CN103398885A - 一种用于制备生物学试验阵列的点样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，包括毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠、导轨、点样台和转轴；毛细管阵列包括轨道座支架、毛细管、滑轨立柱、滑板和橡胶套；轨道座支架上设置多个竖直通孔，毛细管穿过竖直通孔并与竖直通孔间隙配合；丝杠旋合在轨道座支架的螺纹孔内，点样台位于毛细管的正下方；溶剂槽上竖直设置多个用于盛装试剂的试剂孔，在溶剂槽转动到毛细管阵列的正下方时毛细管与试剂孔一一对应。该点样装置简单实用，实用性好，可控性好，可以提供高质量的试验传感整列，保证可靠的检测效果。

Description

一种用于制备生物学试验阵列的点样装置

技术领域

本发明涉及一种点样装置，尤其涉及一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其用于通过毛细管阵列生成一种生物学试验阵列。 

背景技术

在生物学或医学实验中，需要用某种生物学试验阵列（例如）分析人的呼吸气体的成分，推断该人是否患有某种疾病。这种生物学试验阵列一般是多点阵列（例如5×5、6×6），且生成阵列的试剂多具有腐蚀性、易挥发性、混合性的特点。当前市面上及专利报道中没有专门制备这种特殊阵列的点样装置。在功能方面，唯一比较接近的是以基因芯片为代表的点样仪，但是不适用于制备这种特殊阵列。主要表现在以下几个方面： 

首先，基因芯片点样仪的点样对象主要是蛋白酶和DNA等，因此盛装点样对象的孔板为一般的材料，不能盛装高腐蚀性、易挥发性的化学试剂；同时，点样头也不是用抗腐蚀性材料制作的，不能直接吸取腐蚀性试剂。

其次，基因芯片点样仪不适用于生成多个不同点的阵列。因为，基因芯片点样仪制作的是单一的多点阵列，即形成阵列的每个点是一样的。即使可以通过吸取不同的试剂，完成不同点的制作，但是每个点样过程都要经过点样、清洗、烘干才能完成一个点的点样，时长较长，典型需要3分钟以上；对于化学性质活泼的化学试剂而言，容易造成点样时间在前的点变质，对于多点阵列像6*6=36个不同试样化学阵列，完全不具备可行性。 

再次，基因芯片点样仪的工作原理不适合制备多个不同点的阵列。基因芯片点样仪一般是单头，其在点样时靠微泵的作用通过一根专用管吸取微量的试样，然后点样头与基底接触，再通过微泵的压力，将试样挤出，完成点样。如果要制作多点阵列（例如6×6且每个点都是不同的）很难通过给每个点样头加一个微泵来完成点样。 

此外，基因芯片点样仪点样量的控制方式也较为复杂。基因芯片点样仪靠微泵通过一根吸管吸取试样，同时也是靠微泵控制每次的点样量，这样对量的控制就比较复杂。如果是要制作多点阵列（例如6×6且每个点都是不同的），那么很难通过给每个点样头加一个微泵来控制点样量。 

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种可以高效快速制备高质量生物学试验阵列的点样装置。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案： 

一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，包括毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠、导轨、点样台和转轴；

所述毛细管阵列包括轨道座支架、毛细管、滑轨立柱、滑板和橡胶套；该毛细管阵列解决了基因芯片点样仪不能吸取抗腐蚀性试剂的问题，同时也解决了基因芯片点样仪不适用生成多个不同点阵列的问题；所述轨道座支架上设置多个竖直通孔，所述毛细管的顶部套有橡胶套，毛细管穿过竖直通孔并与竖直通孔间隙配合，橡胶套位于轨道座支架上；所述毛细管选用玻璃材质，解决了基因芯片点样仪点样头不能吸取抗腐蚀性试剂的问题，同时也解决了基因芯片点样仪需靠微泵的控制才能吸取试剂的问题；所述滑轨立柱竖直设置在轨道座支架上，所述滑轨立柱上设有凸台，所述凸台的顶端比毛细管的顶端高；所述滑板套在滑轨立柱上并与滑轨立柱滑动配合，滑板位于凸台上，所述滑板上设置配重槽，该配重槽解决了基因芯片点样仪需靠微泵的才能控制点样量的问题；

所述导轨竖直设置，所述轨道座支架与导轨在竖直方向上滑动配合，所述丝杠竖直设置；所述轨道座支架上设置螺纹孔，所述丝杠旋合在轨道座支架的螺纹孔内；

所述点样台位于毛细管的正下方；

所述转轴竖直设置，所述溶剂槽安装在转轴上并与转轴形成轴向固定、径向可转动配合，溶剂槽位于毛细管阵列的下方、位于点样台的上方，所述溶剂槽上竖直设置多个用于盛装试剂的试剂孔，所述试剂孔的孔径大于毛细管的外径；该溶剂槽解决了基因芯片点样仪的孔板不能盛装高腐蚀性、易挥发性的化学试剂的问题；在溶剂槽转动到毛细管阵列的正下方时毛细管与试剂孔一一对应。

作为本发明的一种优选方案，所述橡胶套的长度为5mm，橡胶套的顶端距离毛细管的顶端2mm。 

作为本发明的另一种优选方案，所述滑板距离毛细管的顶端2mm。 

作为本发明的又一种优选方案，该点样装置还包括保护罩，所述毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠、导轨、点样台和转轴均设置在保护罩内，所述保护罩上设置橡胶手套操作口。 

作为本发明的一种改进方案，所述溶剂槽上设置密封试剂孔的密封盖。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

1、毛细管阵列打破了现今点样装置利用微泵吸取试剂的现状，解决了一次性不能吸取多种不同试剂的问题，同时也省去了清洗及干燥的过程；毛细管阵列利用其虹吸现象，解决了无微泵就可以完成吸取试剂的问题，同时也解决了一般点样头不能吸取高腐蚀性试剂的问题；保护罩解决了生物学试验阵列与外界空气反应的问题；配重槽解决了不用提供其它动力，就可以提供合适压力，无微泵就可以控制点样量的问题；溶剂槽解决了不能盛装高腐蚀性、易挥发性的化学试剂的问题。 

2、该点样装置简单实用，实用性好，可控性好，可以提供高质量的试验传感阵列，保证可靠的检测效果。 

附图说明

图1为一种用于制备生物学试验阵列的点样装置的结构示意图； 

图2为毛细管阵列的结构示意图。

附图中： 1—丝杆； 2—导轨； 3—点样台； 4—轨道支架； 5—毛细管； 6—滑轨立柱； 7—滑板； 8—凸台； 9—橡胶套； 10—配重槽； 11—溶剂槽； 12—保护罩； 13—橡胶手套操作口； 14—密封盖； 16—密封盖。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。 

如图1所示，一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，包括毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠1、导轨2、点样台3、转轴和保护罩12。 

其中，毛细管阵列的结构如图2所示，毛细管阵列包括轨道座支架4、毛细管5、滑轨立柱6、滑板7和橡胶套9。轨道座支架4上设置多个竖直通孔，毛细管5的顶部套有中空圆柱的橡胶套9，橡胶套9与毛细管5形成过盈配合，毛细管5穿过竖直通孔并与竖直通孔间隙配合，仅靠毛细管自身的重力就可以实现上下自由运动，橡胶套9位于轨道座支架4上。滑轨立柱6竖直设置在轨道座支架4上，滑轨立柱6上设有凸台8，凸台8的顶端比毛细管5的顶端高。滑板7套在滑轨立柱6上并与滑轨立柱6滑动配合，滑板7位于凸台8上，滑板7上设置配重槽10，配重槽10设置有可放入不同砝码的沉孔凹槽，在沉孔凹槽内可以加不同的配重砝码，进而提供不同的压力，保证良好的点样效果。具有多根毛细管形成的毛细管阵列，可实现一次性获得所需生物学试验阵列，提高效率，一次性可点出多个试验阵列点，得到不同的生物学试验阵列。根据试验要求，可以加装不同的毛细管，形成不同的毛细管阵列，进而一次性可点出多个试验阵列点，获得所需的试验阵列。 

导轨2竖直设置，轨道座支架4与导轨2在竖直方向上滑动配合，丝杠1竖直设置。轨道座支架4上设置螺纹孔，丝杠1旋合在轨道座支架4的螺纹孔内。点样台3位于毛细管5的正下方，转轴竖直设置，溶剂槽11安装在转轴上并与转轴形成轴向固定、径向可转动配合（即溶剂槽11可转动的安装在转轴上），溶剂槽11位于毛细管阵列的下方，溶剂槽11且位于点样台3的上方，溶剂槽11上竖直设置多个用于盛装试剂的试剂孔，试剂孔的孔径大于毛细管5的外径。通过该试剂槽11可以盛装具有多种不同腐蚀性和挥发性的试剂，实现毛细管阵列的一次性加样。在溶剂槽11转动到毛细管阵列的正下方时毛细管5与试剂孔一一对应。在溶剂槽11上设置密封试剂孔的密封盖14，用于防止试剂挥发。 

橡胶套9的长度为5mm，橡胶套9的顶端距离毛细管5的顶端2mm。滑板7距离毛细管5的顶端2mm，目的是保持毛细管5的表面张力，保证吸取试剂的效果。特殊的橡胶套可以保持毛细管在适当的位置。 

毛细管阵列、溶剂槽11、电机、电机驱动的丝杠1、导轨2、点样台3和转轴均设置在保护罩12内，所述保护罩12上设置橡胶手套操作口13。保护罩12起着密封、隔绝作用，避免生物学试验阵列与外界空气反应。使用时，只需打开保护罩12上的密封盖16，将毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠1、导轨2、点样台3和转轴组成的机构放到保护罩12内，橡胶手套操作口13由于加有橡胶手套，方便操作。 

该点样装置采用PIC单片机进行控制，PIC单片机控制电机（本实施例采用步进电机）。在进行点样之前，首先根据需要加装多根粗细不同的毛细管5，然后加装滑板7，把溶剂槽11转到毛细管阵列的正下方，启动加样按钮，对毛细管阵列进行加样；加样完毕，启动点样按钮，开始进行自动点样，根据点样效果，在配重槽内加入合适的砝码。 

具体工作过程如下：取下密封盖14，将溶剂槽11转到毛细管阵列的正下方，启动取样按钮，步进电机通过控制滚珠丝杠带动毛细管阵列沿着轨道2向下移动，实现一次性吸取试验试剂；步进电机反转，毛细管阵列自动返回原位置，同时盖上密封盖14，将溶剂槽11移开，完成加样。通过添加不同的配重砝码，给毛细管5提供适当的压力，保证点样效果；启动点样按钮，毛细管阵列向下移动，与放置在点样台3上的基底接触，完成点样，步进电机反转，毛细管阵列返回原位置；观察点样效果，如果效果不好，调整配重槽10内的配重砝码，直至得到高质量的试验阵列。 

该点样装置通过毛细管阵列一次性吸取不同试剂，在基质上生成多个不同点阵列，以完成制作多种不同形状的生物学试验阵列的制作。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (5)

1.一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其特征在于：包括毛细管阵列、溶剂槽、电机、电机驱动的丝杠（1）、导轨（2）、点样台（3）和转轴；

所述毛细管阵列包括轨道座支架（4）、毛细管（5）、滑轨立柱（6）、滑板（7）和橡胶套（9）；所述轨道座支架（4）上设置多个竖直通孔，所述毛细管（5）的顶部套有橡胶套（9），毛细管（5）穿过竖直通孔并与竖直通孔间隙配合，橡胶套（9）位于轨道座支架（4）上；所述滑轨立柱（6）竖直设置在轨道座支架（4）上，所述滑轨立柱（6）上设有凸台（8），所述凸台（8）的顶端比毛细管（5）的顶端高；所述滑板（7）套在滑轨立柱（6）上并与滑轨立柱（6）滑动配合，滑板（7）位于凸台（8）上，所述滑板（7）上设置配重槽（10）；

所述导轨（2）竖直设置，所述轨道座支架（4）与导轨（2）在竖直方向上滑动配合，所述丝杠（1）竖直设置；所述轨道座支架（4）上设置螺纹孔，所述丝杠（1）旋合在轨道座支架（4）的螺纹孔内；

所述点样台（3）位于毛细管（5）的正下方；

所述转轴竖直设置，所述溶剂槽（11）安装在转轴上并与转轴形成轴向固定、径向可转动配合，溶剂槽（11）位于毛细管阵列的下方、位于点样台（3）的上方，所述溶剂槽（11）上竖直设置多个用于盛装试剂的试剂孔，所述试剂孔的孔径大于毛细管（5）的外径；在溶剂槽（11）转动到毛细管阵列的正下方时毛细管（5）与试剂孔一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其特征在于：所述橡胶套（9）的长度为5mm，橡胶套（9）的顶端距离毛细管（5）的顶端2mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其特征在于：所述滑板（7）距离毛细管（5）的顶端2mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其特征在于：还包括保护罩（12），所述毛细管阵列、溶剂槽（11）、电机、电机驱动的丝杠（1）、导轨（2）、点样台（3）和转轴均设置在保护罩（12）内，所述保护罩（12）上设置橡胶手套操作口（13）。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种用于制备生物学试验阵列的点样装置，其特征在于：所述溶剂槽（11）上设置密封试剂孔的密封盖（14）。

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