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CN114207405A - 抽吸-分配设备和相关联方法 - Google Patents

抽吸-分配设备和相关联方法 Download PDF

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CN114207405A
CN114207405A CN202080056399.9A CN202080056399A CN114207405A CN 114207405 A CN114207405 A CN 114207405A CN 202080056399 A CN202080056399 A CN 202080056399A CN 114207405 A CN114207405 A CN 114207405A
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primary
primary fluid
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volume
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Application number
CN202080056399.9A
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English (en)
Inventor
N·L·韦斯塔
A·R·豪格
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Lgc Genomics Co ltd
Original Assignee
Douglas Scientific LLC
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Publication date
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Abstract

一种控制器，其被配置成通过抽吸‑分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项，所述抽吸‑分配设备包括与所述一次流体工作连通的二次流体，其中所述控制器被配置成：接收所述二次流体的所监测流动参数的测量信令；基于接收到的测量信令使用校准数据确定所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；并且基于所确定体积控制一次或二次流体流量以抽吸或分配特定一次流体体积。

Description

抽吸-分配设备和相关联方法
技术领域
本公开涉及流体的抽吸和分配，并且涉及一种设备和用于控制所述设备的相关联方法。
背景技术
现有的抽吸-分配系统依赖于时间来监测和控制流体的抽吸或分配体积。然而，由于流速随压力、导管的物理特性和流体粘度(以及其它因素)而变化，因此这种方法不准确并且可能导致流体浪费。
本文所公开的设备和方法可以帮助解决这个问题。
发明内容
鉴于上述，根据第一方面，提供了一种控制器，其被配置成通过抽吸-分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项，所述抽吸-分配设备包括与所述一次流体工作连通的二次流体，其中所述控制器被配置成：
接收所述二次流体的所监测流动参数的测量信令；
基于接收到的测量信令使用校准数据确定所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；并且
基于所确定体积控制一次或二次流体流量以抽吸或分配特定一次流体体积。
所述抽吸-分配设备可以被配置成抽吸或分配毫升体积范围内或以下的一次流体体积。
所述二次流体的所监测流动参数可以包括二次流体置换体积，并且所述控制器可以被配置成：
基于所述二次流体置换体积达到第一预定义阈值确定何时已经抽吸或分配了所述特定一次流体体积；并且
基于所述确定终止一次或二次流体流量。
所述控制器可以被配置成：
基于所述接收到的测量信令确定所述二次流体的所述所监测流动参数的突然变化或者所述所监测流动参数的高于或低于第二预定义阈值的测量结果；并且
基于所述确定终止一次或二次流体流量。
所述控制器可以被配置成生成指示检测到的突然变化或高于/低于所述第二预定义阈值的所述测量结果的通知。
所述抽吸-分配设备可以包括被配置成测量所述二次流体的所监测流动参数的流量计、被配置成调节所述二次流体的压力的压力调节器以及被配置成限制一次或二次流体流量的阀，并且所述控制器可以被配置成：
从所述流量计接收所述二次流体的所述所监测流动参数的所述测量信令，以使能够确定所述所抽吸或所分配一次流体体积；并且
基于所确定的所抽吸或所分配一次流体体积控制所述压力调节器和所述阀，以控制一次或二次流体流量。
所述控制器可以被配置成生成定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的所述关系的所述校准数据。
所述控制器可以被配置成通过以下生成所述校准数据：
控制所述压力调节器和所述阀以抽吸或分配一个或多个已知一次流体体积；
从所述流量计接收所述二次流体的所述所监测流动参数的与所述一个或多个已知一次流体体积相对应的相应测量结果；以及
将所述一个或多个已知一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数的所述相应测量结果相关联。
所述控制器可以被配置成通过以下将所述多个已知一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数的所述多个相应测量结果相关联：生成定义两者之间的关系的查找表、曲线图和等式中的一个或多个。
所述控制器可以被进一步配置成通过以下控制一次或二次流体流量以分配所述特定一次流体体积：
控制所述压力调节器和所述阀以抽吸已知一次流体体积；
控制所述压力调节器和所述阀以经所记录数量的分配循环递增地分配所抽吸一次流体；以及
基于所述已知一次流体体积和所述所记录数量的分配循环确定循环体积。
每个分配循环可以具有已知持续时间，并且所述控制器可以被进一步配置成：
基于所述循环持续时间和所述循环体积确定分配所述特定一次流体体积所需的分配持续时间；并且
控制所述压力调节器和所述阀以分配所述一次流体持续所确定分配持续时间。
所述控制器可以被进一步配置成：
计算多个不同的循环持续时间的循环体积；并且
将所述循环体积与每个循环持续时间相关联以生成另外的校准数据。
所述控制器可以被配置成通过以下将所述循环体积与每个循环持续时间相关联：生成定义两者之间的关系的查找表、曲线图和等式中的一个或多个。
所述控制器可以被进一步配置成：
使用所述另外的校准数据确定分配所述特定一次流体体积所需的所述循环持续时间；并且
控制所述压力调节器和所述阀以分配所述一次流体持续所确定循环持续时间。
根据另外的方面，提供了一种抽吸-分配设备，其包括本文所描述的任何控制器。
所述抽吸-分配设备可以进一步包括流量计电路系统和阀电路系统，所述流量计电路系统被配置成将所述流量计的输出信号转换成所述接收到的测量信令，所述阀电路系统被配置成将所述阀与所述控制器介接。
所述抽吸-分配设备可以包括多个一次流体通道和多个对应的二次流体通道，所述一次流体可通过所述多个一次流体通道流入或流出所述抽吸-分配设备，所述多个对应的二次流体通道连接到相应一次流体通道以提供所述一次流体与所述二次流体之间的所述工作连通。
每个一次或二次流体通道可以包括过滤器，所述过滤器被配置成阻止所述一次流体与所述流量计接触。
所述多个一次流体通道可以连接到共用一次歧管，所述共用一次歧管被配置成接收和容纳通过所述多个一次流体通道抽吸的所述一次流体。
每个一次流体通道可以包括尖端，所述尖端被配置成接收和容纳通过所述相应一次流体通道抽吸的所述一次流体。
尖端可以是用于抽吸(例如，抽吸尖端)和分配(例如，分配尖端)中的一项或多项的移液管尖端。尖端可以配置用于单次使用(即一次性尖端)或多次使用(即可重复使用的尖端)。一次性尖端可以用于减少不同一次流体样品之间的污染。
所述一次歧管或尖端可以具有足以容纳多个分配循环所需的一次流体体积的容量。
所述多个二次流体通道可以连接到共用二次歧管，所述共用二次歧管被配置成将所述多个二次流体通道与所述压力调节器介接。
所述一次流体可以是液体并且所述二次流体可以是气体。
根据另外的方面，提供了一种通过抽吸-分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项的方法，所述抽吸-分配设备包括与所述一次流体工作连通的二次流体，其中所述方法包括：
接收所述二次流体的所监测流动参数的测量信令；
基于接收到的测量信令使用校准数据确定所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；以及
基于所确定体积控制一次或二次流体流量以抽吸或分配特定一次流体体积。
根据另外的方面，提供了一种如本文参考附图基本描述并如附图所展示的抽吸-分配设备。
除非技术人员明确说明或理解，否则本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的精确次序执行。
用于实施本文中所公开的方法中的一个或多个的对应计算机程序(其可以或可以不记录在载体上)也在本公开内并且由所描述的实例实施例中的一个或多个涵盖。
本公开包含单独或以各种组合的一个或多个对应方面、实例实施例或特征，无论是否以所述组合或单独地具体陈述(包含所要求的)。用于执行所论述功能中的一个或多个的相应装置也在本公开内。
以上发明内容意图仅是示例性和非限制性的。
附图说明
现在仅通过实例的方式参考所附示意图给出描述，在所述图中：-
图1示意性地示出了包括头部组合件和控制组合件的抽吸-分配设备；
图2以图形方式示出了用于抽吸-分配设备的分配操作的校准数据；
图3a示出了头部组合件的前视图；
图3b示出了头部组合件的横截面；
图4示意性地示出了控制组合件的流量计子组合件；
图5a示出了非接触式阀-尖端子组合件的前视图；
图5b示出了接触式阀-尖端子组合件的前视图；
图5c示出了接触式阀-尖端子组合件的分解视图；
图5d示出了接触式阀-尖端子组合件的横截面；
图6以流程图的形式示出了一种控制抽吸-分配设备的方法；并且
图7示意性地示出了包括计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序被配置成控制、执行或启用图6的方法。
具体实施方式
如先前所述，本公开涉及用于控制流体的抽吸和/或分配的设备和相关联方法。具体地，但不排他地，所述设备和相关联方法可以被配置成控制毫升体积范围内或以下的流体(例如，微流体)的抽吸和/或分配。这可能适用于如生命科学、医疗保健、农业食品技术和环境等行业。
附图中描绘的稍后描述的实施例已经提供有对应于早先描述的实施例的类似特征的附图标记。例如，特征数字1也可对应于数字101、201、301等。这些编号的特征可出现在图中，但是在这些特定实施例的描述中可能没有直接引用。这些仍然在附图中提供，以帮助理解其它实施例，特别是关于类似的先前描述的实施例的特征。
图1示意性地示出了一种抽吸-分配设备，所述抽吸-分配设备包括头部组合件101和控制组合件102，在使用中，它们通过一个或多个流体连接器104彼此流体连通103。头部组合件101被配置成在控制组合件102的控制下抽吸和/或分配一次流体。为了实现这种控制，抽吸-分配设备包括与一次流体工作连通的二次流体。在此上下文中的表述“工作连通”可以被理解为意指二次流体与一次流体直接或间接(例如，通过如活塞等中间组件)接触，使得二次流体流量引起对应的一次流体流量，反之亦然。
在一些实例中，抽吸-分配设备可以包括单个一次流体通道105和单个二次流体通道406，一次流体可以通过单个一次流体通道流入或流出抽吸-分配设备，单个二次流体通道可连接到一次流体通道105以提供一次流体与二次流体之间的工作连通。然而，在其它实例中，抽吸-分配设备可以包括多个一次流体通道105和多个对应的二次流体通道406。当抽吸-分配设备用于从如用于并行处理多个样品的多孔板或带等多个流体容器中抽吸或分配到多个流体容器时，后一种情况可能是有用的。
控制组合件102本身包括压力调节器107、流量计子组合件108和控制器109。压力调节器107被配置成调节二次流体的压力以使其流动。在此实例中，压力调节器107分为两个不同的部分：抽吸压力调节器107a，其向流量计子组合件108提供负压(或真空)以用于抽吸一次流体；以及分配压力调节器107b，其向流量计子组合件108提供正压以用于分配一次流体。在其它实例中，抽吸压力调节器107a和分配压力调节器107b可以被配置成提供正压和负压的单个压力调节器代替。如下文更详细描述的，流量计子组合件108包括流量计410，所述流量计被配置成监测二次流体的流动参数。
控制器109被配置成控制头部组合件101对一次流体的抽吸和分配中的一项或多项。为了实现这一点，控制器109从流量计410接收二次流体的所监测流动参数的测量信令。然后，控制器109使用定义所抽吸或所分配一次流体体积与二次流体的所监测流动参数之间的关系的校准数据，使用接收到的测量信令确定所抽吸或所分配一次流体体积(即，控制器109基本实时地监测抽吸/分配的体积)。基于此确定/监测的体积，控制器109控制一次或二次流体流量，以便抽吸或分配特定一次流体体积。一次或二次流体流量可以通过控制压力调节器107和/或被配置成限制一次或二次流体流量的阀511来控制。阀511可以定位于头部组合件101(即，用于限制一次流体流量)或控制组合件102(即，用于限制二次流体流量)内。
控制器109可以包括处理器和存储计算机程序代码的存储器，存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使控制器109执行所描述的功能。通过向其它组件提供信令并且从其它组件接收信令以管理它们的操作，处理器可以被配置用于抽吸-分配设备的一般操作。存储器可以被配置成存储计算机代码，所述计算机代码被配置成执行、控制或启用抽吸-分配设备的操作。存储器还可以被配置成存储其它组件的设置。处理器可以访问存储器以检索组件设置，以便管理其它组件的操作。处理器可以是微处理器，包含专用集成电路(ASIC)。存储器可以是如易失性随机存取存储器等临时存储介质。另一方面，存储介质可以是永久存储介质，如硬盘驱动器、闪存存储器或非易失性随机存取存储器。另外或可替代地，控制器109可以包括被配置成执行所描述的功能的合适的逻辑电路系统。
二次流体的所监测流动参数可以包含二次流体置换体积。在这种情况下，控制器109被配置成基于二次流体置换体积达到第一预定义阈值确定何时已经抽吸或分配了所述特定一次流体体积，并且基于所述确定终止一次或二次流体流量。然而，所监测流动参数不限于二次流体置换体积。其它合适的实例包含二次流体的压力和流速(或这些参数中的两个或更多个的组合)。
因此，与现有系统不同，所抽吸或所分配一次流体体积是基于二次流体的所监测流动参数而不是排他性地依赖于时间来确定和控制的。以此方式，所抽吸或所分配体积较少依赖于设备或一次流体的可变特性，从而导致更高的准确性和更少的浪费。本发明方法还有助于抽吸或分配操作的自动化，从而减少人为错误和校准时间。
除了确定和控制所抽吸或所分配一次流体体积外，监测二次流体的流动参数还具有其它用途。例如，一旦已经抽吸或分配了所有一次流体(不包含抽吸的死体积)，所监测流动参数可能会有突然变化。这是因为不同流体的流动特性和因此置换通常存在差异。当存在从液体到气体的状态变化(或反之亦然)时，这尤其引人注目，并且可用于指示一次流体从源容器或头部组合件101中流出。在这种情况下，控制器109可以被配置成基于对二次流体的所监测流动参数的突然变化的确定来终止一次或二次流体流量，以中断抽吸或分配操作。控制器109还可以被配置成生成指示检测到的突然变化的通知，以利于抽吸-分配设备的用户。
随着抽吸-分配设备的组件的磨损或故障，所监测流动参数也可能会有可检测的变化。例如，由于系统泄漏引起的压力变化，可能会发生这种情况。在此，控制器109可以被配置成如果流动参数的测量结果高于或低于第二预定义阈值，则终止一次或二次流体流量以使得能够检查和修理/更换相关组件。与所监测流动参数中检测到的突然变化类似，控制器109还可以被配置成生成指示所监测流动参数高于或低于第二预定义阈值的通知，以提醒用户可能需要维护抽吸-分配设备。
虽然一次流体通常是液体并且二次流体通常是气体，但是抽吸-分配设备不限于这种方式。例如，一次和二次流体都可以是液体，前提是二次流体不与一次流体混合或导致一次流体发生化学或生物变化。在这方面，一次流体可以是水，并且二次流体可以是如油等疏水液体(反之亦然)。此外，当一次流体是液体并且二次流体是气体时，气体应该在一次流体中具有足够的惰性和不溶性以致于不会导致一次流体发生化学或生物变化或可能影响校准的压力变化。理想地，一次和二次流体也将展现出足够不同的流动参数以致于在分配操作期间可以基于流动参数的突然变化来检测到一次流体的流出。一次流体的实例包含生物或核酸样品(如人、植物或动物生物材料或遗传样品)、化学物质和试剂(如核酸样品制备试剂、分子生物学试剂和聚合酶链式反应试剂)。例如，抽吸-分配设备可用于抽吸和/或分配正在测试针对如COVID-19等疾病的唾液样品。现场收集的唾液样品的粘度和稠度可能不同，但本发明设备非常适合此类一次流体，因为一次流体不依赖时间来监测和控制所抽吸或所分配体积。抽吸-分配设备也可以与一次流体一起使用，如寡核苷酸合成试剂和基因组测序样品以及用于产生寡核苷酸的试剂。二次流体的实例包含空气、氦气、氮气和氩气。
如上所述，控制器109使用校准数据来确定/监测所抽吸或所分配一次流体体积。校准数据定义所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的流动参数之间的所述关系。这可以由控制器109为每种类型的一次流体生成。为了生成校准数据，控制器109可以被配置成控制压力调节器107和/或阀511抽吸或分配一个或多个已知一次流体体积，并且接收(从流量计410)二次流体的流动参数的与一个或多个已知一次流体体积相对应的相应测量结果。然后，控制器109可以通过以下将一个或多个已知一次流体体积与二次流体的流动参数的相应测量结果相关联以用于随后的抽吸或分配操作：例如生成定义两者之间的关系的查找表、曲线图和等式中的一个或多个。
然而，在实践中，抽吸和分配操作可以分开校准。这是因为使用抽吸-分配设备的一次流体的抽吸与流体粘度无关，而一次流体的分配可能不是。关于抽吸，控制器109可以通过控制压力调节器107和阀511来开始校准过程以从容纳未知体积的一次流体的源容器中抽吸一次流体，直到检测到二次流体的所监测流动参数的突然变化。所监测流动参数的这种突然变化指示头部组合件101已经尽可能多地抽吸一次流体并且现在正在抽吸空气(或另一种环境气体)。残留在源容器中的任何一次流体被称为“抽吸死体积”。这是由于物理限制如源容器的大小和形状相对于头部组合件101的尖端512的大小和形状，头部组合件101不能从源容器抽吸的一次流体体积。然后将所抽吸一次流体作为废物分配。
然后在控制器109抽吸一次流体之前，将已知的一次流体的校准体积V1添加到源容器(其仍然容纳一次流体的抽吸死体积)，直到如前所述的检测到所监测流动参数发生突然变化。如果所监测流动参数是二次流体置换体积V2，则可以根据以下等式使用二次流体置换体积V2的测量结果以及任何预先存在的增益值G0的知识来确定抽吸校准增益值G：
Figure BDA0003494918860000091
然后可以将在任何后续抽吸操作期间测量的二次流体置换体积V2乘以抽吸校准增益值，以提供对一次流体的抽吸体积的更准确的测量结果。
流体粘度影响一次流体流出头部组合件的尖端512的流速，并且从而影响阀511需要打开以分配特定一次流体体积的时间长度。因此，控制器109可以被配置成生成用于分配操作的进一步校准数据。在这方面，控制器109可以首先控制压力调节器107和阀511以抽吸已知体积的一次流体。这可以通过以下来实现：一旦已经抽吸了已知体积，就使用针对抽吸操作生成的校准数据来终止抽吸操作；或抽吸源容器中的所有一次流体减去如前所述的抽吸死体积。
一旦已经抽吸了已知体积，控制器109然后经所记录数量的分配循环递增地分配所抽吸一次流体，直到检测到二次流体的所监测流动参数的突然变化。所监测流动参数的这种突然变化指示头部组合件101已经尽可能多地分配一次流体并且现在正在抽吸空气(或另一种二次流体)。残留在头部组合件101中的任何一次流体被称为“分配死体积”。这是头部组合件101无法从系统中抽吸的一次流体体积。在实践中，控制器109可以通过周期性地打开阀511持续已知持续时间(或“阀打开时间”)来递增地分配所抽吸的一次流体。然后，控制器109通过将一次流体的已知体积除以所记录数量的分配循环确定循环体积(即，每个分配循环的一次流体的分配体积)。然后可以在未来的分配操作期间使用此数据以使用多个分配循环分配特定一次流体体积。在这种情况下，控制器109通过将特定体积除以循环体积并且将其乘以循环持续时间来确定分配特定一次流体体积所需的分配持续时间。控制器然后控制压力调节器107和/或阀511以分配一次流体持续所确定的分配持续时间。控制器109可以被进一步配置成计算多个不同循环持续时间的循环体积，并且以定义两者之间的关系的查找表、曲线图和/或等式的形式将循环体积与循环持续时间相关联。
图2示出了用于抽吸-分配设备的实验分配操作的另外的校准数据的实例。在此实验期间，水和空气分别用作一次和二次流体，并且头部组合件101具有8个一次流体通道105，每个一次流体通道包括尖端512，通过所述尖端抽吸和分配一次流体。对于每个尖端512，针对5个不同的循环持续时间确定循环体积，然后将其绘制为曲线图。从数据中可以看出，尖端512之间的循环持续时间(“阀门打开时间”)略有变化，但每个尖端512具有近似线性关系。然后可以在未来的分配操作期间使用此数据，以使用单个分配循环分配特定一次流体体积。在这种情况下，控制器109通过读取、内插或外推另外的校准数据来确定分配特定一次流体体积所需的循环持续时间。控制器然后控制压力调节器107和/或阀511以分配一次流体持续所确定循环持续时间。
如图1所示，头部组合件101包括现在将描述的许多另外的组件。在此实例中，头部组合件101包括多个一次流体通道105(8个而不是单个一次流体通道105)，每个一次流体通道具有阀-尖端子组合件113，一次流体可以通过所述阀-尖端子组合件流入或流出抽吸-分配设备。阀-尖端子组合件113本身包括尖端512和阀511，阀被配置成限制一次流体流过其中。所述多个一次流体通道105连接到共用一次歧管114，所述共用一次歧管被配置成接收和容纳通过相应阀-尖端子组合件113抽吸的一次流体。在这方面，一次歧管114可以具有足以容纳来自每个一次流体通道105的多个分配循环所需的一次流体体积的容量。
头部组合件101进一步包括被配置成保护阀-尖端子组合件113免受损坏的阀盖115，被配置成便于清洁下方的共用一次歧管114的可拆卸歧管盖116，以及被配置用于将头部组合件101机械地固定到另一个对象的歧管安装件117。后一个特征可以帮助确保一次流体通道105在连续抽吸或分配操作之间处于固定朝向(例如，在使用中基本竖直)以获得更大的一致性。头部组合件101还包括阀电路系统，其被配置成将每个阀-尖端子组合件113的阀511与控制组合件102的控制器109介接。在此实例中，阀电路系统包括电路板118和电路板118与控制器109之间的有线连接119，但可以替代使用无线连接。电路板118可以包括指示每个阀511的打开或关闭状态的指示灯(或发光二极管)。
图3a和3b示出了头部组合件101的前视图和横截面视图。图3b中的横截面通过图3a所指示的线A-A截取。各种组件如上文关于图1所描述的，并且因此由对应的附图标记表示。
图4示意性地示出了控制组合件102的流量计子组合件108。在此实例中，流量计子组合件108包括多个二次流体通道406(8个而不是单个二次流体通道406)，所述二次流体通道可通过多个相应流体连接器104连接到头部组合件101的对应一次流体通道105。多个二次流体通道406还连接到流量计子组合件108的共用二次歧管420，所述共用二次歧管被配置成通过压力入口421将多个二次流体通道406与压力调节器107介接。
流量计子组合件108进一步包括相应的流量计410和流量计电路系统422，所述流量计被配置成独立地监测不同二次流体通道406中的每个二次流体通道内的二次流体的流动参数，所述流量计电路系统被配置成将每个流量计410的输出信号转换成适合控制器109使用的测量信令。另外，每个二次流体通道406中的每个二次流体通道包括过滤器423，所述过滤器被配置成阻止一次流体与流量计410接触并且可能损坏流量计(尽管它们可以被定位在一次流体通道105内或代替地位于一次流体通道105与二次流体通道406之间的流体连接器104内)。虽然在二次流体的所监测流动参数用于控制一次流体的抽吸和分配的情况下不太可能发生一次流体流入二次流体通道406，但如果发生的话，过滤器423用作安全特征。所需的特定过滤器将取决于一次流体的类型。例如，当一次流体是水时可以使用疏水过滤器，并且当一次流体是油时可以使用疏油过滤器。
图5a示出了头部组合件101的非接触式阀-尖端子组合件113。如上所述，一次流体通过阀-尖端子组合件113进入和离开头部组合件101。在此实例中，阀-尖端子组合件113包括尖端512、阀511和心轴524。尖端512提供计量孔口，所述计量孔口根据伯努利原理(Bernoulli's principle)利用压力调节一次流体的速度，但在分配操作期间不接触一次流体分配到的流体容器(因此为“非接触”)。阀511如控制器109所指示的限制一次流体流量通过其中(通常在打开与关闭状态之间)，而心轴524允许接近尖端512和阀511以促进其维护或更换。
图5b-d分别示出了接触式阀-尖端子组合件525的前视图、分解视图和横截面视图。图5d中的横截面通过图5b所指示的线B-B截取。接触式阀-尖端子组合件525包括尖端528、O形环526、阀511、心轴524和阀到尖端接头527。心轴524与图5a中的心轴类似，阀到尖端接头527用于将阀511连接到尖端528，并且O形环526将阀到尖端接头527密封以提供流体-紧密连接。与图5a的阀-尖端子组合件113不同，此尖端528被配置成在分配操作期间破坏流体容器中一次流体的表面(因此为“接触”)。此外，尖端528被配置成接收和容纳所抽吸一次流体，并且在一些情况下，可以具有足以容纳多个分配循环所需的一定体积的一次流体的容量。因此，图5b-d的尖端528消除了对头部组合件101中的共用一次歧管114和歧管盖116的需要。考虑到这种变化，每个流体连接器304可以直接连接到接触式阀-尖端子组合件的阀511，而不是根据图3b的头部组合件301的歧管盖316。
现在将提供图1的抽吸-分配设备的抽吸和分配模式的更详细描述。在抽吸模式中，控制器109向抽吸压力调节器107a和阀电路系统发送“启动”信号以打开阀-尖端子组合件113的阀511并且向共用二次歧管420的压力入口421施加负压。这导致二次流体从一次流体通道105通过流体连接器104流动到二次流体通道406。二次流体流量导致一次流体通过尖端512被吸入并且进入共用一次歧管114。在这个过程中，通过二次流体通道406的二次流体流量由相应的流量计410监测，流量计的输出信号由流量计电路系统422转换成用于控制器109的合适的测量信令。控制器109基于测量信令和校准数据监测所抽吸一次流体体积，并且一旦已经抽吸了所需体积的一次流体，就终止二次流体流量。通过向抽吸压力发生器107a和阀电路系统发送“终止”信号以关闭阀-尖端子组合件113的阀511并且消除施加到共用二次歧管420的压力入口421的负压来终止二次流体流量。
在分配模式中，控制器109向分配压力调节器107b和阀电路系统发送“启动”信号以打开阀-尖端子组合件113的阀511并且向共用二次歧管420的压力入口421施加正压。这导致二次流体从二次流体通道406通过流体连接器104流动到一次流体通道105。二次流体流量导致一次流体被分配出共用一次歧管114并且通过尖端512。一次流体可以在单个(较长的)分配循环中分配或者在多个(较短的)分配循环的过程中递增地分配。在这个过程中，通过二次流体通道406的二次流体流量由相应的流量计410监测，流量计的输出信号由流量计电路系统422转换成用于控制器109的合适的测量信令。控制器109基于测量信令和校准数据监测所分配一次流体体积，并且一旦已经分配了所需体积的一次流体，就终止二次流体流量。通过向分配压力发生器107b和阀电路系统发送“终止”信号以关闭阀-尖端子组合件113的阀511并且消除施加到共用二次歧管420的压力入口421的正压来终止二次流体流量。
图6示出了通过本文所描述的抽吸-分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项的方法的主要步骤629-632。如所展示的，所述方法通常包括：接收629二次流体的所监测流动参数的测量信令；基于接收到的测量信令使用校准数据确定630所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；基于所确定体积控制631一次或二次流体流量；以及抽吸或分配632特定一次流体体积。
图7示意性地展示了提供计算机程序的计算机/处理器可读介质733。计算机程序可以包括计算机代码，所述计算机代码被配置成执行、控制或实现图6的方法步骤629-632中的一个或多个。在此实例中，计算机/处理器可读介质733是如数字多功能光盘(DVD)或压缩光盘(CD)等光盘。在其它实施例中，计算机/处理器可读介质733可以是已经以执行本发明功能的方式编程的任何介质733。计算机/处理器可读介质可以是可移动存储器装置，如记忆棒或存储卡(SD、迷你SD、微型SD或纳米SD)。
申请人在此单独公开本文描述的每个个别特征和两个或多于两个此类特征的任意组合，以本领域的技术人员的普通知识，能够基于本说明书将此类特征或组合作为整体执行，而不考虑此类特征或特征的组合是否能解决本文所公开的任何问题；且不对权利要求书的范围进行限制。申请人指示所公开的各方面/实施例可由任何此类个别特征或特征的组合组成。鉴于前文描述可在本公开的范围内进行各种修改对本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (25)

1.一种控制器，其被配置成通过抽吸-分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项，所述抽吸-分配设备包括与所述一次流体工作连通的二次流体，其中所述控制器被配置成：
接收所述二次流体的所监测流动参数的测量信令；
基于接收到的测量信令使用校准数据确定所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；并且
基于所确定体积控制一次或二次流体流量以抽吸或分配特定一次流体体积。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述抽吸-分配设备被配置成抽吸或分配毫升体积范围内或以下的一次流体体积。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述二次流体的所述所监测流动参数包括二次流体置换体积，并且其中所述控制器被配置成：
基于所述二次流体置换体积达到第一预定义阈值确定何时已经抽吸或分配了所述特定一次流体体积；并且
基于所述确定终止一次或二次流体流量。
4.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中所述控制器被配置成：
基于所述接收到的测量信令确定所述二次流体的所述所监测流动参数的突然变化或者所述所监测流动参数的高于或低于第二预定义阈值的测量结果；并且
基于所述确定终止一次或二次流体流量。
5.根据权利要求4所述的控制器，其中所述控制器被配置成生成指示检测到的突然变化或高于/低于所述第二预定义阈值的所述测量结果的通知。
6.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中所述抽吸-分配设备包括被配置成测量所述二次流体的所述所监测流动参数的流量计、被配置成调节所述二次流体的压力的压力调节器以及被配置成限制一次或二次流体流量的阀，并且其中所述控制器被配置成：
从所述流量计接收所述二次流体的所述所监测流动参数的所述测量信令，以使能够确定所述所抽吸或所分配一次流体体积；并且
基于所确定的所抽吸或所分配一次流体体积控制所述压力调节器和所述阀，以控制一次或二次流体流量。
7.根据任一前述权利要求所述的控制器，其中所述控制器被配置成生成定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的所述关系的所述校准数据。
8.根据权利要求7所述的控制器，当从属于权利要求6时，其中所述控制器被配置成通过以下生成所述校准数据：
控制所述压力调节器和所述阀以抽吸或分配一个或多个已知一次流体体积；
从所述流量计接收所述二次流体的所述所监测流动参数的与所述一个或多个已知一次流体体积相对应的相应测量结果；以及
将所述一个或多个已知一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数的所述相应测量结果相关联。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述控制器被配置成通过以下将所述多个已知一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数的所述多个相应测量结果相关联：生成定义两者之间的关系的查找表、曲线图和等式中的一个或多个。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制器，当从属于权利要求6时，其中所述控制器被进一步配置成通过以下控制一次或二次流体流量以分配所述特定一次流体体积：
控制所述压力调节器和所述阀以抽吸已知一次流体体积；
控制所述压力调节器和所述阀以经所记录数量的分配循环递增地分配所抽吸一次流体；以及
基于所述已知一次流体体积和所述所记录数量的分配循环确定循环体积。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中每个分配循环具有已知持续时间，并且其中所述控制器被进一步配置成：
基于所述循环持续时间和所述循环体积确定分配所述特定一次流体体积所需的分配持续时间；并且
控制所述压力调节器和所述阀以分配所述一次流体持续所确定分配持续时间。
12.根据权利要求10所述的控制器，其中所述控制器被进一步配置成：
重复权利要求10的步骤持续多个不同的循环持续时间；并且
将所述循环体积与每个循环持续时间相关联以生成另外的校准数据。
13.根据权利要求12所述的控制器，其中所述控制器被配置成通过以下将所述循环体积与每个循环持续时间相关联：生成定义两者之间的关系的查找表、曲线图和等式中的一个或多个。
14.根据权利要求12或13所述的控制器，其中所述控制器被进一步配置成：
使用所述另外的校准数据确定分配所述特定一次流体体积所需的所述循环持续时间；并且
控制所述压力调节器和所述阀以分配所述一次流体持续所确定循环持续时间。
15.一种抽吸-分配设备，其包括根据任一前述权利要求所述的控制器。
16.根据权利要求15所述的抽吸-分配设备，当从属于权利要求6时，其中所述抽吸-分配设备进一步包括流量计电路系统和阀电路系统，所述流量计电路系统被配置成将所述流量计的输出信号转换成所述接收到的测量信令，所述阀电路系统被配置成将所述阀与所述控制器介接。
17.根据权利要求15或16所述的抽吸-分配设备，其中所述抽吸-分配设备包括多个一次流体通道和多个对应的二次流体通道，所述一次流体能够通过所述多个一次流体通道流入或流出所述抽吸-分配设备，所述多个对应的二次流体通道连接到相应一次流体通道以提供所述一次流体与所述二次流体之间的工作连通。
18.根据权利要求17所述的抽吸-分配设备，当从属于权利要求16时，其中每个一次或二次流体通道包括过滤器，所述过滤器被配置成阻止所述一次流体与所述流量计接触。
19.根据权利要求17或18所述的抽吸-分配设备，其中所述多个一次流体通道连接到共用一次歧管，所述共用一次歧管被配置成接收和容纳通过所述多个一次流体通道抽吸的所述一次流体。
20.根据权利要求17或18所述的抽吸-分配设备，其中每个一次流体通道包括尖端，所述尖端被配置成接收和容纳通过相应一次流体通道抽吸的所述一次流体。
21.根据权利要求19或20所述的抽吸-分配设备，其中所述一次歧管或尖端具有足以容纳多个分配循环所需的一次流体体积的容量。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的抽吸-分配设备，当从属于权利要求16时，其中所述多个二次流体通道连接到共用二次歧管，所述共用二次歧管被配置成将所述多个二次流体通道与所述压力调节器介接。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的抽吸-分配设备，其中所述一次流体是液体，并且所述二次流体是气体。
24.一种通过抽吸-分配设备控制一次流体的抽吸和分配中的一项或多项的方法，所述抽吸-分配设备包括与所述一次流体工作连通的二次流体，其中所述方法包括：
接收所述二次流体的所监测流动参数的测量信令；
基于接收到的测量信令使用校准数据确定所抽吸或所分配一次流体体积，所述校准数据定义所述所抽吸或所分配一次流体体积与所述二次流体的所述所监测流动参数之间的关系；以及
基于所确定体积控制一次或二次流体流量以抽吸或分配特定一次流体体积。
25.一种计算机程序，其包括被配置成执行根据权利要求24所述的方法的计算机代码。
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