[发明专利]一种在线自动取样配比系统

说明书

一种在线自动取样配比系统，包括：取样泵(1)、空气过滤器(2、14‑17)、样品池(3)、样品泵(4)、多通道切换阀(5、10)、废液泵(6)、废液池(7)、检测池(8)、试剂泵(9)、蒸馏水泵(11)、蒸馏水池(12)、试剂池(13)，所述各个装置经管路连接实现取样、配比、清洗、预充功能；本发明系统的子工作过程包括：液路上机清洗、液路上机预充、取样配比及检测、过程中液路清洗、过程中液路预充、关机前液路清洗。本发明适用于以细胞培养过程检测，生物人工肝支持系统的反馈指标检测为例的多个场景，液路可清洗复用，可连续在线取样配比。

技术领域

本发明涉及一种取样配比系统。

背景技术

在以使用生物反应器对细胞进行大规模扩增分化，或利用生物人工肝支持系统对肝衰竭患者进行治疗为例的场景中，有必要实时检测生物反应器中细胞的功能状态，通过反馈控制系统及时调节培养环境的参数，如：PH、溶解氧、温度等，确保细胞处于最佳的生理环境，发挥最大的功能活性。然而，目前临床常用的检测方法多为离线检测法，包括：细胞形态学观察法、生化分析仪分析法。这些方法具有检测周期长、样品消耗大、仪器成本高且体积大的劣势，难以实现对细胞功能状态信息的及时反馈，也不便与生物反应器进行集成使用。相比之下，在线检测方法由于全过程可由上位机进行精准控制，减少了人为因素的干扰，具有良好的实时性，并且样品消耗更少、污染风险小、使用方便安全，因此更适宜应用于上述场景，对细胞的功能状态进行实时连续检测。但目前在线检测技术在生物反应器中的应用还处于研究阶段，其中取样过程污染问题的防治，液路自动清洗复用的实现，以及整体在线检测系统的自动化工作流程设计等方面需要深入构思。

目前，在线连续自动取样系统大多通过PLC控制器，利用泵阀结构实现，并且应用场景多为工业生产，如：中国专利201710794793.2、中国专利201110105354.9。其中涉及降低取样过程中样品的消耗和污染风险，提升检测过程中样品与试剂的配比精度，以及实现检测完成后液路的自动清洗复用的发明较少，因此难以应用于条件要求苛刻的生化分析领域。中国专利201510762836.X将在线自动取样技术应用于微藻的生理状态检测，但同样不涉及对于样品、试剂精确配比方法的发明。目前应用于生化分析的自动取样系统通常基于取样针(臂)，通过三维传动装置配合泵阀结构进行工作，如：中国专利201910019060.0、中国专利201610686986.1、中国专利200510047846.1，并且达到了生化分析的应用标准，但由于结构复杂，难以与生物反应器进行有效集成，因此不便应用于在线连续检测细胞的功能状态。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种在线自动取样配比系统，用于对生物反应器中细胞的功能状态进行在线自动连续检测。本发明通过对系统结构和工作过程进行设计，利用控制模块控制泵阀的工作状态，可有效实现样品与试剂的连续在线取样配比、液路的清洗复用，并且可降低取样过程对生物反应器的污染风险，同时还可减少取样配比的成本、时间，此外本发明系统操作简单。在此基础上，本发明具有“微升”级的配比精度，可节约试剂与样品的用量，并且便于与各类生物反应器集成，完成对细胞功能状态的在线自动连续检测。

本发明在线自动取样配比系统包括：取样子系统、配比及进液子系统、检测子系统、废液收集子系统、气压接入子系统。各子系统由小型、独立的装置组成。其中，取样子系统与配比及进液子系统、气压接入子系统通过管路连接；配比及进液子系统还与气压接入子系统、废液收集子系统、检测子系统通过管路连接；气压接入子系统还与废液收集子系统、检测子系统通过管路连接；废液收集子系统与检测子系统通过管路连接。本发明系统中的管路均为完整的封闭管路，每条管路中没有与大气连通的开裂或缝隙处；管路接口的尺寸与管路的尺寸吻合，连接处无缝隙；管路的总容积远小于本发明系统工作时单次所需的最小配比液量。本发明系统中的各装置按照管路连接关系就近摆放且靠近待取样品。