CN105729642A - 一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法和装置 - Google Patents

一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种保障毛细管阵列切割过程中通道导通的方法，包括：将待切割毛细管阵列穿过集束机构；将所述集束机构置于夹具内；穿过集束装置的毛细管阵列的一端对着切割工具，另一端与气源连接；打开气源，向所述待切割毛细管阵列内持续充入高压气体；调整切割工具，对所述待切割毛细管阵列进行切割。本发明还公开了使用上述方法的装置。本发明的方法和装置可有效地保障毛细管阵列注胶端切割过程中通道的导通性，该技术可广泛应用于类似石英毛细管这种脆性易碎材质的多根集束封装切割。

Description

一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法和装置
技术领域
本发明涉及石英毛细管的再成型技术领域。更具体地，涉及一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法和装置。
背景技术
石英毛细管阵列是基于石英毛细管凝聚电泳—激光激发荧光原理的DNA测序仪的核心部件。石英毛细管内径从小于1.0μm到超过2000μm，材质易脆，在切割过程中极易发生崩口，造成石英毛细管堵塞，石英毛细管一旦发生堵塞，将直接作废，产生极大的浪费。针对石英毛细管的切割，目前已知的仅有针对单根石英毛细管的切割，日常科研试验中单根石英毛细管的切割较多借助于陶瓷刀片，根据使用者个人经验进行切割，这种切割方式无法避免切割断面崩口的产生，也无法避免堵塞的发生，但是由于这种切割方式简单易操作，而且科研试验中使用单根石英毛细管时，即使一次切割发生堵塞了，可以继续切割，直到达到满意的切割断面，实现石英毛细管通道导通即可，不会产生太大的材料浪费。
而多通道石英毛细管阵列，是由多根石英毛细管集束封装而成。针对多根石英毛细管集束封装后的切割，如何保障石英毛细管通道导通，还有待提出更好的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法。
本发明的另一个目的在于提供使用上述方法的装置。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法，该方法包括：
(1)将石英毛细管集束；
(2)向集束石英毛细管内持续充入气体；
(3)对充入气体后的集束石英毛细管进行切割。
进一步的，所述步骤(1)具体为将待切割石英毛细管通过集束机构集束；所述集束机构为集束筒。
进一步的，所述步骤(2)具体包括：
1)将通过集束机构集束的待切割石英毛细管的一端对着切割工具，另一端与气源密封连接；
2)打开气源，向所述待切割石英毛细管内持续充入气体。
进一步的，所述待切割石英毛细管的内径为50μm外径为363μm；所述气体为氩气，所述氩气的纯度为99.99％，所述气体的压力为0.6-6MPa，优选所述气体的压力为3MPa。
为了配合上述保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法，本发明还提供一套装置如下：
一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的装置，所述装置包括：
集束机构，用于将多根石英毛细管集结成束形成石英毛细管阵列；和
气源，用于提供持续通入石英毛细管内的气体；
所述石英毛细管阵列与所述气源密封连接。
进一步的，所述装置还包括夹具、转接模块和导气管；所述石英毛细管阵列的一端穿过被夹具夹持的集束机构，另一端通过所述转接模块与所述导气管连接，所述导气管与所述气源连接；所述集束机构为集束筒。
进一步的，所述转接模块包括依次连接的密封结构、第一转换接头和第二转换接头；所述第一转换接头设有一个气体进口和多个气体出口；所述密封结构包括依次连接的紧定螺钉、密封压环和密封接头。
同时，提供一种运用上述装置的石英毛细管切割系统，
该系统包括所述的保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的装置、平台、导轨和切割工具；所述导轨设于所述平台上，所述切割工具设于所述导轨上；所述集束机构集结成束的石英毛细管阵列的形状与所述切割工具相匹配，所述夹具设于所述平台上；所述集束机构为集束筒。
进一步的，所述切割工具在导轨上能向前后左右方向水平移动。
本发明的有益效果如下：
有效地保障石英毛细管阵列集束端切割过程中通道的导通性，本发明广泛应用于类似石英毛细管这种脆性易碎材质的多根集束封装切割。
附图说明
图1为石英毛细管的注胶端示意图；
图2为本发明装置示意图；
图3为转接模块示意图；
图4为第一转换接头示意图；
图5为密封结构分解示意图；
图6为石英毛细管阵列使用示意图；
图7为石英毛细管阵列切割端面示意图。
图中，1-平台；2-导轨；3-切割工具；4-陶瓷刀具；5-注胶端；6-夹具；7-转接模块；8-导气管；9-气源；10-进样端；11-隔离梳；12-检测窗口；13-环氧胶；14-集束筒；15-石英毛细管；16-密封结构；17-第一转换接头；18-第二转换接头；19-紧定螺钉；20-密封压环；21-密封接头。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。
如图1和2所示，多根石英毛细管15通过集束筒14集结成束形成石英毛细管15阵列，石英毛细管15阵列的两端分别为注胶端5和进样端10；石英毛细管15阵列的注胶端5穿过集束筒14，然后用环氧胶13将石英毛细管15阵列密封封装在集束筒14的该端部，将导轨2、夹具6按相对位置安装在平台1上，将切割工具3安装在导轨2上，集束筒14由夹具6夹持，注胶端5伸出夹具6，待切割石英毛细管15阵列的另一端通过转接模块7与导气管8连接，并通过导气管8与气源9连接；，由于石英毛细管15是用于生物分析的关键通道，所以气源必须选用超纯氩气以防止通气过程中产生石英毛细管15内壁污染，本实例中选用99.99％的超纯氩气；转接模块7保证了多根石英毛细管15能同时通入超纯氩气；切割开始前，将气源9的阀门开关打开，根据需要调节到3MPa的工作气压，确保每根石英毛细管15都顺畅通气；工作气压过大会增大各接口的压强，加快各接口工件的损耗；工作气压过小，石英毛细管15内孔的气压不足以防止切割过程中产生的崩口或切屑堵塞石英毛细管15通道；通过导轨2实现切割工具3与注胶端5对准定位；在切割过程中保持高压超纯氩气的持续导入，调节切割工具3上安装的陶瓷刀具4的合适转速和合理进位，即可实现多通道石英毛细管15阵列注胶端5的精密切割，确保石英毛细管15通道的导通性。经切割试验验证，本实例选用2000r/min的转速和0.5mm/s的进位，转速、进位的过快过慢都会影响切割的效果。
如图3、4和5所示，转接模块7包括依次连接的密封结构16、第一转换头17和第二转换头18；第一转换头17是实现一转多的转换头，其一侧设有多个连接孔，另一侧为一个连接孔；第二转换头18是双通转换头；密封结构16包括依次连接的紧定螺钉19、密封压环20和密封接头21；紧定螺钉19通过密封压环20与密封接头21连接，密封接头21伸入第一转换接头17的具有多个接孔一侧的孔中；第二转换接头18伸入第一转换接头17的设有一个连接孔的另一侧，每根石英毛细管15通过一个密封结构16、第一转换接头17、第二转换接头18和导气管8与气源9连通。
图6为切割好的石英毛细管15阵列在实际中的应用情况，切割后的石英毛细管15阵列的进样端10穿过检测窗口12和隔离梳11；凝胶由注胶端5注入，流经石英毛细管15通道至进样端10流出，在石英毛细管15通道保持充满凝胶状态后方可进行样品检验，样品从进样端10通过高压吸入，在充满凝胶的石英毛细管15通道中依照各自分子量大小分别先后通过凝胶筛分介质到达检测窗口12，安置在检测窗口12处的激光器激光诱导荧光，同时通过CCD完成对检测样本的信号捕捉，然后由采集软件收集信号，分析软件实现对样本的分析。
图7为切割好的石英毛细管15阵列注胶端的端面情况。
本实施例中，集束筒14、紧定螺钉19、密封压环20和密封接头21选用peek材质加工而成，peek材质具有耐磨耐压、自润滑等优良的机械性能。
第一转换接头17和第二转换接头18选用普通塑料或者金属材质加工而成，其中第一转换接头17根据实际需要设计转接口的数目。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将石英毛细管集束；
(2)向集束石英毛细管内持续充入气体；
(3)对充入气体后的集束石英毛细管进行切割。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体为将待切割石英毛细管通过集束机构集束；所述集束机构为集束筒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：
1)将通过集束机构集束的待切割石英毛细管的一端对着切割工具，另一端与气源密封连接；
2)打开气源，向所述待切割石英毛细管内持续充入气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述待切割石英毛细管的内径为50μm外径为363μm；所述气体为氩气，所述氩气的纯度为99.99％，所述气体的压力为0.6-6MPa，优选所述气体的压力为3MPa。
5.一种保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的装置，其特征在于，所述装置包括：
集束机构，用于将多根石英毛细管集结成束形成石英毛细管阵列；和
气源(9)，用于提供持续通入石英毛细管内的气体；
所述石英毛细管阵列与所述气源密封连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述装置还包括夹具(6)、转接模块(7)和导气管(8)；所述石英毛细管阵列的一端穿过被夹具(6)夹持的集束机构，另一端通过所述转接模块(7)与所述导气管(8)连接，所述导气管(8)与所述气源(9)连接；所述集束机构为集束筒(14)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述转接模块包括依次连接的密封结构(16)、第一转换接头(17)和第二转换接头(18)；所述第一转换接头(17)设有一个气体进口和多个气体出口；所述密封结构包括依次连接的紧定螺钉(19)、密封压环(20)和密封接头(21)。
8.一种石英毛细管切割系统，其特征在于：包括如权利要求7所述的保障石英毛细管阵列切割过程中通道导通的装置、平台(1)、导轨(2)和切割工具(3)；所述导轨(2)设于所述平台(1)上，所述切割工具(3)设于所述导轨(2)上；所述集束机构集结成束的石英毛细管阵列的形状与所述切割工具(3)相匹配，所述夹具(6)设于所述平台(1)上；所述集束机构为集束筒(14)。
9.根据权利要求8所述的石英毛细管切割系统，其特征在于：所述切割工具(3)在导轨(2)上能向前后左右方向水平移动。
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