CN111921470A - 一种混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合装置，其特征在于，包括第一试剂腔、第二试剂腔和反应腔，所述第一试剂腔依次包括通第二可刺穿的密封件隔开的第一密封试剂仓和第二密封试剂仓，且所述第二密封试剂仓包括设置在其中第一刺穿机构和第二刺穿机构；所述第二试剂腔依次包括通过第三可刺穿的密封件隔开的第三密封试剂仓和混合腔，且所述混合腔包括设置在其中的第三刺穿机构，所述第三刺穿机构用于刺穿所述第三可刺穿的密封件；所述第一密封试剂仓与所述第二刺穿机构配合；所述第三密封试剂仓与所述第三刺穿机构配合。本发明通过巧妙地设置多个密封试剂仓和刺穿机构，可以实现物料的高效混合，避免污染。

Description

一种混合装置

技术领域

本发明涉及反应设备技术领域，具体涉及一种用于生物反应的高效混合装置。

背景技术

核酸是包括多个核苷酸的大分子，广泛存在于所有动物细胞、植物细胞和微生物体内。核酸是一切生物体的遗传物质，包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类，在细胞中主要存在于细胞核内并以与蛋白质结合的状态存在。核酸提取是生命科学研究、生物技术应用及基因诊断中非常重要的一项技术。随着分子生物学技术的快速发展，对核酸的研究与分析在临床诊断、食品安全、环境检测、农林畜牧等领域不断得到推广和应用。

除了核酸以外，生物细胞还包括蛋白质和多糖等其它物质。要对核酸进行分析和研究，首先要从复杂的生物环境中提取高纯度的核酸。提取核酸主要包括裂解、吸附、洗涤和脱附等步骤。

目前，商业化的核酸提取和纯化方法主要包括离心柱法和磁珠法。在磁珠法中，利用表面包裹硅材料或者其它能结合核酸的材料的磁性微球作为固相载体，在离液盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和在外加磁场的作用下，从样本中分离DNA和RNA；该方法操作简单，易于实现自动化、高通量操作，缺点是成本较高，提取效率易受影响，不同样品、不同厂家、不同批次的磁珠提取效果变化较大。

此外，利用磁珠法提取核酸时，只有裂解试剂、磁珠和生物样品都能充分混合才能达到较好的提取效果。

为此，本领域持续需要开发一种用于核酸提取高效混合装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效混合装置。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种混合装置，其特征在于，包括用于储存试剂的第一试剂腔、用于储存试剂的第二试剂腔和用于混合物料的反应腔，所述第一试剂腔通过第一开口与所述反应腔流体连通，所述第二试剂腔通过第二开口与所述反应腔流体连通；

其中，所述第一开口处设置有第一可刺穿的密封件；

其中，沿着朝向所述反应腔的方向，所述第一试剂腔依次包括通第二可刺穿的密封件隔开的第一密封试剂仓和第二密封试剂仓，所述第一开口设置在所述第二密封试剂仓中，且所述第二密封试剂仓包括设置在其中第一刺穿机构和第二刺穿机构，所述第一刺穿机构用于刺穿所述第一可刺穿的密封件，所述第二刺穿机构用于刺穿所述第二可刺穿的密封件；

其中，沿着朝向所述反应腔的方向，所述第二试剂腔依次包括通过第三可刺穿的密封件隔开的第三密封试剂仓和密封的混合腔，所述第二开口设置在所述混合腔中，且所述混合腔包括设置在其中的第三刺穿机构，所述第三刺穿机构用于刺穿所述第三可刺穿的密封件；

其中，所述第一密封试剂仓与所述第二刺穿机构配合；

其中，所述第三密封试剂仓与所述第三刺穿机构配合。

在另一种实施方式中，所述第一试剂腔设置所述第二试剂腔上方。

在另一种实施方式中，所述第一刺穿机构构造成当所述第一刺穿机构朝向所述反应腔移动时刺穿所述第一可刺穿的密封件；以及，所述第二刺穿机构构造成当所述第一刺穿机构朝向所述反应腔移动时刺穿所述第二可刺穿的密封件。

在另一种实施方式中，所述第一刺穿机构设置在所述第二刺穿机构上方。

在另一种实施方式中，所述第一刺穿机构为尖端朝向所述第一可刺穿的密封件且延伸第一长度的含尖端的锥形刺穿机构。

在另一种实施方式中，所述第一刺穿机构的所述第一长度等于所述第二密封试剂腔沿着朝向所述反应腔方向延伸的长度。

在另一种实施方式中，所述第二刺穿机构为尖端朝向所述第二可刺穿的密封件且延伸第二长度的含尖端的锥形刺穿机构，且所述第二刺穿机构的所述第二长度小于所述第一刺穿机构的第一长度。

在另一种实施方式中，所述第二刺穿机构的尖端端面包括密封件刺穿区域和密封件挤压区域，其中所述密封件刺穿区域比所述密封件挤压区域更靠近所述第二可刺穿的密封件，沿着朝向所述第二可刺穿的密封件的方向，所述密封件挤压区域底部的长度大于所述密封件挤压区域顶部的长度。

在另一种实施方式中，所述第一试剂腔包括滑动连接的第一活塞机构，所述第一活塞机构通过第一活塞挂钩连接到所述混合装置，所述第一活塞机构构造成控制所述第一试剂腔相对于所述反应腔的横向移动。

在另一种实施方式中，所述第三刺穿机构为尖端朝向所述第三可刺穿的密封件的圆弧形刺穿机构，所述圆弧形刺穿机构顶部具有凸起的尖端部分。

在另一种实施方式中，所述第二试剂腔包括滑动连接的第二活塞机构，所述第二活塞机构通过第二活塞挂钩连接到所述混合装置，所述第二活塞机构构造成控制所述第二试剂腔相对于所述反应腔的横向移动。

在另一种实施方式中，所述反应腔还包括用于输出物料的接口，所述接口设置在所述第一开口下方。

在另一种实施方式中，所述混合装置还包括加热器，所述加热器用于加热所述反应腔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于通过巧妙地设置多个密封试剂仓和刺穿机构，可以实现物料的高效混合，避免污染。

附图说明

图1为根据本发明的一种实施方式的混合装置的主视图。

图2为根据本发明的一种实施方式的混合装置的左视图。

图3为根据本发明的一种实施方式的混合装置的结构示意图。

图4为根据本发明的一种实施方式的第二刺穿机构的主视图。

图5为根据本发明的一种实施方式的第二刺穿机构的左视图。

图6为根据本发明的一种实施方式的第二刺穿机构的立体图。

在上述附图中，附图标记含义如下：

1000 混合装置

100 第一试剂腔

101 第一密封试剂仓

102 第二可刺穿的密封件

103 第二刺穿机构

1031 密封件刺穿区域

1032 密封件挤压区域

104 第二密封试剂仓

105 第一可刺穿的密封件

106 第一刺穿机构

107 第一开口

108 第一活塞

109 第一活塞挂钩

200 第二试剂腔

201 第三密封试剂仓

202 第三可刺穿的密封件

203 第三刺穿机构

204 混合腔

205 第二开口

206 第二活塞

207 第二活塞挂钩

300 反应腔

301 接口

302 密封圈

400 加热器。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

以下将结合附图描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本发明的保护范围之内。

术语定义

在本文中，术语“配合”指试剂仓的形状和体积与相应的刺穿机构的形状和体积相同。

首先参考图1到图3，本申请提供一种混合装置1000，所述混合装置1000包括用于储存试剂的第一试剂腔100、用于储存试剂的第二试剂腔200和用于混合物料的反应腔300。在该实施方式中，第一试剂腔100通过第一开口107与反应腔300流体连通。第二试剂腔200通过第二开口205与反应腔300流体连通。

在该实施方式中，第一开口107处设置有第一可刺穿的密封件105。在一种具体实施方式中，第一可刺穿的密封件105可为封口膜，它将第一试剂腔100与反应腔300隔开。但在第一可刺穿的密封件105被刺破以后，第一试剂腔100与反应腔300是流体连通的。

在该实施方式中，沿着朝向反应腔300的方向，第一试剂腔100依次包括通第二可刺穿的密封件102隔开的第一密封试剂仓101和第二密封试剂仓104。第一开口107设置在所述第二密封试剂仓104中。所述第二密封试剂仓104包括设置在其中第一刺穿机构106和第二刺穿机构103，所述第一刺穿机构106用于刺穿所述第一可刺穿的密封件105，所述第二刺穿机构103用于刺穿所述第二可刺穿的密封件102。

在一种实施方式中，第一开口107可为一个孔，且设置在第二密封试剂仓104上方，高度高于第一刺穿机构106的顶部。这样设置可使得第一密封试剂仓101和第二密封试剂仓104中的试剂在进入反应腔300之前充分混合。第一密封试剂仓101和第二密封试剂仓104都可独立地用于储存固体试剂或者液体试剂。为了使物料混合更加充分，第一密封试剂仓101可设置成与所述第二刺穿机构103配合。换句话说，第一密封试剂仓101的形状体积和第二刺穿机构103的形状体积几乎相同。当第二刺穿机构103完全刺穿第二可刺穿的密封件102时，第二刺穿机构103和第一密封试剂仓101的内壁几乎是无间隙地彼此直接接触，从而确保第一密封试剂仓101中没有残留的试剂，避免浪费试剂。

在该实施方式中，沿着朝向所述反应腔的方向，第二试剂腔200依次包括通过第三可刺穿的密封件202隔开的第三密封试剂仓201和密封的混合腔204。所述第二开口205设置在所述混合腔204中，且所述混合腔204包括设置在其中的第三刺穿机构203，所述第三刺穿机构203用于刺穿所述第三可刺穿的密封件202。

在一种实施方式中，混合腔204可设置成包括两个第二开口205，其中一个靠近混合腔204顶部，另一个靠近混合腔204底部。这样当第三密封试剂仓201相对于反应腔300进行横向地往复运动时，通过使物料不断地进出混合腔204，将物料混合均匀。类似地，第三密封试剂仓201构造成与第三刺穿机构203配合。换句话说，第三密封试剂仓201的形状体积和第三刺穿机构203的形状体积几乎相同。当第三刺穿机构203完全刺穿第三可刺穿的密封件202时，第三刺穿机构203和第三密封试剂仓201的内壁几乎是无间隙地彼此直接接触，从而确保第三密封试剂仓201中没有残留的试剂，避免浪费试剂。

在一种实施方式中，为了提高混合效率，所述第一试剂腔100设置在所述第二试剂腔200上方。

在一种实施方式中，所述第一刺穿机构106构造成当所述第一刺穿机构106朝向所述反应腔300移动时刺穿所述第一可刺穿的密封件105。所述第二刺穿机构103构造成当所述第一刺穿机构106朝向所述反应腔300移动时刺穿所述第二可刺穿的密封件102。在一种实施方式中，所述第一刺穿机106构为尖端朝向所述第一可刺穿的密封件105且延伸第一长度的含尖端的锥形刺穿机构。在一种实施方式中，所述第二刺穿机构103为尖端朝向所述第二可刺穿的密封件102且延伸第二长度的含尖端的锥形刺穿机构。由图3可知，第二刺穿机构103的尖端设置在左边，而第一刺穿机构106的尖端设置在右边。

在一种实施方式中，所述第一刺穿机构106的所述第一长度等于所述第二密封试剂腔104沿着朝向所述反应腔方向延伸的长度，且所述第二刺穿机构的所述第二长度小于所述第一刺穿机构的第一长度。这种特定结构确保了当第一试剂腔100朝向反应腔300移动时，第一刺穿机构106首先刺破第一可刺穿的密封件105，是第二密封试剂仓104与反应腔流体连通，对第二密封试剂仓104进行泄压。然后，第一刺穿机构103再刺破第一可刺穿的密封件102，使储存在第一密封试剂仓101和第二密封试剂仓104中的物料进行混合，并最终通过第一开口107进入反应腔300，这样显著提高了设备操作的安全性。

在一种实施方式中，所述第一刺穿机构106设置在所述第二刺穿机构103上方。在这种实施方式中，与第一刺穿机构106对应的第一开口107必然设置在第二刺穿机构103上方。当第一密封试剂仓101或者第二密封试剂仓104中储存有液体试剂时，这种构造是特别优选的。具体来说，因为受到重力的影响，液体试剂有向下流动的趋势。在第二密封试剂仓104储存有液体试剂的情况下，如果第一刺穿机构106和第一开口107设置在第二刺穿机构103下方，则在第一刺穿机构106刺穿第一可刺穿的密封件105之后，液体试剂来不及进行充分混合就进入了反应腔300。而根据这种实施方式的结构可以增加第一密封试剂仓101或者第二密封试剂仓104中储存的试剂的有效混合时间，从而提高混合效率。

接下来，参考图4-图6，所述第二刺穿机构103的尖端端面包括密封件刺穿区域1031和密封件挤压区域1032，其中所述密封件刺穿区域1031比所述密封件挤压区域1032更靠近所述第二可刺穿的密封件102。优选地，沿着朝向所述第二可刺穿的密封件102的方向，所述密封件挤压区域1032底部的长度大于所述密封件挤压区域1032顶部的长度。根据这种实施方式的第二刺穿机构103可以首先利用密封件刺穿区域刺破第二可刺穿的密封件102，然后通过密封件挤压区域1032向上铲第二可刺穿的密封件102。这不仅加快了第一密封试剂仓101或者第二密封试剂仓104试剂混合的速度，还避免了第二可刺穿的密封件102的碎屑污染试剂。

回到图2和图3，在一种实施方式中，所述第一试剂腔100包括滑动连接的第一活塞机构108，所述第一活塞机构108通过第一活塞挂钩109连接到所述混合装置，所述第一活塞机构108构造成控制所述第一试剂腔100相对于所述反应腔300的横向移动。

在另一种实施方式中，所述第三刺穿机203构为尖端朝向所述第三可刺穿的密封件202的圆弧形刺穿机构，所述圆弧形刺穿机构顶部具有凸起的尖端部分。

类似地，所述第二试剂腔200包括滑动连接的第二活塞机构206，所述第二活塞机构通过第二活塞挂钩207连接到所述混合装置，所述第二活塞机构构造成控制所述第二试剂腔200相对于所述反应腔300的横向移动。

在一种实施方式中，所述反应腔300还包括用于输出物料的接口301，所述接口设置在所述第一开口107下方。在一种实施方式中，试剂腔和反应腔连接处还设置有密封圈302。

在一种实施方式中，所述混合装置还包括加热器400，所述加热器用于加热所述反应腔。在一种优选的实施方式中，所述加热器400可设置在所述反应腔底部。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (13)

1.一种混合装置，其特征在于，包括用于储存试剂的第一试剂腔、用于储存试剂的第二试剂腔和用于混合物料的反应腔，所述第一试剂腔通过第一开口与所述反应腔流体连通，所述第二试剂腔通过第二开口与所述反应腔流体连通；

其中，所述第一开口处设置有第一可刺穿的密封件；

其中，沿着朝向所述反应腔的方向，所述第一试剂腔依次包括通第二可刺穿的密封件隔开的第一密封试剂仓和第二密封试剂仓，所述第一开口设置在所述第二密封试剂仓中，且所述第二密封试剂仓包括设置在其中第一刺穿机构和第二刺穿机构，所述第一刺穿机构用于刺穿所述第一可刺穿的密封件，所述第二刺穿机构用于刺穿所述第二可刺穿的密封件；

其中，沿着朝向所述反应腔的方向，所述第二试剂腔依次包括通过第三可刺穿的密封件隔开的第三密封试剂仓和密封的混合腔，所述第二开口设置在所述混合腔中，且所述混合腔包括设置在其中的第三刺穿机构，所述第三刺穿机构用于刺穿所述第三可刺穿的密封件；

其中，所述第一密封试剂仓与所述第二刺穿机构配合；

其中，所述第三密封试剂仓与所述第三刺穿机构配合。

2.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第一试剂腔设置所述第二试剂腔上方。

3.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第一刺穿机构构造成当所述第一刺穿机构朝向所述反应腔移动时刺穿所述第一可刺穿的密封件；以及，所述第二刺穿机构构造成当所述第一刺穿机构朝向所述反应腔移动时刺穿所述第二可刺穿的密封件。

4.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第一刺穿机构设置在所述第二刺穿机构上方。

5.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第一刺穿机构为尖端朝向所述第一可刺穿的密封件且延伸第一长度的含尖端的锥形刺穿机构。

6.如权利要求5所述的混合装置，其特征在于，所述第一刺穿机构的所述第一长度等于所述第二密封试剂腔沿着朝向所述反应腔方向延伸的长度。

7.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第二刺穿机构为尖端朝向所述第二可刺穿的密封件且延伸第二长度的含尖端的锥形刺穿机构，且所述第二刺穿机构的所述第二长度小于所述第一刺穿机构的第一长度。

8.如权利要求7所述的混合装置，其特征在于，所述第二刺穿机构的尖端端面包括密封件刺穿区域和密封件挤压区域，其中所述密封件刺穿区域比所述密封件挤压区域更靠近所述第二可刺穿的密封件，沿着朝向所述第二可刺穿的密封件的方向，所述密封件挤压区域底部的长度大于所述密封件挤压区域顶部的长度。

9.如权利要求1-8中任一项所述的混合装置，其特征在于，所述第一试剂腔包括滑动连接的第一活塞机构，所述第一活塞机构通过第一活塞挂钩连接到所述混合装置，所述第一活塞机构构造成控制所述第一试剂腔相对于所述反应腔的横向移动。

10.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第三刺穿机构为尖端朝向所述第三可刺穿的密封件的圆弧形刺穿机构，所述圆弧形刺穿机构顶部具有凸起的尖端部分。

11.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第二试剂腔包括滑动连接的第二活塞机构，所述第二活塞机构通过第二活塞挂钩连接到所述混合装置，所述第二活塞机构构造成控制所述第二试剂腔相对于所述反应腔的横向移动。

12.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述反应腔还包括用于输出物料的接口，所述接口设置在所述第一开口下方。

13.如权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述混合装置还包括加热器，所述加热器用于加热所述反应腔。

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