CN114054111A - 一种试剂预埋与注样装置、及其注样方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种试剂预埋与注样装置、及其注样方法和用途，所述的试剂预埋与注样装置包括空腔结构的注样座，所述注样座的顶部敞口端设置有试剂容器，所述的注样座的底部出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内，所述试剂容器的下方设置有针刺部件，注样时，挤压试剂容器，针刺部件刺破试剂容器，试剂容器内的试剂由注样座底部注液口流入数字微流控芯片的间隙腔内。本发明提供的试剂预埋与注样装置主要用于数字微流控芯片，检测所需的试剂及其他物质预先定量封存于试剂容器内，并将试剂容器提前预埋在注样座中，与数字微流控芯片一体封存，在注样过程中无需用户手动操作，能够有效防止人为操作失误带来的不便与失效浪费等。

Description

一种试剂预埋与注样装置、及其注样方法和用途
技术领域
本发明属于微流控芯片技术领域，涉及一种试剂预埋与注样装置、及其注样方法和用途。
背景技术
微流控芯片是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块具有微尺度结构的芯片上，该芯片采用电润湿技术原理，通过电势调控固、液表面能，并利用表面能的不平衡状态驱动液体产生移动，从而达到对微液体的精确操控。能够将生物、化学、医学等领域中常常需要的操作过程，如采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成于一块数字微流控芯片上，较传统操控手段而言，该技术能够实现更少的样品消耗，同时具有高灵敏度、高精确度、高通量、高集成度等优势，能够用较低的成本快速实现生化反应的全流程自动一体化，且全流程反应中全封闭无交叉污染，可一键操作，大大解放操作人员的双手。
在微流控芯片的注液过程中，通常需要操作人员使用移液枪吸取一定量的液体样本，对准进样口，将液体完全注入反应腔内，但使用移液枪注样增加了使用成本，且对操作人员的操作精准度有较高的要求。
CN209406357U公开了一种方便注液的微流控芯片，包括基板及盖板，基板上设有多个微流通道，基板及盖板键合形成整体，微流通道位于基板及盖板之间，还包括导接管，盖板上设有至少一个导接孔，导接孔与微流通道连通，导接管的一端可拆卸地连接于导接孔内。
CN204583216U公开了一种微流体自律运动的微流控芯片，包括芯片基板、盖板，所述芯片基板上设置有横截面呈V槽形的微流道，所述微流道的入口深度10～800微米，流道出口深度20～800微米，同时，所述微流道从入口到出口深度逐渐变深，且变化规律为ΔH＝ΔLtanβ，ΔH为流道深度增量，ΔL为流道长度增量，0<β<10度。
CN108148752A公开了一种基于微流控芯片的集成化药物筛选与染色方法，所述微流控芯片构成如下：上层为液路控制层，下层为气路控制层，底面为空白玻璃底板。基于微流控芯片的集成化药物筛选与染色方法的步骤依次如下：芯片预处理；细胞的接种与培养；药物刺激；荧光染色。所有液路层入口均由一个气路层的阀单独控制，可同时进行不同种类细胞培养、不同药物刺激以及不同抗体染色。该发明利用微流控芯片中的微流体与微型阀技术实现了在微流控芯片上的药物筛选与荧光染色，为细胞培养、细胞原位荧光染色以及药物筛选研究提供全新的技术平台，操作简便、细胞与试剂用量少、高度集成化、应用范围广泛。
传统技术采用全手动操作的反应盘，如96孔板、384孔板；或带有注射泵的连续式微流体器件、微滴微流体等，在实际应用中局限性大，全手动式操作耗时耗力，精确度低易出错。微流体器件、微滴微流体的操作极大地依赖于注射泵且成本较高。此外，传统技术的进样方式通常都需要借助移液枪或外置机械泵，制造成本高、操作流程复杂、重复性高、使用环境局限，且液体进样过程步骤繁琐，容易造成浪费和误操作。因此，亟需设计开发一种适用于微流控芯片的孔注液装置和方法，满足实际生产生活的需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种试剂预埋与注样装置、及其注样方法和用途，本发明提供的试剂预埋与注样装置主要用于数字微流控芯片，检测所需的试剂及其他物质(相关液体、固体、或固液混合液等)预先定量封存于试剂容器内，并将试剂容器提前预埋在注样座中，与数字微流控芯片一体封存，在注样过程中无需用户手动操作，能够有效防止人为操作失误带来的不便与失效浪费等。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种试剂预埋与注样装置，所述的试剂预埋与注样装置包括空腔结构的注样座，所述注样座的顶部敞口端设置有试剂容器，所述的注样座的底部出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内，所述试剂容器的下方设置有针刺部件，注样时，挤压试剂容器，针刺部件刺破试剂容器，试剂容器内的试剂由注样座底部注液口流入数字微流控芯片的间隙腔内。
本发明提供的试剂预埋与注样装置主要用于数字微流控芯片，检测所需的试剂及其他物质(相关液体、固体、或固液混合液等)预先定量封存于试剂容器内，并将试剂容器提前预埋在注样座中，与数字微流控芯片一体封存，在注样过程中无需用户手动操作，能够有效防止人为操作失误带来的不便与失效浪费等。
需要说明的是，本领域技术人员可根据以上设计原理，在数字微流控芯片上预埋油包并进行自动注油。
另外，本发明对针刺部件的结构形状不作具体要求，可以是单独的尖刺结构，也可以是其他可以刺破试剂容器的结构，针刺部件可以与注样座通过其他连接件固定或与注样座形成一体式结构。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的注样座顶部开口处设置有封口薄膜，所述的封口薄膜紧贴所述试剂容器。
优选地，所述的封口薄膜通过热熔或胶贴固定于注样座顶部开口处。
优选地，对封口薄膜进行热封装处理，使得封口薄膜贴合于试剂容器表面。
在本发明中，注样座装配于数字微流控芯片上，定量封装好的试剂容器放置在注样座中，封口薄膜通过热熔或胶贴等方式固定在注样座的顶部开口处，通过热封装处理，使得固定后的封口薄膜贴合于试剂容器表面。封口薄膜可以具有弹性也可以不具有弹性，在下压前，试剂容器为圆鼓状，封口薄膜也顺势鼓起，下压后，试剂容器被刺破，封口薄膜被按压凹陷。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的注样座分为容置段和针刺段，所述的容置段和针刺段一体成型，所述的容置段内放入所述的试剂容器，所述的针刺段内设置有针刺部件。
作为本发明一种优选的技术方案，所述注样座的底部设置有注液孔，所述注液孔的出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的试剂预埋与注样装置还包括下压装置，所述的下压装置位于注样座上方，在注样过程中，下压装置持续挤压试剂容器。
需要说明的是，下压装置按压在封口薄膜上，封口薄膜具有很好的弹性，在下压形变后不会破裂，若封口薄膜在下压装置上升后回弹，则下压装置需在注液阶段全程下压封口薄膜，若封口薄膜在下压装置上升后不回弹，维持凹陷形态，则下压装置完成一次下压后即可上升复位。
作为本发明一种优选的技术方案，所述试剂容器的容积为50～100μL，例如可以是50μL、60μL、70μL、80μL、90μL、100μL，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述试剂容器设置有卡勾结构和加强件，所述卡勾结构用于固定试剂容器。
本发明提供的试剂预埋与注样装置可通过调整试剂容器的尺寸实现某一体系范围内不同体系的储液需求。
第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的试剂预埋与注样装置的注样方法，所述注样方法包括：
挤压试剂容器，针刺部件刺破试剂容器，试剂容器内的试剂由注样座底部注液孔流入数字微流控芯片的间隙腔内。
作为本发明一种优选的技术方案，所述挤压试剂容器的过程采用下压装置自动挤压试剂容器。
第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的试剂预埋与注样装置的用途，所述的试剂预埋与注样装置用于数字微流控芯片领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的试剂预埋与注样装置主要用于数字微流控芯片，检测所需的试剂及其他物质(相关液体、固体、或固液混合液等)预先定量封存于试剂容器内，并将试剂容器提前预埋在注样座中，与数字微流控芯片一体封存，在注样过程中无需用户手动操作，能够有效防止人为操作失误带来的不便与失效浪费等。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的试剂预埋与注样装置的结构示意图；
图2为本发明一个具体实施方式提供的试剂容器的结构示意图；
其中，1-注样座；2-试剂容器；3-封口薄膜；4-卡勾结构；5-加强件；6-针刺部件。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种试剂预埋与注样装置，如图1和图2所示，所述的试剂预埋与注样装置包括空腔结构的注样座1，注样座1的顶部敞口端设置有试剂容器2，注样座1的底部出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内，试剂容器2的下方设置有针刺部件6，注样时，挤压试剂容器2，针刺部件6刺破试剂容器2，试剂容器2内的试剂由注样座1底部注液口流入数字微流控芯片的间隙腔内。
本发明提供的试剂预埋与注样装置主要用于数字微流控芯片，检测所需的试剂及其他物质(相关液体、固体、或固液混合液等)预先定量封存于试剂容器2内，并将试剂容器2提前预埋在注样座1中，与数字微流控芯片一体封存，在注样过程中无需用户手动操作，能够有效防止人为操作失误带来的不便与失效浪费等。需要说明的是，本领域技术人员可根据以上设计原理，在数字微流控芯片上预埋油包并进行自动注油。
另外，本发明对针刺部件6的结构形状不作具体要求，可以是单独的尖刺结构，也可以是其他可以刺破试剂容器2的结构，针刺部件6可以与注样座1通过其他连接件固定或与注样座1形成一体式结构。
注样座1顶部开口处设置有封口薄膜3，封口薄膜3紧贴试剂容器2，进一步地，封口薄膜3通过热熔或胶贴固定于注样座1顶部开口处，更进一步地，对封口薄膜3进行热封装处理，使得封口薄膜3贴合于试剂容器2表面。
在本发明中，注样座1装配于数字微流控芯片上，定量封装好的试剂容器2放置在注样座1中，封口薄膜3通过热熔或胶贴等方式固定在注样座1的顶部开口处，通过热封装处理，使得固定后的封口薄膜3贴合于试剂容器2表面。封口薄膜3可以具有弹性也可以不具有弹性，在下压前，试剂容器2为圆鼓状，封口薄膜3也顺势鼓起，下压后，试剂容器2被刺破，封口薄膜3被按压凹陷。
注样座1分为容置段和针刺段，容置段和针刺段一体成型，容置段内放入试剂容器2，针刺段内设置有针刺部件6，注样座1的底部设置有注液孔，注液孔的出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内。
试剂预埋与注样装置还包括下压装置，进一步地，下压装置位于注样座1上方，在注样过程中，下压装置持续挤压试剂容器2。需要说明的是，下压装置按压在封口薄膜3上，封口薄膜3具有很好的弹性，在下压形变后不会破裂，若封口薄膜3在下压装置上升后回弹，则下压装置需在注液阶段全程下压封口薄膜3，若封口薄膜3在下压装置上升后不回弹，维持凹陷形态，则下压装置完成一次下压后即可上升复位。
试剂容器2的容积为50～100μL，试剂容器2设置有卡勾结构4和加强件5，卡勾结构4用于固定试剂容器2。本发明提供的试剂预埋与注样装置可通过调整试剂容器2的尺寸实现某一体系范围内不同体系的储液需求。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种试剂预埋与注样装置的注样方法，所述注样方法包括：挤压试剂容器2，针刺部件6刺破试剂容器2，试剂容器2内的试剂由注样座1底部注液孔流入数字微流控芯片的间隙腔内，进一步地，挤压试剂容器2的过程采用下压装置自动挤压试剂容器2。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述的试剂预埋与注样装置包括空腔结构的注样座，所述注样座的顶部敞口端设置有试剂容器，所述的注样座的底部出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内，所述试剂容器的下方设置有针刺部件，注样时，挤压试剂容器，针刺部件刺破试剂容器，试剂容器内的试剂由注样座底部注液口流入数字微流控芯片的间隙腔内。
2.根据权利要求1所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述的注样座顶部开口处设置有封口薄膜，所述的封口薄膜紧贴所述试剂容器；
优选地，所述的封口薄膜通过热熔或胶贴固定于注样座顶部开口处；
优选地，对封口薄膜进行热封装处理，使得封口薄膜贴合于试剂容器表面。
3.根据权利要求1或2所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述的注样座分为容置段和针刺段，所述的容置段和针刺段一体成型，所述的容置段内放入所述的试剂容器，所述的针刺段内设置有针刺部件。
4.根据权利要求1-3任一项所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述注样座的底部设置有注液孔，所述注液孔的出液端伸入数字微流控芯片的间隙腔内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述的试剂预埋与注样装置还包括下压装置，所述的下压装置位于注样座上方，在注样过程中，下压装置持续挤压试剂容器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述试剂容器的容积为50～100μL。
7.根据权利要求1-6任一项所述的试剂预埋与注样装置，其特征在于，所述试剂容器设置有卡勾结构和加强件，所述卡勾结构用于固定试剂容器。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的试剂预埋与注样装置的注样方法，其特征在于，所述注样方法包括：
挤压试剂容器，针刺部件刺破试剂容器，试剂容器内的试剂由注样座底部注液孔流入数字微流控芯片的间隙腔内。
9.根据权利要求8所述的试剂预埋与注样方法，其特征在于，所述挤压试剂容器的过程采用下压装置自动挤压试剂容器。
10.一种根据权利要求1-7任一项所述的试剂预埋与注样装置的用途，其特征在于，所述的试剂预埋与注样装置用于数字微流控芯片领域。
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