一种智能取样装置的制作方法

1.本发明涉及细胞取样技术领域，特别涉及一种智能取样装置。

背景技术：

2.由于细胞类药物的生产过程具有制备环节多和工艺复杂的特点，复杂的工艺操作和细胞离体环境对细胞生物活性的影响十分显著；因此，在细胞类药物的生产过程中需要定期进行细胞取样，以监测细胞的活性、流失率和密度等指标。现有技术中，为了完成取样，需要实验人员采用无菌取样装置进行人工取样，现有无菌取样方法一般是将设备移入到无菌环境中，打开盖子进行取样。因此，现有取样过程具有需要人工手动操作、操作过程繁琐、取样量无法精确控制，并且频繁打开设备盖子容易造成污染的问题。
3.综上所述，发明人发现需要设计一种能够自动、精确取样的智能取样装置，而且能够方便进行多次取样。

技术实现要素：

4.本发明提供了一种智能取样装置，该智能取样装置能够自动、准确地取样出所需的细胞液，并能完成一次性的无菌多次取样。
5.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种智能取样装置，该智能取样装置包括控制装置、抽取装置、以及至少一个取样管路；
7.每个取样管路均包括一个取样容器、一个第一管路、一个第二管路、一个控制阀、一个灭菌过滤器和一个检测装置；所述取样容器用于存放取样的细胞液，并与所述第一管路和所述第二管路连通；所述第二管路的另一端连接所述灭菌过滤器；所述控制阀安装于所述第一管路中，用于控制所述第一管路的通断；所述检测装置用于检测取样值；
8.当所述智能取样装置仅包括一个所述取样管路时，所述灭菌过滤器的另一端用于连接所述抽取装置或者安装过滤器护帽；
9.当所述智能取样装置包括至少两个所述取样管路时，所述第一管路的另一端均与同一个汇流接头相连通，其中一个所述灭菌过滤器的另一端连接所述抽取装置，其它的所述灭菌过滤器的另一端均安装有所述过滤器护帽；
10.所述控制装置与所述控制阀、所述检测装置以及所述抽取装置均通信连接，用于控制所述控制阀和所述抽取装置的启闭，并在所述检测装置检测的取样值达到预设值时，控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。
11.更进一步地，所述抽取装置为移液器、泵或者活塞移动器。
12.更进一步地，所述检测装置包括安装于所述第一管路中的流量传感器；
13.所述流量传感器用于检测所述第一管路的流量，当所述流量传感器检测到所述第一管路的流量达到预设流量值时，所述流量传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制控制阀和所述抽取装置关闭。
14.更进一步地，所述检测装置包括安装于所述取样容器的液位传感器；
15.所述液位传感器用于检测所述取样容器内的液位，当所述液位传感器检测到所述取样容器内的液位达到预设高度值时，所述液位传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制控制阀和所述抽取装置关闭。
16.更进一步地，所述检测装置包括设置于所述取样容器的光学传感器；
17.所述光学传感器用于检测所述取样容器内液位对应的刻度，当所述光学传感器检测到所述取样容器内的液位对应刻度达到预设刻度值时，所述光学传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制控制阀和所述抽取装置关闭。
18.更进一步地，所述检测装置包括支承于所述取样容器底部的称重传感器；
19.所述称重传感器用于检测所述取样容器的重量，当所述称重传感器检测到所述取样容器的重量达到预设重量值时，所述称重传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制控制阀和所述抽取装置关闭。
20.更进一步地，还包括安装于每个所述第一管路中的气泡传感器；
21.所述气泡传感器与所述控制装置通信连接，用于检测所述第一管路的排空；当所述气泡传感器检测到所述第一管路排空时，所述控制装置根据检测到的排空信号控制所述抽取装置和所述控制阀关闭。
22.更进一步地，还包括鲁尔接头、鲁尔护帽、以及与每个所述取样管路一一对应的母鲁尔接头；
23.所述汇流接头的另一端连接有所述鲁尔接头，所述鲁尔接头上安装有所述鲁尔护帽；
24.所述第二管路通过所述母鲁尔接头与所述灭菌过滤器连接。
25.更进一步地，所述取样容器由透明材料或半透明材料制成；
26.所述灭菌过滤器与所述抽取装置之间通过公母螺纹连接；
27.所述控制阀为电磁阀或者电动阀；
28.更进一步地，所述控制阀具有热合功能。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
30.本发明的智能取样装置可以包括一个取样管路或多个取样管路，每个取样管路包括一个取样容器、一个第一管路、一个第二管路、一个控制阀、一个灭菌过滤器、以及一个检测装置；需要进行取样时，取样容器通过第一管路与装有细胞液的待取样容器连接，并通过第二管路连接灭菌过滤器和抽取装置，通过控制装置控制抽取装置和控制阀的开启进行自动取样，通过检测装置对取样值进行检测，能够实现精确取样，并且通过多个取样管路还可以实现多次取样；因此，采用上述智能取样装置能够实现取样精准可控、自动、快捷、定量、无菌的特点，并能完成一次性的无菌多次取样，能够降低操作人员的要求。
附图说明
31.图1为本发明智能取样装置的一种结构示意图；
32.图2为本发明智能取样装置的另一种结构示意图；
33.图3为本发明智能取样装置的控制原理图。
34.其中，1-取样容器，2-第一管路，3-第二管路，4-控制阀，5-灭菌过滤器，6-抽取装
置，7-汇流接头，8-鲁尔接头，9-鲁尔护帽，10-母鲁尔接头，11-过滤器护帽，12-控制装置，13-检测装置，14-气泡传感器
具体实施方式
35.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
36.本发明实施例提供了一种智能取样装置，如图1和图2结构所示，该智能取样装置包括控制装置12、抽取装置6、以及至少一个取样管路；如图1中的智能取样装置包括三个取样管路，而图2中的智能取样装置包括一个取样管路；
37.如图1和图2结构所示，每个取样管路均包括一个取样容器1、一个第一管路2、一个第二管路3、一个控制阀4、一个灭菌过滤器5和一个检测装置13；
38.取样容器1用于存放取样的细胞液，并与第一管路2和第二管路3连通；取样容器1用于盛放/存放取样的细胞液，可以为滴斗；取样容器1可以由透明材料或半透明材料制成，能够看到取样的细胞液的容量变化，取样容器1可以采用任意形状，对形状没有限制；
39.第二管路3的另一端连接灭菌过滤器5；灭菌过滤器5用于对外界空气进行过滤，即经过该灭菌过滤器5的气体能够起到灭菌，保证流动的气体能够达到无菌的环境；灭菌过滤器5中具有接头，灭菌过滤器5和抽取装置6可以通过接头连接，如：灭菌过滤器5与抽取装置6之间通过公母螺纹连接；
40.控制阀4安装于第一管路2中，用于控制第一管路2的通断；控制阀4可以为电磁阀或者电动阀，以便根据接收的控制信号进行启闭或流量调节；
41.检测装置13用于检测取样值，以便通过取样值形成控制信号实现对抽取装置6和控制阀4的自动控制；
42.抽取装置6用于抽取取样容器1中的气体，产生负压，让液体通过第一管路2进入取样容器1；抽取装置6也可以向取样容器1中推气；第一管路2用于接入需要取样的无菌管路或者无菌的容器；抽取装置6可以采用移液器、泵或者活塞移动器；
43.如图1结构所示，当智能取样装置仅包括一个取样管路时，此时，智能取样装置包括控制装置12、抽取装置6、一个取样容器1、一个第一管路2、一个第二管路3、一个控制阀4、一个灭菌过滤器5和一个检测装置13；灭菌过滤器5的另一端用于连接抽取装置6或者安装过滤器护帽11，即，在进行取样时，灭菌过滤器5的另一端连接抽取装置6，取样完成后，将灭菌过滤器5另一端连接的抽取装置6替换为过滤器护帽11，便于运输和移动；
44.当智能取样装置包括至少两个取样管路时，第一管路2的另一端均与同一个汇流接头7相连通，其中一个灭菌过滤器5的另一端连接抽取装置6，其它的灭菌过滤器5的另一端均安装有过滤器护帽11；如图2结构所示，智能取样装置包括控制装置12、抽取装置6以及三个取样管路，每个取样管路均包括一个取样容器1、一个第一管路2、一个第二管路3、一个控制阀4、一个灭菌过滤器5和一个检测装置13，其中最上侧的取样管路中的灭菌过滤器5与抽取装置6连接，中间的取样管路和最下侧的取样管路中的灭菌过滤器5另一端均安装有一个过滤器护帽11，此时，可以将取样的细胞液抽吸至最上侧的取样容器1中，当取样完成后，
可将最上侧灭菌过滤器5另一端连接的抽取装置6进行拆卸，并替换为过滤器护帽11，同理，当需要更换其它取样管路进行取样时，可以将欲采用的取样管路中灭菌过滤器5另一端安装的过滤器护帽11拆除，同时连接抽取装置6；在本实施例中，以设置有三个取样管路的智能取样装置为例进行说明，在实际使用过程中，可以根据取样次数的要求或者取样值的要求选择取样管路的数量，取样管路除设置有一个或三个外，还可以并排设置两个、四个或更多个；
45.如图3所示，控制装置12与控制阀4、检测装置13以及抽取装置6均通信连接，用于控制控制阀4和抽取装置6的启闭，并在检测装置13检测的取样值达到预设值时，控制装置12控制控制阀4和抽取装置6关闭。
46.上述智能取样装置可以包括一个取样管路或多个取样管路，当仅需要单次取样时可以只采用一个取样管路；当需要多次取样时，可以采用多个取样管路进行取样；每个取样管路包括一个取样容器1、一个第一管路2、一个第二管路3、一个控制阀4、一个灭菌过滤器5、以及一个检测装置13；需要进行取样时，取样容器1通过第一管路2与装有细胞液的待取样容器1连接，并通过第二管路3连接灭菌过滤器5和抽取装置6，通过控制装置12控制抽取装置6和控制阀4的开启进行自动取样，通过检测装置13对取样值进行检测，能够实现精确取样，并且通过多个取样管路还可以实现多次取样；因此，采用上述智能取样装置能够实现取样精准可控、自动、快捷、定量、无菌的特点，并能完成一次性的无菌多次取样，能够降低操作人员的要求。
47.在上述智能取样装置中，根据检测方式和检测装置13的不同，检测装置13可以采用以下实施方式：
48.实施方式一
49.检测装置13包括安装于第一管路2中的流量传感器，流量传感器用于检测第一管路2的流量，当流量传感器检测到第一管路2的流量达到预设流量值时，流量传感器触发停止指令，控制装置12接收到停止指令时控制控制阀4和抽取装置6关闭；通过流量传感器对流经第一管路2的液体流量进行检测，能够精确检测取样容量，在流量达到预设值时便触发停止指令，并将停止指令发送至控制装置12，控制装置12根据接收的停止信号控制抽取装置6和控制阀4关闭，实现自动、精确取样，无需人工控制。
50.实施方式二
51.检测装置13包括安装于取样容器1的液位传感器，液位传感器用于检测取样容器1内的液位，当液位传感器检测到取样容器1内的液位达到预设高度值时，液位传感器触发停止指令，控制装置12接收到停止指令时控制控制阀4和抽取装置6关闭；通过液位传感器能够实时检测取样容器1内的液位高度，从而精确测量取样容器1内的细胞液体积，当液位传感器检测到取样容器1内的液位值达到预设高度值时便可发送停止指令给控制装置12，控制装置12根据接收到的停止信号控制抽取装置6和控制阀4关闭，实现自动、精确取样，无需人工控制。
52.实施方式三
53.检测装置13包括设置于取样容器1的光学传感器，光学传感器用于检测取样容器1内液位对应的刻度，当光学传感器检测到取样容器1内的液位对应刻度达到预设刻度值时，光学传感器触发停止指令，控制装置12接收到停止指令时控制控制阀4和抽取装置6关闭；
取样容器1可以由透明材料或半透明材料制成，并在取样容器1的侧壁设置刻度，通过光学传感器对取样容器1中液面对应的刻度进行检测，从而能够检测到取样容器1内的细胞液的容量变化，在取样容器1内液位对应刻度达到预定值时，光学传感器发送停止指令给控制装置12，控制装置12根据接收到的停止信号控制抽取装置6和控制阀4关闭，实现自动、精确取样，无需人工控制。
54.实施方式四
55.检测装置13包括支承于取样容器1底部的称重传感器，称重传感器用于检测取样容器1的重量；通过称重传感器对取样容器1的重量进行实时检测，能够准确获取取样液体的重量，当称重传感器检测到取样容器1的重量达到预设重量值时，称重传感器触发停止指令，控制装置12接收到停止指令时控制控制阀4和抽取装置6关闭；在液体重量达到预定值时，称重传感器发送停止指令给控制装置12，控制装置12根据接收到的停止信号控制抽取装置6和控制阀4关闭，实现自动、精确取样，无需人工控制。
56.在取样过程中，检测装置13可以单独采用上述四种实施方式中的任何一种进行检测，也可以同时采用四种实施方式中的任意两种或多种相互结合进行检测；通过上述各种检测装置13能够实时检测细胞液的取样值，通过检测装置13与控制装置12之间的信号传输实现取样的自动控制，不仅取样值精确，避免细胞液浪费，而且还能节省人工。
57.为了进一步提高细胞液的利用率，上述智能取样装置还包括安装于每个第一管路2中的气泡传感器14；气泡传感器14与控制装置12通信连接，用于检测第一管路2的排空；当气泡传感器14检测到第一管路2排空时，控制装置12根据检测到的排空信号控制抽取装置6和控制阀4关闭。
58.当取样完成后，可以通过控制装置12控制抽取装置6进入推气模式，使得第一管路2中的细胞液能够回流至待取样容器1中，实现管路残留细胞液不浪费原则，充分利用细胞液，避免管路中残留细胞液的浪费。通过设置于第一管路2中的气泡传感器14能够检测出管路中的液体被排空的时刻，当气泡传感器14检测到空管时触发电平，从而确定出管路被排空细胞液，从而将停止信号发送至控制装置12，通过控制装置12控制抽取装置6停止推气模式。
59.为了方便智能取样装置的运输和移动，上述智能取样装置还包括鲁尔接头8、鲁尔护帽9、以及与每个取样管路一一对应的母鲁尔接头10；汇流接头7的另一端连接有鲁尔接头8，鲁尔接头8上安装有鲁尔护帽9；第二管路3通过母鲁尔接头10与灭菌过滤器5连接。控制阀4具有热合功能。
60.通过安装于汇流接头7另一端的鲁尔接头8便于与待取样容器1进行连接，通过鲁尔护帽9与鲁尔接头8的快捷连接方便取样，并且能够保持鲁尔接头8的清洁和密封环境，适用于需要多次取样的应用场景。
61.上述智能取样装置可以通过以下取样过程进行取样：
62.第一步，接收到取样指令，控制装置12控制控制阀4开启，并启动抽取装置6进行抽取动作；
63.第二步，液体通过第一管路2进入取样容器1，在第一管路2中设有用作检测装置13的流量传感器，当流量传感器检测到流过的容量达到取样的容量值时，触发停止指令，或者在取样容器1靠近第二管路3的刻度附近设有用作检测装置13的光学传感器，在光学传感器
检测到取样容器1的液面达到预设刻度时，触发停止指令，或者在取样容器1下方设置托盘，托盘与用作检测装置13的称重传感器连接，通过称重传感器可以监测托盘的重量，在取样容器1的重量增量达到预设重量值时，触发停止指令；
64.第三步，接着控制装置12自动将抽取装置6进入推气模式，取样容器1所采用的材料为刚性材料，防止因气体增多而变形，在推气模式的情况下，能够将取样容器1至待取样容器1之间的第一管路2中的细胞液回流至待取样容器1中，实现管路残留细胞液不浪费原则，充分利用细胞液，其中，在第一管路2中设有气泡传感器14，气泡传感器14能够检测出第一管路2中的液体被排空的时刻，当气泡传感器14检测到空管时触发电平，从而确定第一管路2被排空细胞液，从而停止推气模式；
65.第四步，在推气模式运行完成后，关闭控制阀4，并加热具有热合功能的控制阀4，将控制阀4两端的管路可以封闭，分开两个空间，可将管路取下，灭菌过滤器5和抽取装置6是通过公母螺纹连接，通过拧开灭菌过滤器5的螺母接口，可以取下图1中第一管路2、控制阀4、取样容器1、第二管路3、灭菌过滤器5这一段，用过滤器护帽11拧进灭菌过滤器5的螺母中，便于运输和移动。
66.控制如图1中多联取样装置，一个抽取装置6即可控制多路的气体流动，根据以上步骤实现各路的取样容器1的取样，从而实现多次取样的要求，其中，灭菌过滤器5旁的母鲁尔接头10可以不需要，直接与灭菌过滤器5相连，该母鲁尔接头10目的是将单独购买的灭菌过滤器5进行配合连接。
67.对于需要多次取样场景，首先，通过鲁尔接头8或者汇流接头7直接连接于待取样容器1，各控制阀4均处于关闭状态，各个第一管路2均处于断开状态；先将其中一个取样管路的灭菌过滤器5与抽取装置6连接，通过控制装置12控制与抽取装置6连接的取样管路中的抽取装置6和控制阀4开启，抽取装置6开始抽气，与抽取装置6连通的取样容器1内形成负压，待取样的液体在压差作用下依次通过鲁尔接头8或者汇流接头7和第一管路2进入取样容器1内，当检测装置13检测到取样液体达到预定值时向控制装置12发送停止指令，控制装置12控制该取样管路中的抽取装置6和控制阀4关闭，停止工作，同时对控制阀4两端进行加热热合，使该取样管路形成一个封闭结构，并将第一管路2与汇流接头7分离，并采用一个公鲁尔接头封住汇流接头7的第一个分支接口，此时，完成一次取样；其次，将另一个取样管路的灭菌过滤器5连接抽取装置6，通过控制装置12控制该取样管路中的抽取装置6和控制阀4开启，抽取装置6开始抽气，该取样管路中的取样容器1内形成负压，待取样的液体在压差作用下依次通过鲁尔接头8或者汇流接头7和第一管路2进入取样容器1内，当检测装置13检测到取样液体达到预定值时向控制装置12发送停止指令，控制装置12控制该取样管路中的抽取装置6和控制阀4关闭，停止工作，同时对该取样管路中控制阀4两端进行加热热合，使该取样管路形成一个封闭结构，并将该取样管路中的第一管路2与汇流接头7分离，并采用另一个公鲁尔接头封住汇流接头7的第二个分支接口，此时，完成第二次取样；重复上述步骤，可以依次完成第三次
……
等多次取样操作。
68.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种智能取样装置，其特征在于，包括控制装置、抽取装置、以及至少一个取样管路；每个取样管路均包括一个取样容器、一个第一管路、一个第二管路、一个控制阀、一个灭菌过滤器和一个检测装置；所述取样容器用于存放取样的细胞液，并与所述第一管路和所述第二管路连通；所述第二管路的另一端连接所述灭菌过滤器；所述控制阀安装于所述第一管路中，用于控制所述第一管路的通断；所述检测装置用于检测取样值；当所述智能取样装置仅包括一个所述取样管路时，所述灭菌过滤器的另一端用于连接所述抽取装置或者安装过滤器护帽；当所述智能取样装置包括至少两个所述取样管路时，所述第一管路的另一端均与同一个汇流接头相连通，其中一个所述灭菌过滤器的另一端连接所述抽取装置，其它的所述灭菌过滤器的另一端均安装有所述过滤器护帽；所述控制装置与所述控制阀、所述检测装置以及所述抽取装置均通信连接，用于控制所述控制阀和所述抽取装置的启闭，并在所述检测装置检测的取样值达到预设值时，控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。2.根据权利要求1所述的智能取样装置，其特征在于，所述抽取装置为移液器、泵或者活塞移动器。3.根据权利要求1所述的智能取样装置，其特征在于，所述检测装置包括安装于所述第一管路中的流量传感器；所述流量传感器用于检测所述第一管路的流量，当所述流量传感器检测到所述第一管路的流量达到预设流量值时，所述流量传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。4.根据权利要求1所述的智能取样装置，其特征在于，所述检测装置包括安装于所述取样容器的液位传感器；所述液位传感器用于检测所述取样容器内的液位，当所述液位传感器检测到所述取样容器内的液位达到预设高度值时，所述液位传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。5.根据权利要求1所述的智能取样装置，其特征在于，所述检测装置包括设置于所述取样容器的光学传感器；所述光学传感器用于检测所述取样容器内液位对应的刻度，当所述光学传感器检测到所述取样容器内的液位对应刻度达到预设刻度值时，所述光学传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。6.根据权利要求1所述的智能取样装置，其特征在于，所述检测装置包括支承于所述取样容器底部的称重传感器；所述称重传感器用于检测所述取样容器的重量，当所述称重传感器检测到所述取样容器的重量达到预设重量值时，所述称重传感器触发停止指令，所述控制装置接收到停止指令时控制所述控制阀和所述抽取装置关闭。7.根据权利要求1-6任一项所述的智能取样装置，其特征在于，还包括安装于每个所述第一管路中的气泡传感器；所述气泡传感器与所述控制装置通信连接，用于检测所述第一管路的排空；当所述气泡传感器检测到所述第一管路排空时，所述控制装置根据检测到的排空信号控制所述抽取
装置和所述控制阀关闭。8.根据权利要求1-6任一项所述的智能取样装置，其特征在于，还包括鲁尔接头、鲁尔护帽、以及与每个所述取样管路一一对应的母鲁尔接头；所述汇流接头的另一端连接有所述鲁尔接头，所述鲁尔接头上安装有所述鲁尔护帽；所述第二管路通过所述母鲁尔接头与所述灭菌过滤器连接。9.根据权利要求1-6任一项所述的智能取样装置，其特征在于，所述取样容器由透明材料或半透明材料制成；所述灭菌过滤器与所述抽取装置之间通过公母螺纹连接；所述控制阀为电磁阀或者电动阀。10.根据权利要求1-6任一项所述的智能取样装置，其特征在于，所述控制阀具有热合功能。

技术总结

本发明涉及一种智能取样装置，该智能取样装置包括控制装置、抽取装置、以及取样管路；每个取样管路均包括取样容器、第一管路、第二管路、控制阀、灭菌过滤器和检测装置；取样容器与第一管路和第二管路连通；第二管路的另一端连接灭菌过滤器；控制阀安装于第一管路中；当智能取样装置仅包括一个取样管路时，灭菌过滤器的另一端用于连接抽取装置或者安装过滤器护帽；当智能取样装置包括至少两个取样管路时，第一管路的另一端均与同一个汇流接头相连通，其中一个灭菌过滤器的另一端连接抽取装置，其它的灭菌过滤器的另一端均安装有过滤器护帽。上述智能取样装置能够自动、准确地取样出所需的细胞液，并能完成一次性的无菌多次取样。并能完成一次性的无菌多次取样。并能完成一次性的无菌多次取样。