。
7.进一步地，所述废液瓶上设置有废液溢流报警装置，所述废液溢流报警装置与所述控制电路连接，当所述废液瓶中的废液到达设定的容量时，所述控制电路能提供报警并停止所述吸液泵的吸废液动作。
8.进一步地，所述吸液针连接有两个不同的管路，所述吸液针能通过两个不同的管路分别完成新试剂添加操作、抽走废液操作。
9.进一步地，还包括用于往反应槽内加入新试剂的放液管，所述吸液针用于往所述反应槽抽走试剂，所述放液管与所述吸液针相互独立，互不影响。
10.进一步地，当所述放液管往所述反应槽中加试剂时，所述放液管不与所述反应槽接触；当所述吸液针往所述反应槽内抽走试剂时，所述吸液针与所述反应槽的底部接触。
11.进一步地，所述放液管连接用于往所述反应槽加入定量的试剂的定量装置，所述定量装置连接用于存储试剂的试剂存储瓶，所述定量装置能从所述试剂存储瓶内抽出定量的试剂并加到所述反应槽中。
12.进一步地，所述定量装置上设有电磁阀，所述电磁阀能切换所述定量装置连接的管路，实现所述定量装置与所述试剂存储瓶连接、所述定量装置与所述放液管连接的切换。
13.进一步地，所述吸液泵与所述废液瓶和/或所述定量装置与所述试剂存储瓶的路
径之间设有气泡传感器。
14.进一步地，还包括吸液臂、凸轮、支撑元件，其中，所述吸液针固定于所述吸液臂上，所述凸轮与所述吸液臂接触，所述吸液臂上设有第一旋转支点，所述支撑元件为可伸缩的或是具有弹性的，所述支撑元件能让所述吸液臂始终与所述凸轮保持接触，所述凸轮运动能带动所述吸液针绕所述第一旋转支点进行旋转，所述吸液针能用于吸收反应槽内的废液，所述凸轮由第一电机驱动，所述第一电机与所述控制电路连接，所述控制电路控制所述第一电机的启停。
15.进一步地，所述凸轮、所述吸液臂设于安装板上，所述吸液臂通过所述第一旋转支点连接于所述安装板，所述第一电机安装在所述安装板上，所述第一电机的输出轴与所述凸轮连接，所述第一电机能驱动所述凸轮旋转，所述第一电机的输出轴为所述凸轮的旋转中心；所述凸轮具有凸缘面，所述凸缘面上设有一段同心弧面，所述同心弧面的中心点与所述凸轮的旋转中心相重合；所述凸缘面上位于所述同心弧面上的点距离所述凸轮的旋转中心的距离最短，当所述同心弧面与所述吸液臂接触时，所述吸液针位于最低位置，且所述吸液针恰好与所述反应槽的底部接触；所述凸轮还设有普通弧面，所述普通弧面上相邻的两个点与所述凸轮的旋转中心点之间的距离不相等，当所述普通弧面与所述吸液臂接触时，随着所述第一电机驱动所述凸轮转动，所述吸液针会发生运动；所述普通弧面与所述同心弧面连接部分平滑过渡；所述反应槽设于检测板上，所述检测板上设有多个反应槽，反应槽之间的排列为并排排列；所述移液机构还包括移动装置，所述移动装置能带动所述吸液针进行运动，实现所述吸液针往指定的所述反应槽内抽走废液。
16.综上，本实用新型的有益效果是：
17.(1)本实用新型的结构设计让吸液针在与反应槽接触时会保持静止，解决了现有技术中的吸液针撞针，破坏反应槽的问题。
18.(2)本实用新型中的凸轮上普通弧面与同心弧面平滑过渡，使得吸液针与反应槽的底部接触过程中不会存在过大冲击，保护了反应槽以及保证了吸液针的安装稳定性。
19.(3)本实用新型不需要通过控制电路对第一电机进行频繁的转速控制，消除了吸液针与反应槽的底部发生撞针的潜在风险；另外，利用本实用新型的装置，其控制电路对第一电机旋转角度的控制并不严苛，解决了现有技术中因为误差而导致的无法排净废液的问题。
20.(4)本实用新型设有废液溢流报警装置，以便在废液瓶中的废液到达一定的容量时，提供溢流报警。
21.(5)本实用新型放液管、吸液针两个管路相分离，互不干扰，放液管用于往反应槽内加入新试剂，而吸液针只用于往反应槽抽走检测完的试剂，使它们之间不会相互污染，因此在移液结构功能切换时，不再需要清洗，使用方便。
22.(6)本实用新型中吸液泵与废液瓶、定量注射器与试剂存储瓶的路径之间均设有气泡传感器，定量注射器与试剂存储瓶之间的气泡传感器能用于监测定量注射器内是否存在气泡，能反应定量注射器往反应槽内加入的试剂是否会不足；而吸液泵与废液瓶之间的气泡传感器能用于监测废液是否抽取完毕，传感器与控制电路连接的设置，能反馈当前管路的状态，提高移液机构的可靠性。
23.(7)移液机构中的吸液针在抽反应槽内的废液时，控制电路能控制反应槽至水平
位置或是控制电路控制反应槽向吸液针位置略微倾斜，略微倾斜状态能使废液在重力的作用下流动，有助于吸液针将反应槽内的废液排净。
附图说明
24.为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1是本实用新型一种移液机构在一个方向上的结构示意图；
26.图2是本实用新型一种移液机构在另一个方向上的结构示意图；
27.图3是运动仿真模拟中给予第一电机的输出转速曲线图；
28.图4是运动仿真模拟中第一旋转支点获得的转速曲线图；
29.图5是运动仿真模拟中凸轮上的同心弧面与吸液臂接触时的示意图；
30.图6是本实用新型一种实施例中自动蛋白印迹仪内部的液路结构示意图；
31.图7是检测板上反应槽的结构示意图；
32.图8是图7中反应槽的结构放大示意图。
具体实施方式
33.为了使本实用新型所要解决的技术问题，技术方案及有益效果更加的清楚明白，以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步详细描述，应当指出的是，实施例只是对本实用新型的详细阐述，不应视为对本实用新型的限定，本实用新型的实施例中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均能够以任何方式组合。
34.为了让技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，先对蛋白印迹仪的工作方式进行简述：蛋白印迹相关得测试通常都是在自动蛋白印迹仪上进行，自动蛋白印迹仪内设有检测板52，所述检测板52上设有用于放置膜54(膜通常固定在膜条上)以及加入试剂的反应槽53，试剂需要淹没膜，通过仪器本身的摇摆机构往复摇摆，使膜和抗原充分的融合反应，进而获取准确的检验结果。
35.当检测完毕后，蛋白印迹仪内的移液机构需要将所述反应槽53内的试剂进行抽走，移液机构包括吸液针(或是管子)，为了让移液机构尽可能完全的将反应槽内的试剂排净，移液机构内的吸液针需要与反应槽的底部接触，而现有技术中的技术问题在于：吸液针的位置精准控制十分困难，导致自动蛋白印迹仪在吸废液过程中，吸液针不能有效与反应槽底部贴合吸液，导致反应槽内液体吸收不完全，可能造成实验结果的差异性，极大的减小由于吸液问题而带来的检测不准确的问题。
36.本实用新型的一种移液机构，用于将反应槽53内的废液完全排净，包括吸液针101，所述吸液针101固定于吸液臂104上，所述吸液臂104上设有第一旋转支点102，所述吸液针101能绕所述第一旋转支点102进行旋转，所述移液机构还包括凸轮103，所述凸轮 103与所述吸液臂104接触，形成凸轮机构。具体的，所述凸轮机构还包括一支撑元件105，该支撑元件105可以是可伸缩的、或是具有弹性的，它的作用是让所述吸液臂104的一个端面始
终与所述凸轮103的凸缘面保持接触，当所述凸轮103开始旋转时，所述吸液臂104 能根据所述凸轮103的凸缘面绕所述第一旋转支点102做摇摆运动，通过改变所述凸轮103 的凸缘面的形状可以控制所述吸液针101的运动速度、运动方向或是停滞时间。
37.优选的，在本实施例中，所述支撑元件105为弹簧，该弹簧一端连接于第一架体106 另一端连接于所述吸液臂104，使所述吸液臂104的一个端面始终与所述凸轮103的凸缘面保持接触，形成凸轮机构。在本实施例中，以所述吸液针101上的所述第一旋转支点102 为分界中心，所述吸液针101、所述凸轮103连接于所述吸液臂104的两侧，参照附图2，所述吸液针101固定于所述吸液臂104的左端，所述吸液臂104的右端与所述凸轮103接触，在该状态下，为了让所述吸液臂104与所述凸轮103接触，当弹簧连接于所述吸液臂 104的左端时，只要所述吸液臂104在工作的摇摆范围内，该弹簧始终处于拉伸状态；在一些其他实施例中，当弹簧连接于所述吸液臂104的右端时，只要所述吸液臂104在工作的摇摆范围内，该弹簧始终处于压缩状态。此外，在一些其他实施例中，所述吸液针101、所述凸轮103连接于所述吸液臂104的同一侧，例如从左到右依次为：所述吸液针101、所述凸轮103、所述第一旋转支点102，在这种状态下，弹簧也应连接于所述吸液臂104 上位于所述第一旋转支点102的左侧位置，且所述吸液臂104在工作的摇摆范围内，该弹簧始终处于拉伸状态。
38.优选的，在本实施例中，所述凸轮103、所述吸液臂104均设置于安装板107上，所述吸液臂104通过其上的所述第一旋转支点102连接于所述安装板107，所述安装板107 上还安装有第一电机108，所述第一电机108的输出轴与所述凸轮103连接，能驱动所述凸轮103旋转，所述安装板107与所述第一架体106连接，弹簧始终处于拉伸状态，其产生的拉力让所述吸液臂104与所述凸轮103贴合，从而在所述第一电机108驱动所述凸轮 103的过程中，保证所述吸液针101与所述反应槽53的接触不会有太大的冲击，可以根据所述反应槽53的尺寸参数设计对应的所述凸轮103，保证所述吸液针101的吸液端口在抽取废液时能位于所述反应槽53的底部。
39.优选的，所述凸轮103上具有一段同心弧面109，所述同心弧面109的圆弧中心点与所述凸轮103的旋转中心点(所述第一电机108的输出轴)相重合，也就是说，随着所述第一电机108驱动所述凸轮103上的所述同心弧面109部分开始与所述吸液臂104接触时，由于所述同心弧面109上的每一个点与所述凸轮103的旋转中心之间的距离均相同，那么在接下来的一小段时间内，所述吸液臂104不会因为所述凸轮103的运动而运动，即在这一小段时间内，所述吸液臂104上的所述吸液针101会保持静止。进一步地，所述凸轮103 位于所述同心弧面109上的点距离所述凸轮103的旋转中心的距离最短，当所述凸轮103 上的所述同心弧面109与所述吸液臂104接触时，所述吸液针101位于最低位置，且恰好与所述反应槽53的底部接触，如附图5所示，由于在该位置时，所述吸液针101会保持静止，即速度为零，能避免所述吸液针101与所述反应槽53的底部发生撞针，而现有技术中的移液机构一般难以完成吸液针的缓冲控制，存在破坏反应槽或者撞针的风险。在本实例中，所述凸轮103还设有普通弧面110，一般情况下，所述普通弧面110上相邻的两个点与所述凸轮103的旋转中心点之间的距离不相等，当所述普通弧面110与所述吸液臂 104接触时，随着所述第一电机108驱动所述凸轮103转动，所述吸液针101会发生运动，所述普通弧面110与所述同心弧面109连接部分平滑过渡，这使得所述吸液针101与所述反应槽53的底部接触过程中不会存在过大冲击，保护了所述反应槽53(一般为塑料材质) 以及保证了所述吸液针101的安装稳定性。
40.优选的，所述第一电机108与控制电路连接，控制电路主要控制所述第一电机108的启停。传统的蛋白印迹仪内的电机也与控制电路连接，电机通过吸液臂直接与吸液针连接，且传统的蛋白印迹仪内的控制电路需要控制多个参数：转速、启停、旋转角度，这些参数中任一个发生微小变化都会对所述吸液针101造成很大影响：例如当所述吸液针101运动至最低位置时，如果控制电路没有控制所述第一电机108的转速降为零或是控制电路没有及时关闭所述第一电机108使其转速降为零，那么所述第一电机108由于存在转速极容易带动所述吸液针101与所述反应槽53的底部发生撞针；又例如控制电路如果控制所述第一电机108发生旋转角度偏差的情况，假定所述第一电机108控制所述吸液针101旋转二十度时，所述吸液针101恰好与所述反应槽53的底部接触，如果此时控制电路发生故障，导致所述第一电机108旋转了二十一度，那么所述吸液针101不再与所述反应槽53的底部接触，这会导致所述吸液针101无法将所述反应槽53内的试剂排净。而在本实用新型中，只要所述凸轮103上的所述同心弧面109与所述吸液臂104接触，不论此时所述第一电机108的转速为多少，所述吸液臂104上的所述吸液针101均能保持静止状态，即速度为零，因此不再需要通过控制电路对所述第一电机108进行频繁的转速控制，消除了所述吸液针101与所述反应槽53的底部发生撞针的潜在风险。另外，利用本实用新型的技术方案，控制电路对所述第一电机108旋转角度的控制并不是那么苛刻，因为当所述凸轮103 上的所述同心弧面109与所述吸液臂104接触时，所述吸液针101均处于与所述反应槽53 的底部接触且保持静止状态，即使控制电路发生故障，所述第一电机108多旋转了一度、两度
……
少旋转了一度、两度
……
只要所述同心弧面109与所述吸液臂104还保持接触状态，就不会影响所述吸液针101将所述反应槽53内的试剂排净，解决了现有技术中因为误差而无法排净试剂的问题。
41.为了更好的让技术人员理解本实用新型的技术方案以及体现本实用新型可以实现的技术效果，参照附图3
‑
附图5，对所述凸轮103、所述吸液臂104进行了原理上简单的运动仿真，赋予所述第一电机108一个15r/min的角速度(如附图3中的表201所示)，即所述凸轮103的角速度也为15r/min，得到了所述吸液臂104上所述第一旋转支点102的角速度曲线(如附图4中的表202所示)，根据公式v＝w
×
r,所述第一旋转支点102的角速度曲线能间接反映出所述吸液臂104上的所述吸液针101的速度变化，其速度变化与所述第一旋转支点102的角速度变化成正比。附图5为当所述第一旋转支点102角速度为零时，所述吸液臂104的状态图，可以看出所述吸液臂104的左端处于向下摆至最低位置的状态(所述吸液针101位于所述吸液臂104的左端上)，此时所述吸液针101恰好处于与所述反应槽53的底部接触的状态。从图4中可以清晰的看到，所述吸液针101有一段时间与所述反应槽53的底部接触并维持静止状态，且在所述吸液针101靠近或是远离所述反应槽53的底部的过程中，所述吸液针101的运动速度分别是逐渐减小和逐渐增大的，这能有效避免所述吸液针101与所述反应槽53的底部发生撞针。本实用新型提供的蛋白印迹仪内移液机构能够通过机械上的设计及电路控制配合完成吸液操作，从而减小撞针的风险，适应环境变化造成吸液不干净而导致的检测结果的偏差。
42.通常情况下，移液机构要完成对所述反应槽53内废液的吸取需要提供吸液动力，而最常见的吸液动力为负压，参照附图6，移液机构还包括与所述吸液针101连接的吸液泵 111，吸液泵111提供吸废液的动力，所述吸液泵111的另一端与废液瓶112连接。通过所述吸液泵111建立负压，所述吸液针101开始吸废液，所述吸液针101从所述反应槽53 内吸出废
液经过所述吸液泵111排入所述废液瓶112内，所述吸液泵111由控制电路控制，以便在正确的反应槽内完成吸液动作。
43.优选的，所述吸液泵与控制电路连接，所述废液瓶112上端设置废液溢流报警装置 113，以便在所述废液瓶112中的废液到达一定的容量时，提供溢流报警，所述废液溢流报警装置113与控制电路连接，到达设定容量时，控制电路提供报警并停止吸废液动作。
44.在一些实施例中，所述吸液针101能完成废液抽走、新试剂加入两种操作，由于废液抽走、新试剂加入都通过所述吸液针101来完成，为了避免所述吸液针101内残留的废液对新加入的试剂造成污染，所述吸液针101的功能在抽废液、加新试剂的切换间隔，需要对所述吸液针101进行清洗，清洗操作可以是手动的或是自动的。
45.在本实施例中，移液结构还包括放液管114，所述放液管114用于往所述反应槽53 内加入新试剂，而所述吸液针101只用于往所述反应槽53抽走检测完的试剂，这样加新试剂、吸废液通过两个管路分离，不会相互污染，因此在移液结构功能切换时，不再需要清洗。同时，所述吸液针101在抽走废液时需要与所述反应槽53的底部接触，以使所述反应槽53内的废液能排净，而在所述放液管114往所述反应槽53中加试剂时，所述放液管114不需要与所述反应槽53接触，避免所述放液管114被所述反应槽53内残存的废液污染。进一步地，所述放液管114与定量注射器115连接或是与定量泵连接，能实现所述放液管114往所述反应槽53加入定量的试剂，实现定量测试，所述定量注射器115还连接试剂存储瓶116，所述试剂存储瓶116用于存储试剂，所述定量注射器115能从所述试剂存储瓶116内抽取试剂。优选的，所述定量注射器115连接电磁阀117，所述电磁阀117 能切换所述定量注射器115连接的管路，实现所述定量注射器115与所述试剂存储瓶116 连接、所述定量注射器115与所述放液管114连接的切换。
46.优选的，所述放液管114设有多根，如附图2和附图6所示，这些不同的所述放液管 114能用于往所述反应槽53内加不同的试剂，不同的试剂通过不同的所述放液管114进行添加，能避免不同试剂之间的相互污染。优选的，这些所述放液管114被固定在一根支座 118上，这些所述放液管114呈直线排布，适应所述反应槽53的形状(一般为长条状)，方便试剂的加入。优选的，所述支座118固定在所述第一架体106上，使所述放液管114 能随着所述吸液针101一起运动。
47.优选的，所述吸液泵111与所述废液瓶112、所述定量注射器115与所述试剂存储瓶 116的路径之间均设有传感器，传感器可以是气泡传感器或者是本领域常用的一些其他传感器。在本实施例中，所述定量注射器115与所述试剂存储瓶116之间的气泡传感器能用于监测所述定量注射器115内是否存在气泡，能反应所述定量注射器115往所述反应槽53 内加入的试剂是否会不足。而所述吸液泵111与所述废液瓶112之间的气泡传感器能用于监测所述废液是否抽取完毕。这些传感器与控制电路连接，传感器能够反馈当前废液管路的状态，提高移液机构的可靠性。
48.考虑到自动蛋白印迹仪检测时，一般需要进行多个反应，因此目前市场上大部分的自动蛋白印迹仪均具有多个反应槽53，且反应槽53之间的排列为并排排列，如附图7、附图8所示，膜固定在膜条54上，这些所述反应槽53的底部放置有所述膜条54。为了让移液机构能在指定的反应槽53上进行检测，并在检测结束后，能对指定的反应槽53进行吸废液操作，本实用新型中，一种移液机构还包括移动装置，该移动装置能带动移液机构内的所述放
液管114、所述吸液针101进行运动，让所述放液管114实现往指定所述反应槽 53内加入试剂，所述吸液针101实现往指定所述反应槽53内抽走废液。
49.优选的，在本实施例中，所述移动装置包括同步带机构119，所述同步带机构119由第二电机120驱动，所述移动装置还包括第二架体121，所述第二架体121与所述第一架体106滑动配合连接，具体可以是所述第二架体121与所述第一架体106通过滑块滑轨125 的配合形式进行滑动配合连接。在一些其他实施方式中，所述第一架体106也能通过其他方式在所述第二架体121上做直线运动，例如丝杠滑块的方式、直线电机的方式、液压推杆的方式等。所述第一架体106通过连接装置122连接到所述同步带机构119的传送带上，所述连接装置122可以是夹片，将所述同步带机构119的传送带夹在中间就完成了所述第一架体106在所述同步带机构119上的固定。当所述第二电机120驱动所述同步带机构119 运动时，所述同步带机构119通过所述连接装置122带动所述第一架体106在所述第二架体121上滑动，所述第一架体106上的所述放液管114、所述吸液针101会随着所述第一架体106一起运动，通过控制所述第二电机120转动的圈数和/或角度，能实现所述第一架体106的精准运动，让所述放液管114、所述吸液针101对准指定的反应槽53，实现指定反应槽53的试剂添加以及废液抽走操作。
50.优选的，所述移动装置还包括定位传感器，定位传感器安装在所述第二架体121上，定位传感器可以设有多个，用于监测所述滑块滑轨125上所述第一架体106的实时位置，所述第一架体106的实时位置能反应所述放液管114、所述吸液针101的实时位置。
51.优选的，所述第二架体121上位于所述滑块滑轨125两端位置分别设有两个向上突出的凸起126，所述凸起126能够对所述滑块滑轨125限位，避免所述滑块滑轨125运动过度而导致滑块脱落。
52.自动蛋白印迹仪内的反应槽能够进行一定角度的摇摆，使得试剂能够充分的与膜条反应，控制电路能控制所述反应槽53摇摆到指定位置。当自动蛋白印迹仪内的所述移液机构中的所述放液管114需要添加试剂时，控制电路控制所述反应槽53至水平位置，所述放液管114开始往所述反应槽53内加入试剂，水平状态下的所述反应槽53不容易溢出试剂；当自动蛋白印迹仪内的所述移液机构中的所述吸液针101需要将所述反应槽53内的废液抽走时，控制电路控制所述反应槽53至水平位置或是控制电路控制所述反应槽53向所述吸液针101位置略微倾斜，需要注意的是，略微倾斜状态下不能导致所述反应槽53 内的废液漏出，略微倾斜状态能使废液在重力的作用下流动，有助于所述吸液针101将所述反应槽53内的废液排净。
53.以上所述，仅为实用新型的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在实用新型的保护范围之内，因此，实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。