CN106635777A - 基因微滴颗粒芯片制作装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基因微滴颗粒芯片制作装置及方法，包括控制器、第一微流恒流恒压泵，第二微流恒流恒压泵，第一透明容器，第二透明容器和集液容器；第一透明容器内盛有基因水相溶液试剂，第一透明容器的口部设有第一密封塞，第一微流恒流恒压泵与第一压力管一端连接，第一压力管另一端穿过第一密封塞进入基因水相溶液试剂上方，第一透明容器上还设有第一容器盖。本发明具有便于加工，易于组装，成本低，可制成任意体积的微滴颗粒，为微生物研究领域和医学分子诊断领域实现数字数据化分析判断奠定了坚实基础的特点。

Description

基因微滴颗粒芯片制作装置及方法
技术领域
本发明涉及微生物研究领域和医学分子诊断领域，尤其是涉及一种可制成任意体积的基因微滴颗粒芯片制作装置及方法。
背景技术
基因微滴颗粒形成为微生物研究领域和医学分子诊断领域精准数据分析带来了质的转变，目前，此两大领域所采用的手段大都为荧光定量PCR检测系统，利用其扩增过程的阈值(CT值)与标准值对比，逆向追溯原始模板的拷贝数，初步判断结果的阴阳性，是一种粗放型的判断。而基因微滴颗粒形成后可以进一步制成各种不同规格的生物芯片，直接读取原始样本中的拷贝数，为人类基因组工程学，法医学、肿瘤学、组织和群体生物学、古生物学、动物学、植物学等研究领域及病毒、肿瘤、遗传病等定量检测数据分析带来质的跳跃。
目前，国内外微滴制成市场还处于空白，微流芯片制造正处于萌芽状态，各商家所投入的资源也与日剧增，但主要在微小的体积内制成各种反应室和通道，并借助外界的温度环境进行反应，再对反应后的芯片进行各种检测，这类芯片稳定性太差，检测误差偏大，滞留在定性方面的判断，无法对其中的样本含量给出绝对数量的表达。
国际领域研究证明，由基因微滴颗粒制成的芯片的样本量，完全可以用数字表达。目前，此类芯片的内部架构、流道设计和制作工艺上不够完备，仍在摸索中。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中无法制作出任意体积的微滴颗粒的不足，提供了一种可制成任意体积的基因微滴颗粒芯片制作装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基因微滴颗粒芯片制作装置，包括控制器、第一微流恒流恒压泵，第二微流恒流恒压泵，第一透明容器，第二透明容器和集液容器；第一透明容器内盛有基因水相溶液试剂，第一透明容器的口部设有第一密封塞，第一微流恒流恒压泵与第一压力管一端连接，第一压力管另一端穿过第一密封塞进入基因相溶液试剂上方，第一透明容器上还设有第一容器盖；第二透明容器内盛有油相溶液，第二透明容器上设有第二容器盖，第一密封塞上还设有毛细软管，毛细软管一端穿过第一密封塞并伸入第一透明容器底部，毛细软管另一端设有摆动器，与摆动器连接的毛细钢管穿过设于第二容器盖上的第二密封塞并伸入油相溶液上部；
第二容器盖上还设有第二气压管和透明软管，集液容器上设有颗粒托架，第二气压管一端与第二微流恒流恒压泵连接，第二气压管另一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上方，透明软管一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上部，透明软管另一端位于颗粒托架上，颗粒托架上设有若干个排列的槽穴，每个槽穴底部均设有漏液孔；控制器分别与第一微流恒流恒压泵、第二微流恒流恒压泵和摆动器电连接。
首先，第一微流恒流恒压泵工作，通过第一压力管给第一透明容器内的基因水相溶液试剂加压，促使第一透明容器内的基因水相溶液试剂通过毛细软管流到与之相连的毛细钢管中，由于表面张力的作用，在毛细钢管的下端口形成一个球珠，在摆动器的作用下，毛细钢管的下端口在油相溶液中摆动，当球珠体积达到一定大小后，由于油相溶液的阻力作用，迫使球珠脱离毛细钢管的下端口，而形成一颗颗基因微滴颗粒，使基因水相溶液试剂在毛细钢管内的流速和毛细钢管的摆动速率都保持均匀，所产生的基因微滴颗粒的大小也是一致均匀的。同时也可以通过改变毛细钢管的内径，摆动器的摆动频率及毛细钢管内基因水相溶液试剂的流速，制成所需的各种体积大小的颗粒，满足各种检测的需要。
本发明便于加工，易于组装，成本低，可制成任意体积的微滴颗粒，为微生物研究领域和医学分子诊断领域真正实现数字数据化分析判断奠定了坚实的基础。
作为优选，所述第二气压管和透明软管均通过硅胶密封塞与第二容器盖连接。
作为优选，第一压力管和毛细软管均通过压力硅胶密封圈与第一密封塞连接。
作为优选，所述摆动器固定在第一容器盖上，摆动器的传动轴与毛细钢管连接。
作为优选，颗粒托架边缘上设有环形挡板，其高度与基因微滴颗粒的直径相等。
一种微滴基因芯片制作装置的方法，包括如下步骤：
(6-1)工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器工作，第一微流恒流恒压泵通过第一气压管向第一透明容器通入空气；
在压力的作用下，基因水相溶液试剂通过毛细软管流到毛细钢管中；其中，毛细软管和毛细钢管均经过疏水性处理；
(6-2)摆动器使毛细钢管在油相溶液中匀速运动，在液体的表面张力作用，毛细钢管下端逐步形成球珠，当球珠达到一定的体积后，在油相溶液的阻力作用下，球珠脱离毛细钢管的端口形成微滴颗粒；
(6-3)当形成的微滴颗粒数量满足要求后，工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器停止工作；
(6-4)控制器控制第二微流恒流恒压泵工作，在压力的作用下，微滴颗粒和油相溶液通过透明软管一起流到颗粒托架的各个槽穴中，油相溶液通过漏液孔进入集液容器中，当工作人员发现每个槽穴中均盛满平铺的微滴颗粒后，工作人员通过控制器控制第二微流恒流恒压泵停止工作；
(6-5)从集液容器上取下颗粒托架，并用透明膜包裹密封颗粒托架，得到制作好的微滴基因芯片。
作为优选，摆动器的摆动频率与微滴颗粒的体积呈反比。
作为优选，步骤(6-1)还包括如下步骤：控制器控制第一微流恒流恒压泵的气体流速，使第一透明容器中的气体压力维持在恒定的压强下。
因此，本发明具有如下有益效果：便于加工，易于组装，成本低，可制成任意体积的微滴颗粒，为微生物研究领域和医学分子诊断领域真正实现数字数据化分析判断奠定了坚实的基础。
附图说明
图1是本发明的微滴颗粒形成部分的一种结构示意图；
图2是本发明的基因微滴颗粒芯片制作部分的一种结构示意图；
图3是本发明制成的基因微滴颗粒芯片的一种结构示意图；
图4是本发明的一种流程图。
图中：第一微流恒流恒压泵1、第二微流恒流恒压泵2、第一透明容器3、第二透明容器4、集液容器5、第一压力管6、摆动器7、毛细钢管8、环形挡板9、微滴颗粒10、基因水相溶液试剂31、第一密封塞32、第一容器盖33、油相溶液41、第二容器盖42、第二密封塞43、颗粒托架51、毛细软管321、压力硅胶密封圈322、第二气压管421、透明软管422、硅胶密封塞423、槽穴511。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1、图2所示的实施例是一种基因微滴颗粒芯片制作装置，包括控制器、第一微流恒流恒压泵1，第二微流恒流恒压泵2，第一透明容器3，第二透明容器4和集液容器5；第一透明容器内盛有基因水相溶液试剂31，第一透明容器的口部设有第一密封塞32，第一微流恒流恒压泵与第一压力管6一端连接，第一压力管另一端穿过第一密封塞进入基因相溶液试剂上方，第一透明容器上还设有第一容器盖33；第二透明容器内盛有油相溶液41，第二透明容器上设有第二容器盖42，第一密封塞上还设有毛细软管321，毛细软管一端穿过第一密封塞并伸入第一透明容器底部，毛细软管另一端设有摆动器7，与摆动器连接的毛细钢管8穿过设于第二容器盖上的第二密封塞43并伸入油相溶液上部；
如图2所示，第二容器盖上还设有第二气压管421和透明软管422，集液容器上设有如图3所示的颗粒托架51，第二气压管一端与第二微流恒流恒压泵连接，第二气压管另一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上方，透明软管一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上部，透明软管另一端位于颗粒托架上，如图3所示，颗粒托架上设有40个排列的槽穴511，每个槽穴底部均设有漏液孔；控制器分别与第一微流恒流恒压泵、第二微流恒流恒压泵和摆动器电连接。
如图2所示，第二气压管和透明软管均通过硅胶密封塞423与第二容器盖连接。如图1所示，第一压力管和毛细软管均通过压力硅胶密封圈322与第一密封塞连接。
摆动器固定在第一容器盖上，摆动器的传动轴与毛细钢管连接。如图3所示，颗粒托架边缘上设有环形挡板9，其高度与基因微滴颗粒的直径相等。
如图4所示，一种基因微滴颗粒芯片制作装置的方法，包括如下步骤：
步骤100，给第一透明容器中输入空气，使第一透明容器内压力恒定
工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器工作，第一微流恒流恒压泵通过第一气压管向第一透明容器通入空气；控制器控制第一微流恒流恒压泵的气体流速，使第一透明容器中的气体压力维持在恒定的压强下；
在压力的作用下，基因水相溶液试剂通过毛细软管流到毛细钢管中；其中，毛细软管和毛细钢管均经过疏水性处理；
步骤200，形成微滴颗粒
摆动器使毛细钢管在油相溶液中匀速运动，在液体的表面张力作用下，毛细钢管下端逐步形成球珠，当球珠达到一定的体积后，在油相溶液的阻力作用下，球珠脱离毛细钢管的端口形成如图1所示的微滴颗粒10；
步骤300，微滴颗粒制作完成
当形成的微滴颗粒数量满足要求后，工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器停止工作；
步骤400，将微滴颗粒输送到颗粒托架的各个槽穴中
控制器控制第二微流恒流恒压泵工作，在压力的作用下，微滴颗粒和油相溶液通过透明软管一起流到颗粒托架的各个槽穴中，油相溶液通过漏液孔进入集液容器中，当工作人员发现每个槽穴中均盛满平铺的微滴颗粒后，工作人员通过控制器控制第二微流恒流恒压泵停止工作；
步骤500，微滴基因芯片制作完成
从集液容器上取下颗粒托架，并用透明膜包裹密封颗粒托架，得到制作好的基因微滴颗粒芯片。其中，摆动器的摆动频率与微滴颗粒的体积呈反比。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种基因微滴颗粒芯片制作装置，其特征是，包括控制器、第一微流恒流恒压泵(1)，第二微流恒流恒压泵(2)，第一透明容器(3)，第二透明容器(4)和集液容器(5)；第一透明容器内盛有基因水相溶液试剂(31)，第一透明容器的口部设有第一密封塞(32)，第一微流恒流恒压泵与第一压力管(6)一端连接，第一压力管另一端穿过第一密封塞进入基因水相溶液试剂上方，第一透明容器上还设有第一容器盖(33)；第二透明容器内盛有油相溶液(41)，第二透明容器上设有第二容器盖(42)，第一密封塞上还设有毛细软管(321)，毛细软管一端穿过第一密封塞并伸入第一透明容器底部，毛细软管另一端设有摆动器(7)，与摆动器连接的毛细钢管(8)穿过设于第二容器盖上的第二密封塞(43)并伸入油相溶液上部；
第二容器盖上还设有第二气压管(421)和透明软管(422)，集液容器上设有颗粒托架(51)，第二气压管一端与第二微流恒流恒压泵连接，第二气压管另一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上方，透明软管一端穿过第二容器盖并伸入油相溶液上部，透明软管另一端位于颗粒托架上，颗粒托架上设有若干个排列的槽穴(511)，每个槽穴底部均设有漏液孔；控制器分别与第一微流恒流恒压泵、第二微流恒流恒压泵和摆动器电连接。
2.根据权利要求1所述的基因微滴颗粒芯片制作装置，其特征是，所述第二气压管和透明软管均通过硅胶密封塞(423)与第二容器盖连接。
3.根据权利要求1所述的基因微滴颗粒芯片制作装置，其特征是，第一压力管和毛细软管均通过压力硅胶密封圈(322)与第一密封塞连接。
4.根据权利要求1所述的基因微滴颗粒芯片制作装置，其特征是，所述摆动器固定在第一容器盖上，摆动器的传动轴与毛细钢管连接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的基因微滴颗粒芯片制作装置，其特征是，颗粒托架边缘上设有环形挡板(9)。
6.一种基于权利要求1所述的基因微滴颗粒芯片制作装置的方法，其特征是，包括如下步骤：
(6-1)工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器工作，第一微流恒流恒压泵通过第一气压管向第一透明容器通入空气；
在压力的作用下，基因水相溶液试剂通过毛细软管流到毛细钢管中；其中，毛细软管和毛细钢管均经过疏水性处理；
(6-2)摆动器使毛细钢管在油相溶液中匀速运动，在液体的表面张力作用下，毛细钢管下端逐步形成球珠，当球珠达到一定的体积后，在油相溶液的阻力作用下，球珠脱离毛细钢管的端口形成微滴颗粒(10)；
(6-3)当形成的微滴颗粒数量满足要求后，工作人员通过控制器控制第一微流恒流恒压泵和摆动器停止工作；
(6-4)控制器控制第二微流恒流恒压泵工作，在压力的作用下，微滴颗粒和油相溶液通过透明软管一起流到颗粒托架的各个槽穴中，油相溶液通过漏液孔进入集液容器中，当工作人员发现每个槽穴中均盛满平铺的微滴颗粒后，工作人员通过控制器控制第二微流恒流恒压泵停止工作；
(6-5)从集液容器上取下颗粒托架，并用透明膜包裹密封颗粒托架，得到制作好的基因微滴颗粒芯片。
7.根据权利要求6所述的基因微滴颗粒芯片制作装置的方法，其特征是，摆动器的摆动频率与微滴颗粒的体积呈反比。
8.根据权利要求6或7所述的基因微滴颗粒芯片制作装置的方法，其特征是，步骤(6-1)还包括如下步骤：控制器控制第一微流恒流恒压泵的气体流速，使第一透明容器中的气体压力维持在恒定的压强下。
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Patentee after: Hangzhou Xinghaohui Biotechnology Co.,Ltd.

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Patentee before: HANGZHOU KAIJI TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Patentee after: Shenzhen maiketian Biomedical Technology Co.,Ltd.

Address before: 311100 Room 101, 1 / F, building 2, 2636 yuhangtang Road, Cangqian street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: Hangzhou Xinghaohui Biotechnology Co.,Ltd.

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