本發(fā)明涉及液流控制領域，尤其涉及一種防止交叉污染的多試劑順序進液裝置。

背景技術：

在液流控領域中，尤其是生化反應體系中，多種試劑的順序進液是一種常見的液流操控步驟，但是在液流操控步驟中有效的避免多種試劑交叉污染是目前最難解決的問題。

美國專利US09149803及該專利在中國的繼續(xù)申請專利CN102802402提供了一種用于順序遞送試劑的流控系統(tǒng)，其中用于控制多個流體的流控回路包括具有出口的流控結點、多個流體入口、至少一個廢物口和多個通道，所述多個通道中的每一通道提供在所述至少一個廢物口與所述流控結點之間的流體連通的不同路徑，所述多個流體入口中的每個流體入口與所述多個通道中的一個通道唯一地關聯(lián)，所述多個通道中的每個通道具有流體阻力，所述流體阻力選擇為使得無論何時流體僅流動穿過單個流體入口并且穿過關聯(lián)通道，以在所述流體流的剩余部分穿過所述多個通道中的一個或多個通道而非所述關聯(lián)通道而離開所述流控結點，到達所述至少一個廢物口，使得來自未選擇的入口的任何流體穿過所述多個通道中的一個或多個通達被引導至所述至少一個廢物口。

上述的發(fā)明專利公開的用于順序遞送試劑的流控系統(tǒng)的原理是將試劑通過流控回路引導至共同體積，并通過液流反沖的方式流經(jīng)其他未選擇的入口，然后流至設置在外側圓環(huán)中，并在圓環(huán)的一側設置有廢液出口；但是這種廢液環(huán)的設置不能有效的排除死體積，即在實際實施過程中，廢液環(huán)中可能會存在死體積區(qū)域，無法沖洗干凈，因此對于試劑的交叉污染存在一定的風險。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種防止交叉污染的多試劑順序進液裝置，該進液裝置能夠滿足多種試劑進液對于零死體積、無交叉污染的要求。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種防止交叉污染的多試劑順序進液裝置，包括殼體、多試劑順序進液系統(tǒng)；所述多試劑順序進液系統(tǒng)設于所述殼體內(nèi)；

所述多試劑順序進液系統(tǒng)為多層結構，其至少包括管道連接層21、試劑注入導流層22、廢液導流層23、清洗液導流層24和反應池連接層25，所述管道連接層21、試劑注入導流層22、廢液導流層23、清洗液導流層24、反應池連接層25相鄰兩層之間均是通過徑向管道連接。

優(yōu)選地，所述管道連接層21包括至少一個清洗液入口2111、多個試劑入口2101-2110和至少兩個廢液出口2112、2113。

優(yōu)選地，所述清洗液入口2111、多個試劑入口2101-2110、廢液出口2112、2113均可連接外部輸液管道。

優(yōu)選地，所述試劑注入導管層22包括多個試劑流入孔2201-2210、孔2214-2223、孔2211、孔2212、孔2213、結點孔2224，及連接不同孔的導流管道。

優(yōu)選地，所述廢液導流層23上設有若干個孔，即孔2311、結點孔2312、孔2314-2323、孔2324，及連接不同孔的導流管道。

優(yōu)選地，所述清洗液導流層24上設有孔2401、孔2411、孔2413和孔2424，所述孔2401與孔2411在同層內(nèi)通過管道連接。

優(yōu)選地，所述反應池連接層25上設有孔2501、孔2513和孔2524；所述孔2501與孔2524在同層內(nèi)通過管道連接。

優(yōu)選地，所述試劑入口2101-2110分別與所述試劑流入孔2201-2210通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，所述清洗液入口2111、試劑注入導管層22的孔2211、廢液導流層23的孔2311、清洗液導流層24的孔2411通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，所述廢液出口2112、試劑注入導流層22的孔2212、廢液導流層23的結點孔2312通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，所述廢液出口2113、試劑注入導流層22的孔2213、廢液導流層23的孔2313、清洗液導流層24的孔2413、反應池連接層25的孔2513通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，所述試劑注入導管層22的孔2214-2223分別與所述廢液導流層23的孔2314-2323通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，所述試劑注入導流層22的孔2224、廢液導流層23的孔2324、清洗液導流層24的孔2424、反應池連接層25的孔2524通過徑向通道對應連通。

優(yōu)選地，清洗液導流層24的孔2401與反應池連接層25的孔2501通過徑向通道對應連通；所述反應池連接層25的孔2524與反應池的入口連接、孔2513與反應池的出口連接。

優(yōu)選地，所述管道連接層21、試劑注入導流層22、廢液導流層23、清洗試劑導流層24、反應池連接層25呈上下順序分布或其它順序分布。

優(yōu)選地，所述試劑注入導流層22的孔2201-2210圍繞結點孔2224呈等角度圓周分布；孔2214-2223圍繞結點孔2224呈等角度圓周分布，且位于孔2201-2210形成的圓周外側。

優(yōu)選地，所述孔2214-2223分別與結點孔2224通過管道連通，所述管道為直線管道或弧形管道；孔2201-2210分別位于孔2214-2223與結點孔2224連通的管道的一側，并分別與相鄰的單個管道通過弧形或直線管道相連通。

優(yōu)選地，所述孔2201-2210分別與管道連接層21的孔2101-2110位置相對應。

優(yōu)選地，所述廢液導流層23的孔2314-2323圍繞結點孔2324呈等角度圓周分布，且與試劑導流層22的孔2214-2223位置相對應，結點孔2324與試劑導流層22的孔2224位置相對應；孔2311-2313與試劑導流層22的孔2211-2213的位置相對應。

優(yōu)選地，所述孔2314-2323分別與孔2312通過直線導流管道或弧形導流管道連通。

優(yōu)選地，所述試劑注入導流層22所形成的液流回路為：從清洗液入口2111注入清洗液，清洗液分為兩部分，一部分清洗液經(jīng)孔2524、孔2424、孔2324到達結點孔2224，此時清洗液將從結點孔2224流入試劑注入導流層，沖洗至各個未注液的通道，在不關閉清洗液的情形下，從孔2201-2210中的任一孔注入試劑，試劑隨著流經(jīng)過的清洗液進入廢液導流層，達到清洗試劑注入口的目的，然后關閉清洗液，此時試劑流入孔2214-2223與結點孔2224連通的管道時會一分為二，一部分流向結點孔2224方向，一部分反方向流動；流向結點孔2224方向的試劑分為多個方向，其中一部分脫離22層，進入反應池，另一部分分流至各個通道，并流向廢液導流層；最后關閉各個試劑注入口，開啟清洗液對管道進行沖洗，清洗液匯聚試劑沖洗至各個通道，并流向廢液導流層。

優(yōu)選地，所述廢液導流層23所形成的液流回路為：從廢液導流層23的孔2314-2323流入的液體全部匯流至2312處并排除系統(tǒng)；孔2314-2323中任意一個孔在空間結構允許的條件下可獨立導流至孔2312，以減小其他孔流入的液體形成的阻力。

優(yōu)選地，所述清洗溶液導流層24所形成的液流回路為：清洗溶液導流層24的孔2411與孔2401通過直線管道或弧形管道連通，將孔2411中流入的液體導流至孔2401中。

優(yōu)選地，所述反應池連接層25所形成的液流回路為：反應池連接層25的孔2501與孔2504通過管道連通，孔2524與反應池的入口連接，將孔2501流入的液體經(jīng)由孔2524分流至反應池、孔2524與孔2424形成的管道中。

優(yōu)選地，所述管道連接層21的各個試劑入口與試劑瓶之間加裝控制閥，控制液體的流入及停止或流出及停止，所有控制閥同一由控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制。

采用所述多試劑順序進液系統(tǒng)通過注入清洗液對系統(tǒng)內(nèi)所有通道實現(xiàn)零死體積清洗，其步驟如下：清洗液經(jīng)由孔2111、孔2211、孔2311、孔2411、孔2401、孔2501到達孔2524處，此時液體分為兩部分，一部分經(jīng)反應池、孔2513、孔2413、孔2313、孔2213到達孔2113排出系統(tǒng)；另一部分液體經(jīng)由孔2524、孔2424、孔2324到達孔2224處，此時液體會在試劑注入導流層22平面分流為多個部分，并分別經(jīng)由孔2214-2223排入到廢液導流層23，并經(jīng)由廢液導流層23平面管道導流至孔2312，經(jīng)由孔2312、孔2212、孔2112排出系統(tǒng)。

采用所述多試劑順序進液系統(tǒng)通過注入多種試劑能夠實現(xiàn)多種試劑無交叉污染順序進液，其步驟如下：管道連接層21中的任意一個試劑入口，如試劑入口2101開始進液，其他試劑入口2102-2110停止進液，清洗試劑停止進液，試劑經(jīng)由試劑入口2101、孔2201進入試劑注入導流層22，在試劑注入導流層22平面，試劑由孔2201流入連通孔2222和結點孔2224的通道內(nèi)，剛剛進入通道內(nèi)時液體會分流為兩部分，一部分流向孔2222的方向，并經(jīng)由孔2222、孔2322排入廢液導流層23；另一部分液體流向結點孔2224方向，當?shù)竭_結點孔2224位置時，液體將分流為多個方向，在試劑注入導流層22平面內(nèi)分別流向孔2214-2221及孔2223方向，并經(jīng)由孔2214-2221及孔2223、孔2314-2321及孔2323排入廢液導流層23，其中一部分液體會脫離試劑注入導流層22，沿垂直于試劑注入導流層22的方向經(jīng)由結點孔2224、孔2324、孔2524流入反應池中，達到單個試劑無污染進液目的，其余所有進入廢液導流層23的試劑經(jīng)由廢液導流層23平面管道導流至孔2312，經(jīng)由孔2312、孔2212、孔2112排出系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術相對比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的一種防止交叉污染的多試劑順序進液裝置中的多試劑順序進液系統(tǒng)為多層結構，即至少包括管道連接層、試劑注入導流層、廢液導流層、清洗液導流層、反應池連接池，能夠實現(xiàn)多試劑進液過程與清洗過程是獨立分開進行的，不僅保證了多試劑無交叉污染順序進液，避免了交叉污染帶來的風險；同時還實現(xiàn)了通過清洗液對系統(tǒng)內(nèi)所有通道實現(xiàn)零死體積清洗；

(2)本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)為多層結構，包括多個獨立的液流回路，尤其是試劑注入導流層中設置有多個獨立的試劑入口和一個廢液出口，可以實現(xiàn)試劑的定量控制，進而提高了試劑注入的精準性。

附圖說明

其進一步說明本發(fā)明的技術內(nèi)容，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中：

圖1是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的結構立體圖；

圖1-1是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的主視圖；

圖1-2是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的俯視圖；

圖2是本發(fā)明提供的管道連接層結構的立體示意圖；

圖2-1是圖2的俯視圖；

圖2-2是本發(fā)明提供的試劑注入導流層結構的立體示意圖；

圖2-3是圖2-2的俯視圖；

圖2-4是本發(fā)明提供的廢液導流層結構的立體示意圖；

圖2-5是圖2-4的俯視圖；

圖2-6是本發(fā)明提供的清洗液導流層結構的立體示意圖；

圖2-7是圖2-6的俯視圖；

圖2-8是本發(fā)明提供的反應池連接層結構的立體示意圖；

圖2-9是圖2-8的俯視圖；

圖3是本發(fā)明提供的實施例一清洗液清洗過程結構示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的實施例二試劑投放清洗過程結構示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的實施例三試劑注入反應池過程的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)的控制示意圖。

具體實施方式

參閱圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的結構示意圖，其中多試劑順序進液裝置包括殼體1和多試劑順序進液系統(tǒng)2，多試劑順序進液系統(tǒng)2設于殼體1內(nèi)。

參閱圖1-1、圖1-2所示，圖1-1是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的主視圖，圖1-2是本發(fā)明提供的多試劑順序進液裝置的俯視圖；其中，多試劑順序進液裝置中的多試劑進液系統(tǒng)至少包括管道連接層21、試劑注入導流層22、廢液導流層23、清洗液導流層24和反應池連接層25，上述五層呈上下順序分布，在本發(fā)明中還可以按照其他的方式進行分布。

參閱圖2及圖2-1所示，管道連接層包括至少一個清洗液入口2111、多個試劑入口2101-2110，、至少兩個廢液出口2112、2113，清洗液入口2111、多個試劑入口2101-2110、廢液出口2112、2113均可連接外部輸液管道。

參閱圖2-2及圖2-3所示，試劑注入導流層包括多個試劑流入孔2201-2210、孔2214-2223、孔2211、孔2212、孔2213、結點孔2224及連接不同孔的導流管道；孔2201-2210圍繞結點孔2224呈等角度圓周分布，孔2214-2223圍繞結點孔2224呈等角度圓周分布，且位于孔2201-2210形成的圓周外側；

孔2214-2223分別與結點孔2224通過管道連通，管道為直線管道或弧形管道，孔2201-2210分別位于孔2214-2223與結點孔2224連通的管道的一側，并分別與相鄰的單個管道通過弧形或直線管道相連通；

孔2201-2210的位置分別與管道連接層的孔2101-2110位置相對應設置。

參圖2-4及圖2-5所示，廢液導流層上設有孔2311、結點孔2312、孔2314-2323、孔2324及連接不同孔的導流管道；孔2314-2323圍繞孔2324呈等角度圓周分布，且與試劑注入導流層中的孔2214-2223的位置對應設置；孔2312、孔2313分別與孔2212、孔2213對應設置；孔2314-2323分別與結點孔2312通過直線導流管道或弧形導流管道連通。

參閱圖2-6及圖2-7所示，清洗液導流層上設有孔2401、孔2411、孔2413和孔2424，孔2401與孔2411在同層內(nèi)通過管道連接。

參閱圖2-8及圖2-9所示，反應池連接層上設有孔2501、孔2524和孔2513，孔2501與孔2524在同層內(nèi)通過管道連接。

實施例一

參圖3所示，圖3是本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)采用清洗液清洗過程的結構示意圖。在圖3所示的多試劑順序進液系統(tǒng)為多層結構，即包含管道連接層、試劑注入導流層、廢液導流層、清洗液導流層和反應池連接層，其中，管道連接層中的多試劑入口2101-2110分別與試劑注入導流層中的試劑流入孔2201-2210通過徑向管道對應連通；清洗液入口2111、試劑注入導流層中的孔2211、廢液導流層中的孔2311、清洗液導流層中的孔2411通過徑向管道對應連通；廢液出口2112、試劑注入導流層中的孔2212、廢液導流層中的結點孔2312通過徑向管道對應連通；廢液出口2113、試劑注入導流層中的孔2213、廢液導流層中的孔2313、清洗液導流層中的孔2413通過徑向管道對應連通；試劑注入導流層中的孔2214-2223分別與廢液導流層中的孔2314-2323通過徑向管道對應連通；試劑注入導流層中的結點孔2224、廢液導流層中的孔2324、清洗液導流層中的孔2424、反應池連接層中的孔2524通過徑向管道對應連通；清洗液導流層中的孔2401與反應池連接層中的孔2501通過徑向管道對應連通；反應池連接層中的孔2524余反應池的入口連接，孔2513與反應池的出口連接。

將清洗液注入多試劑順序進液系統(tǒng)進行清洗，清洗的目的是在投放試劑之前通過清洗液對于系統(tǒng)內(nèi)部所有管道及反應池進行零死體積清洗，消除系統(tǒng)中可能存在的所有殘留試劑或其他污染物，可以在所有試劑進液之前也可在上一個試劑投放結束后操作。

其清洗的過程如下：清洗液經(jīng)由孔2111、2211、2311、2411、2401、2501到達2523處，此時液體分為兩部分，一部分經(jīng)由反應池26、孔2513、2413、2313、2213到達廢液排出口2113排出系統(tǒng)，另外一部分液體經(jīng)由2524、2424、2324到達2224處，此時液體會在22層平面分流為多個部分，并分別經(jīng)由孔2214-2223排入到23層，并經(jīng)由23層平面管道導流至結點孔2312，經(jīng)由2312、2212到達廢液排出口2112排出系統(tǒng)；完成對內(nèi)部多有管道及反應池的清洗，清洗后立刻進入試劑投放清洗過程。

實施例二

參圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)進行試劑投放清洗過程結構示意圖。試劑投放清洗過程的原理是試劑開始投放，但是并不是立即進入反應池，而是通過清洗液的清洗過程配合排出系統(tǒng)，目的是排出試劑進液口部位可能被污染的試劑。本實施例是10個試劑入口，以2109口開始進液為例對該過程進行說明，其他試劑口2101-2108、2110口停止進液，清洗試劑繼續(xù)清洗過程。試劑由孔2209流入連通孔2220和孔2224的通道內(nèi)，然后隨著清洗液流入廢液導流層23層，所有進入廢液導流層23層的試劑經(jīng)由23層平面管道導流至孔2312，經(jīng)由孔2312、孔2212、廢液出口2112排出系統(tǒng)，完成對試劑投放清洗過程。試劑投放清洗有效地避免了試劑進液口部位的試劑被污染的風險。

實施例三

參圖5所示，圖5為本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)進行試劑注入反應池過程的結構示意圖。試劑注入反應池過程是在上一個過程后，即試劑投放清洗過程，停止清洗液注入，試劑經(jīng)由孔2109、孔2209進入22層，在22層平面，試劑由孔2209流入連通孔2220和結點孔2224的通道內(nèi)，一部分流向孔2220方向，另一部分流向結點孔2224方向；流入結點孔2224方向的試劑會分流為多個方向，其中一部分脫離22層，沿垂直于22層的方向經(jīng)由結點孔2224、孔2324、孔2424、孔2524流入反應池26中，達到單個試劑無污染進液目的。

在多個試劑的順序進液過程中，將以上3個過程進行循環(huán)操作即可實現(xiàn)多個試劑無交叉污染順序進液的目的，在實際過程中可在循環(huán)過程中加入其它操作步驟進行共同循環(huán)操作，也可在循環(huán)操作前后加入預清洗及后清洗步驟。

參圖6所示，圖6為本發(fā)明提供的多試劑順序進液系統(tǒng)的控制示意圖。在多試劑順序進液過程中，上述三個實施例中所有進液口或出液口均由圖6所示的控制閥開啟或關閉，控制閥由控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制。

上文所述的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并不是用以限制本發(fā)明的保護范圍，在所述技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍。