CN104560705A - 一种用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置 - Google Patents

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吴坚
王富吉
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples

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Abstract

一种用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，其包括命令输入模块、处理器模块、显示模块、精密注射模块。本发明提供了两种使用模式：定量模式和定速模式，定量模式下用户根据需要预设置进样流量及进样速度，设置完毕后精密注射模块按照预设速度进样，当已进样流量达到预设的进样流量后停止进样，则进样完毕；定速模式下，用户根据需要设定进样速度，设置完毕后精密注射模块按照预设速度进样，直至用户采取停止进样操作或试剂全部注射完毕，则进样结束。

Description

一种用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置
技术领域
本发明涉及一种新型机电化的用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，属于微流控芯片技术领域。
背景技术
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)简称PCR，是一种分子生物学技术，在体外模拟自然DNA复制过程，通过引物和聚合酶将待扩增的DNA片段经高温变性、低温退火、引物延伸三个步骤的多次循环，指数扩增单个或少数几个特定的DNA片段，产生成千上百万的DNA序列。体外核酸扩增技术的设想最初于1971年由Korana提出，在1983年由Kary Mullis实现，并于之后的1993年与Micheal Smith一同获得诺贝尔化学奖。作为一项“革命性的技术”，PCR已被广泛应用于疾病诊断、分子生物学、临床医学、食品工业等方面，例如遗传病诊断、基因测序、亲子鉴定等。
随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)的发展，微流控芯片得到了越来越多的关注。微流控芯片技术是把生物、医学、化学分析过程中的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块很小的芯片上，自动完成分析全过程。由于它的巨大潜力，已经发展为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的研究领域。与传统的PCR热循环式扩增仪，小型PCR微流控芯片具有以下优点：(1)节约试剂，将反应物体积减小到μL甚至nL级；(2)节约空间，便于将反应与检测分析集成化；(3)热传导效率高，大大缩短PCR的反应时间。
经过20多年发展，PCR技术经历了三代变革。第一代是PE-Cetus公司的热循环仪，第二代是静态微室PCR装置，第三代PCR微流控芯片。传统的静态微池PCR装置通常具有较大体积和热容，所需反应溶液体积较大，因此，扩增速度受到很大限制，这不能满足快速扩增检测的要求。另外，传统PCR装置集成化程度低，除了实时定量荧光检测外也常常采用离线的琼脂糖凝胶电泳检测，这不仅增加交叉污染的可能性，而且也增长了检测时间。为了克服这些缺点，连续流动式PCR微系统引起了研究者们的关注，其原理是PCR反应混合物按设定的流速进入微流控芯片内分别处于三个恒温区(94℃、55℃、72℃)的微通道，由高温热变性(94℃)、低温退火复性(55℃)和适温延伸(72℃)组成一个周期，如此循环进行，使DNA片段得以迅速扩增。在合适的条件下，这种循环不断重复，前一个循环的产物DNA可作为后一个循环的模板DNA参与DNA的合成，使产物DNA的量按2的n次方扩增。从理论上讲经过30次的循环反应，DNA扩增倍数可达106～109。
连续流动式与静态微池式最根本的不同在于反应试剂是否流动，传统静态微池式中反应试剂是静止的，需要通过人工操作在水浴箱之间不断的移动；而连续流动方式采用通过控制反应物的流速使反应物在通过三个恒温区时历经不同的时间，从而达到扩增的效果。本发明因此提出一种新型的用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，用于控制微流控芯片中微通道内微流体(反应试剂)的流速及流体相关参数的显示。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种专用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，本装置能够对芯片内微流体的工作流速及流量进行控制，使其在流经三个恒温区所用时间与进行PCR反应理论时间相符合，从而保障微流体内DNA的复制顺利完成。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种专用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，其包括命令输入模块、处理器模块、显示模块、精密注射模块。
命令输入模块用于选择进样的模式、预先设定进样的速度及设定进样的流量；处理器模块用于接收、执行命令，从而控制精密注射模块实现流体的进样；显示模块由显示屏及相关的电路构成，用于显示进样速度、已进样流量等数据；精密注射模块由精密注射泵和相关的电路组成，用于执行进样命令。
用户根据需要可选择定量模式或定速模式，若选择定量模式，根据实际需要预先设置进样流量及进样速度，设置完毕后精密注射模块按照预设速度进样，当已进样流量达到预设的进样流量后系统自动停止进样，则进样完毕；若选择定速模式，根据需要设定进样速度，设置完毕后精密注射模块按照预设速度进样，直至用户采取停止进样操作或试剂全部被注射完时，则进样结束。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
1、机电化装置，能对进样试剂进行精确控制和测量。
2、可选择定速和定量模式，满足实际使用中不同的需求，实时显示进样的速度、已注射流量。
3、机电化一体装置，独立实现进样不需要其他仪器的辅助，操作简便，无需编程。
附图说明
图1是本发明的实施结构示意图。
图中：1、命令输入模块；2、处理器模块；3、精密注射模块；4、显示模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，其包括命令输入模块1、处理器模块2、精密注射模块3、显示模块4；其中，精密注射模块3、显示模块4分别与处理器模块2连接，处理器模块2与命令输入模块1连接。
本装置的具体实施步骤如下，
(1)打开装置电源开关，装置初始化后进入使用模式的选择，此时显示模块提示选择定量模式或定速模式。
(2)根据实际需要通过输入模块进行模式选择。
a.若选择定量模式，显示模块提示请用户输入注射量，通过输入模块输入将要进样的试剂容量，同样根据显示模块的提示输入注射速度，输入完成后显示模块提示是否确认输入的数据，选择否则会返回到步骤1；若选择是则精密注射模块开始以设定的速度注射试剂，显示模块此时显示当前注射的速度以及已注射的试剂量，当已注射量达到用户设定值后则返回到步骤1。
b.若选择定速模式，显示模块提示请用户输入注射速度，用户通过输入模块设定进样速度，输入完成后显示模块提示是否确认输入，选择否则会返回到步骤1；若选择是则精密注射模块开始以设定的速度注射试剂，显示模块此时显示当前注射的速度以及已注射的试剂量，当用户选择停止进样或试剂已全部注射完毕后则系统返回到步骤1。
(3)两种模式运行时输入模块提供停止与暂停进样命令，暂停命令可以暂停、继续当前进样；停止进样命令则使系统返回到步骤1。

Claims (1)

1.一种用于微流控生物芯片的自动进样控制及显示装置，其特征在于：该装置包括命令输入模块(1)、处理器模块(2)、精密注射模块(3)、显示模块(4)；其中，精密注射模块(3)、显示模块(4)分别与处理器模块(2)连接，处理器模块(2)与命令输入模块(1)连接；
本装置的具体实施步骤如下，
1)打开装置电源开关，装置初始化后进入使用模式的选择，此时显示模块提示选择定量模式或定速模式；
2)根据实际需要通过输入模块进行模式选择；
a.若选择定量模式，显示模块提示请用户输入注射量，通过输入模块输入将要进样的试剂容量，同样根据显示模块的提示输入注射速度，输入完成后显示模块提示是否确认输入的数据，选择否则会返回到步骤1；若选择是则精密注射模块开始以设定的速度注射试剂，显示模块此时显示当前注射的速度以及已注射的试剂量，当已注射量达到用户设定值后则返回到步骤1；
b.若选择定速模式，显示模块提示请用户输入注射速度，用户通过输入模块设定进样速度，输入完成后显示模块提示是否确认输入，选择否则会返回到步骤1；若选择是则精密注射模块开始以设定的速度注射试剂，显示模块此时显示当前注射的速度以及已注射的试剂量，当用户选择停止进样或试剂已全部注射完毕后则系统返回到步骤1；
3)两种模式运行时输入模块提供停止与暂停进样命令，暂停命令可以暂停、继续当前进样；停止进样命令则使系统返回到步骤1。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602842A (zh) * 2016-01-14 2016-05-25 江苏猎阵生物科技有限公司 一键式核酸扩增仪及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102154099A (zh) * 2010-12-20 2011-08-17 西安交通大学 一种pcr生物芯片的微型热循环控制系统
CN102604824A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京工业大学 面向空间的微型微流控实时荧光pcr工作系统
CN103614290A (zh) * 2013-11-11 2014-03-05 北京工业大学 面向荧光pcr微系统的往复式循环单微通道装置
CN103667012A (zh) * 2013-11-12 2014-03-26 北京工业大学 一种基于ccd图像传感器的微流控pcr芯片荧光流体检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102154099A (zh) * 2010-12-20 2011-08-17 西安交通大学 一种pcr生物芯片的微型热循环控制系统
CN102604824A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京工业大学 面向空间的微型微流控实时荧光pcr工作系统
CN103614290A (zh) * 2013-11-11 2014-03-05 北京工业大学 面向荧光pcr微系统的往复式循环单微通道装置
CN103667012A (zh) * 2013-11-12 2014-03-26 北京工业大学 一种基于ccd图像传感器的微流控pcr芯片荧光流体检测装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602842A (zh) * 2016-01-14 2016-05-25 江苏猎阵生物科技有限公司 一键式核酸扩增仪及其应用

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