CN116197099B - 纳升级可复用针头的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法，包括以下步骤：S1，提供一钢针，其中，所述钢针的液滴端的内径为0.5~1.5mm；S2，将所述液滴端堵塞；S3，在堵塞后的液滴端外表面形成疏水层；S4，去除所述液滴端处的堵塞物，形成所述用于纳升点样仪的可复用针头。本发明提供的纳升级可复用针头，通过所述疏水涂层的处理，可以避免滴液时液珠移动贴附至侧壁，保证针头内部液体通过疏水性与其重力实现平衡。此外，本发明提供的制备方法，还具有制备方法简单易行，易于工业化化生产等特点。进一步的，本发明提供纳升级可复用针头可重复使用，耐用性强，从而可以大大的节约检测的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳升级可复用针头的制备方法，尤其是纳升点样仪的可复用针头的制备方法。
背景技术
近年来，伴随着基质辅助激光解吸电离质谱技术（MALDI-MS）在灵敏度，分辨率，检测质量 范围的提升，其被广泛应用于蛋白质组学，基因组学，微生物检测等生物分子检测领域。相比于传统的蛋白与核酸检测手段，基于MALDI-MS的检测手段具有高速率，高精确度的特征，MALDI-MS可以在飞摩尔至阿摩尔的水平下检测相对分子质量最高可达数十万的生物大分子同时检测时间仅需数秒。MALDI-MS检测方案凭借其操作简单，高可重复性，高精确度的优点已成为未来微生物以及核酸质谱的检测的趋势。
MALDI-MS的基本工作流程可分为四部分，样品的制备与基质选择，样品与基质共结晶，质谱分析，数据统计与处理。其中，样品与基质共结晶的过程直接决定着质谱检测结果的准确性与灵敏度，其一般都是通过纳升点样仪进行微量样品的点样。但是，现有的纳升点样仪的针头在点样过程中无法避免液珠移动贴附至侧壁的情况发生（即，产生挂针现象），从而无法实现20-30 nl的纳升级微量样品的精确点样。
发明内容
本发明提供了一种纳升级可复用针头的制备方法，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种纳升级可复用针头的制备方法，包括：
一种用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法，包括以下步骤：
S1，提供一钢针，其中，所述钢针的液滴端的内径为0.5~1.5mm；
S2，将所述液滴端堵塞；
S3，在堵塞后的液滴端外表面形成疏水层；
S4，去除所述液滴端处的堵塞物，形成所述用于纳升点样仪的可复用针头。
本发明的有益效果是：通过本发明制备的纳升级可复用针头可实现最小体积在20-30 nl的纳升级微量样品的精确点样。进一步的，本发明提供的纳升级可复用针头，通过所述疏水涂层的处理，可以避免滴液时液珠移动贴附至侧壁，保证针头内部液体通过疏水性与其重力实现平衡。本发明提供的纳升级可复用针头还具有较大的孔径针头，从而可以避免饱和溶液结晶堵塞针头。此外，本发明提供的制备方法，还具有制备方法简单易行，易于工业化化生产等特点。进一步的，本发明提供纳升级可复用针头可重复使用，耐用性强，从而可以大大的节约检测的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法中钢针的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法中软性材质堵头的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法中制备获得的可复用针头的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法流程图。
图5是本发明实施例提供的用于纳升点样仪的可复用针头的点样测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1-4所示，本发明实施例提供一种用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法，包括以下步骤：
S1，提供一钢针100，其中，所述钢针100的液滴端11的内径为0.5~1.5mm；
S2，将所述液滴端11堵塞；
S3，在堵塞后的液滴端11外表面形成疏水层12；
S4，去除所述液滴端11处的堵塞物，形成所述用于纳升点样仪的可复用针头。
在步骤S1中，所述钢针100可以为变径钢针，其包括针头主体10以及与所述针头主体10一体成型的液滴端11。所述针头主体10的长度不限，可以为10mm~100mm。所述针头主体10的内径为1.5mm~2.5mm。所述针头主体10的壁厚可以为0.1mm~0.2mm。在其中一个实施例中，所述针头主体10的长度为40mm，所述针头主体10的内径为1.8mm，所述针头主体10的壁厚为0.15mm左右。
所述液滴端11的内径为0.5~1.5mm。所述液滴端11的外径优选为0.8~1.8mm。在其他多个实施例中，所述液滴端11的内径r分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm，其对应的外径分别为1.1mm、1.3mm、1.5mm。所述液滴端11的长度不限，一般为5~10mm左右。
所述钢针100的材质优选亲水性的钢材，如超低碳不锈钢，具体的，如304不锈钢，即304、304L、304H等不锈钢。更优选的，所述钢针100的材质选自304L不锈钢，通过实验证明其具有最优的亲水性能。
作为进一步改进的，在步骤S1中，还可以进一步包括：
S11，通过磨砂或喷砂处理使所述液滴端11的表面粗糙，提高疏水层12的附着力。
在其中一个实施例中，通过喷砂处理使所述液滴端11的表面粗糙。具体的，在其中一个实施例中，使用粒径为0.5~1.0mm的石英石磨料，压缩空气0.15~0.25Mpa对缓慢旋转的钢针100进行喷砂处理1-5分钟。喷嘴的规格可以根据实际需要选择，如直径为5mm左右的喷嘴。
作为进一步改进的，在步骤S11之后，还可以进一步包括：
S12，用易挥发的有机溶剂清洗所述液滴端11的外表面，以去除表面油脂及其他杂质并同时提高其表面附着力。具体的，可以使用有机溶剂清洗或浸泡所述液滴端11，然后加热到预定温度使其完全挥发。
请参见图2所示，在步骤S2中，所述将所述液滴端11堵塞的步骤具体包括：
S21，使用软性材质堵头200将所述液滴端11堵塞，其目的是为了防止后续在形成所述疏水层12的过程中所述疏水层12的材料进入到所述液滴端11的内部，破坏所述液滴端11内部的亲水性。所述软性材质堵头200还需要具有不会污染所述液滴端11的特性。在其中多个实施例中，所述软性材质堵头200的材质选自硅胶、橡胶，软质PVC或热塑性弹性体TPE等。优选的，在其中一个实施例中，所述软性材质堵头200的堵头选自硅胶堵头。可以理解，在使用其他软性材质堵头200将所述液滴端11堵塞时，需要保持所述液滴端11的外表面始终未被包覆或覆盖。
所述软性材质堵头200的结构包括：夹持部20以及与所述夹持部20连接的尖端21。在使用时，可通过夹持所述持部20，然后将所述尖端21堵塞于所述液滴端11。所述尖端21的直径沿远离所述夹持部20的方向递减。进一步的，为了使所述尖端21充分堵塞所述液滴端11，且保证所述夹持部20不会覆盖所述液滴端11的端沿部分110，所述尖端21的最大直径R要大于所述液滴端11的内径r。具体的，所述液滴端11的内径r分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm；其对应所述尖端21的最大直径R分别为1.5mm、1.7mm、2.0mm。从而可以保证所述尖端21充分堵塞所述液滴端11，且保证所述夹持部20与所述端沿部分110距离预定距离布设。所述尖端21的长度可以为5-10mm。在其中一个实施例中，所述尖端21的长度约为6mm左右，其插入所述液滴端11的深度约为3mm，从而使所述夹持部20与所述端沿部分110距离控制在3-4mm左右，以便后续的镀膜形成所述疏水层12的时候，所述疏水层12可以覆盖所述端沿部分110。
在步骤S3中，所述在堵塞后的液滴端11外表面形成疏水层12的步骤可以通过涂覆、蒸镀、离子镀、喷涂、浸泡等方式实现。
在其中多个实施例中，所述疏水层12的材料可以选自PTFE、氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物超疏水材料。在其中一个实施例中，通过喷涂的方式将PTFE（特氟龙涂料）喷涂在堵塞后的液滴端11外表面形成疏水层12。在喷涂的过程中，需要对所述端沿部分110多喷涂1-2遍，以使特氟龙涂料的气雾可以进入所述夹持部20与所述端沿部分110之间。在喷涂的过程中，可以通过喷涂的次数、涂料浓度来控制所述疏水层12的厚度，一般而言，所述疏水层12的厚度可以为几微米到几百微米。为了使所述疏水层12具有较好的稳定性，优选的，所述疏水层12的厚度为50微米~300微米之间。在其中多个实施例中，所述疏水层12的厚度分别为75微米、100微米、150微米。喷涂结束后，可以进一步进行加热以促进溶剂挥发和特氟龙涂料的固化，加热温度控制在100℃以内。在其中一个实施例中，将所述喷涂后的钢针100放置在保温箱中加热到50℃，加热时间为24小时。所述疏水层12的长度以覆盖所述液滴端11外表面为宜，即，所述疏水层12的长度也为5~10mm左右。
另外，在本发明的其中多个实施方案中，所述疏水层12的材料选自聚硅氧烷，并通过将聚硅氧烷溶解于易挥发的有机溶剂中，然后通过涂覆、蒸镀、离子镀、喷涂、浸泡等方式形成所述疏水层12。在其中一个实施例中，所述聚硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷，其均分子量为10，000~20，000g/mol。这是由于当所述聚二甲基硅氧烷数均分子量过大时较难充分溶解。另外，当所述聚二甲基硅氧烷数均分子量过小时，难以形成连续的聚二甲基硅氧烷疏水层12。所述溶解聚二甲基硅氧烷的有机溶剂选自正己烷、正庚烷、四氢呋喃、环己烷、氯仿、二氯甲烷或甲苯。优选的，所述易挥发的有机溶剂选自正己烷与四氢呋喃的混合溶剂，这是由于氯仿与四氢呋喃的混合溶剂与亲水性不锈钢具有较好的浸润性，可以在所述不锈钢的表面形成连续的液膜。这可能是由于氯仿与四氢呋喃都是极性溶剂，溶剂在相互溶解的过程中，不同极性分子之间相互穿插使其极性增强，从而提高与不锈钢壁面的吸引力以及结合力。更优选的，所述易挥发的有机溶剂选自氯仿与四氢呋喃按照1:1~5混合的混合溶剂。在其中多个实施例中，所述易挥发的有机溶剂分别选自氯仿与四氢呋喃按照1:1、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:5混合的混合溶剂。
作为进一步改进的，所述聚二甲基硅氧烷溶液的浓度为10wt%~20wt%（溶解过程中，可适当加热）。所述聚二甲基硅氧烷溶液的浓度不宜过低，过低会导致后期形成的聚二甲基硅氧烷疏水层厚度过小，影响使用寿命（或需要进行多次处理，增加后处理的次数）；所述聚二甲基硅氧烷溶液的浓度不宜过高，过高的话粘度较大，难以浸润到所述夹持部20与所述端沿部分110之间，使所述端沿部分110充分浸润，从而包覆聚二甲基硅氧烷疏水层。在其他一些实施例中，所述聚二甲基硅氧烷溶液（聚二甲基硅氧烷/四氢呋喃）的浓度分别为12wt%、15wt%、18wt%、20wt%。进一步的，可以理解，通过控制使所述聚二甲基硅氧烷溶液具有较高的浓度，从而可以在所述液滴端11外表面形成较厚的疏水层12，厚度可达50微米~300微米，从而提高所述可复用针头的耐用性（可重复使用5-10次左右）。作为进一步改进的，在形成所述聚二甲基硅氧烷层后，还进一步包括将所述处理后的针头干燥，使有机溶剂挥发从而在所述针头外表面形成聚二甲基硅氧烷涂层，最终形成外表面具有全疏水涂层的可复用针头。
在步骤S3中，所述将所述处理后的针头干燥，使有机溶剂挥发从而在所述针头外表面形成聚二甲基硅氧烷涂层的步骤包括：
将所述处理后的针头在50~100℃下干燥10~30分钟。在其中一个实施例中，将所述处理后的针头在70℃下干燥15分钟。
在步骤S4中，可通吹气的方式或其他机械方式去除所述液滴端11处的软性材质堵头200。
请参见图3所示，本发明实施例进一步提供一种通过上述方法制备的可复用针头，其中，所述可复用针头包括：
针头主体10，
与所述针头主体10一体成型的液滴端11，其中，且所述液滴端11的内径为0.5~1.5mm；
形成于所述液滴端11外表面的疏水层12。
所述针头主体10的长度不限，可以为10mm~100mm。所述针头主体10的内径为1.5mm~2.5mm。所述针头主体10的壁厚可以为0.1mm~0.2mm。在其中一个实施例中，所述针头主体10的长度为40mm，所述针头主体10的内径为1.8mm，所述针头主体10的壁厚为0.15mm左右。
作为进一步改进的，所述液滴端11的外径优选为0.8~1.8mm。在其他多个实施例中，所述液滴端11的内径r分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm，其对应的外径分别为1.1mm、1.3mm、1.5mm。所述液滴端11的长度不限，一般为5~10mm左右。
所述钢针100的材质优选亲水性的钢材，如超低碳不锈钢，具体的，如304不锈钢，即304、304L、304H等不锈钢。优选的，所述钢针100的材质选自304L不锈钢，通过实验证明其具有最优的亲水性能。
所述疏水层12的厚度为50微米~300微米之间。优选的，所述疏水层12的厚度为100微米~200微米之间。
所述疏水层12的材质可以为PTFE、氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物超疏水材料；或聚硅氧烷等。
本发明提供的可复用针头可实现最小体积在20-30 nl的纳升级微量点样。进一步的，本发明提供的可复用针头，通过所述疏水层12的处理，可以避免滴液时液珠移动贴附至侧壁（外壁，即挂针情况），保证针头内部液体通过疏水性与其重力实现平衡。此外，本发明提供的可复用针头其具有较大的孔径针头，从而可以避免饱和溶液结晶堵塞针头。最后，本发明提供的可复用针头，可以重复使用，从而降低成本，避免浪费。
本发明实施例进一步提供一种可复用针头用于核酸基质的点样测试方法。本发明制备的可复用针头主要用于核酸基质的点样，故，本发明主要通过该点样测试方法对所述可复用针头的性能进行测试，判断其在点样过程中是否会部分液珠移动贴附至侧壁的情况发生。
请参见图5所示，所述点样测试方法，包括以下步骤：
S100，将所述可复用针头固定于纳升点样仪上，吸取20-30nl稀释后的核酸基质，在硅靶上重复点样，等待其结晶，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n1；
S200，对所述可复用针头进行清洗，然后吸取20-30nl未稀释的核酸基质，在结晶后的硅靶上重复点样，等待其二次结晶，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n2；
S300，再次所述可复用针头进行清洗，然后再次吸取20-30nl未稀释后的核酸基质，在结晶后的硅靶上重复点样，等待其三次结晶完成样品制备，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n3；
S400，令N=（n1+n2+n3），判断N是否超过设定值，是为不合格，否则为合格。
在步骤S100和S200中，所述稀释后的核酸基质的制备方法包括：
S101，将果糖（fructose）以及核酸基质溶解于第一溶剂中形成未稀释的核酸基质；
S102，将所述未稀释的核酸基质与第二溶剂比例混合稀释，形成稀释后的核酸基质。
在步骤S101中，所述果糖的主要作用是优化结晶防止激光能量过大。所述核酸基质为：柠檬酸二胺与3HPA（三羟基吡啶甲酸）混合形成。所述第一溶剂为乙腈与水的混合溶剂。所述乙腈与水的比例为1:2~5，在其中多个实施例中，所述混合溶剂中乙腈与水的比例分别为1:2、1:3、1:4、1:5。所述果糖的浓度为1g~1.5g/100ml混合溶剂，即100ml混合溶剂中含有1g~1.5g果糖，在其中一个实施例中，所述果糖的浓度为1.15g/100ml混合溶剂。所述柠檬酸二胺的浓度为1g~1.5g/100ml混合溶剂，即100ml混合溶剂中含有1g~1.5g柠檬酸二胺，在其中一个实施例中，所述柠檬酸二胺的浓度为1.24g/100ml混合溶剂。所述三羟基吡啶甲酸的浓度为5g~6g/100ml混合溶剂，即100ml混合溶剂中含有5g~6g三羟基吡啶甲酸，在其中一个实施例中，所述三羟基吡啶甲酸的浓度为5.84g/100ml混合溶剂。具体的，在其中一个实施例中，所述未稀释的核酸基质包括：乙腈（200ul）、水（600ul）、fructose（0.0092g）、柠檬酸二胺（0.0099g）、3HPA(0.0467g)。
在步骤S102中，所述第二溶剂选自乙腈溶剂，实验表明，选用乙腈作为二次稀释溶剂，可以产生密度更大、厚度更大的二次晶层。优选的，所述未稀释的核酸基质与所述第二溶剂按照1：5~10的体积比混合。在其中一个实施例中，所述未稀释的核酸基质与所述第二溶剂按照1：9的体积比混合，即，按9:1的比例稀释180ul乙腈：20ul核酸基质的体积比混合。
在步骤S200及S300中，所述对所述可复用针头进行清洗（或再生方法）的步骤具体包括：
S201，将使用过的可复用针头使用丙酮超声清洗；
S202，取出后使用30%过氧化氢溶液淋洗，然后干燥后继续使用。
在步骤S201及S202中，在清洗的过程中，需要将丙酮溶液或30%过氧化氢溶液通过注射或其他循环的方式注入到可复用针头内部，从而对针头内部进行清洗。
作为进一步改进的，在步骤S202中，通过30%过氧化氢溶液淋洗的时间不宜过长，优选为20s~60s。时间过长可能会破坏所述疏水层12，尤其对于聚硅氧烷类的疏水层12。
在步骤S400中，N值优选为0~5。在其中一个实施例中，N为5，即，超过5为不合格，否则为合格。
实施例1：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）进行喷砂处理（粒径为0.5~1.0mm的石英石磨料，压缩空气0.2Mpa对缓慢旋转的钢针进行喷砂处理2分钟）使所述液滴端的表面粗糙，然后用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；通过喷涂的方式将特氟龙涂料喷涂在堵塞后的液滴端外表面，然后转移到保温箱中加热到50℃，保温24小时形成疏水层；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品A1。
实施例2：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）直接用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；通过喷涂的方式将特氟龙涂料喷涂在堵塞后的液滴端外表面，然后转移到保温箱中加热到50℃，保温24小时形成疏水层；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品A2。
实施例3：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）进行喷砂处理（粒径为0.5~1.0mm的石英石磨料，压缩空气0.2Mpa对缓慢旋转的钢针进行喷砂处理2分钟）使所述液滴端的表面粗糙，然后用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；将数均分子量为10，000~20，000g/mol的聚二甲基硅氧烷溶解在氯仿与四氢呋喃的混合溶剂（氯仿与四氢呋喃按照体积比1:2.5混合）形成浓度为12wt%左右的聚二甲基硅氧烷溶液，并倒入容器；将304L不锈钢针头的液滴端垂直浸没于聚二甲基硅氧烷溶液2分钟，取出后在70℃下干燥15分钟；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品B1。
实施例4：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）进行喷砂处理（粒径为0.5~1.0mm的石英石磨料，压缩空气0.2Mpa对缓慢旋转的钢针进行喷砂处理2分钟）使所述液滴端的表面粗糙，然后用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；将数均分子量为10，000~20，000g/mol的聚二甲基硅氧烷溶解在氯仿与四氢呋喃的混合溶剂（氯仿与四氢呋喃按照体积比1:2.5混合）形成浓度为15wt%左右的聚二甲基硅氧烷溶液，并倒入容器；将304L不锈钢针头的液滴端垂直浸没于聚二甲基硅氧烷溶液2分钟，取出后在70℃下干燥15分钟；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品B2。
实施例5：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）进行喷砂处理（粒径为0.5~1.0mm的石英石磨料，压缩空气0.2Mpa对缓慢旋转的钢针进行喷砂处理2分钟）使所述液滴端的表面粗糙，然后用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；将数均分子量为10，000~20，000g/mol的聚二甲基硅氧烷溶解在氯仿与四氢呋喃的混合溶剂（氯仿与四氢呋喃按照体积比1:2.5混合）形成浓度为18wt%左右的聚二甲基硅氧烷溶液，并倒入容器；将304L不锈钢针头的液滴端垂直浸没于聚二甲基硅氧烷溶液2分钟，取出后在70℃下干燥15分钟；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品B3。
实施例6：
将304L不锈钢针头（液滴端的内径1.0mm，壁厚为0.3mm，液滴端的长度8mm，针头主体的内径为1.5mm，总长度50mm）直接用丙酮在超声条件下清洗所述液滴端外表面；使用硅胶堵头将所述液滴端堵塞并控制夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm左右；将数均分子量为10，000~20，000g/mol的聚二甲基硅氧烷溶解在氯仿与四氢呋喃的混合溶剂（氯仿与四氢呋喃按照体积比1:2.5混合）形成浓度为12wt%左右的聚二甲基硅氧烷溶液，并倒入容器；将304L不锈钢针头的液滴端垂直浸没于聚二甲基硅氧烷溶液2分钟，取出后在70℃下干燥15分钟；最后通过吹气的方式去除所述液滴端处的硅胶堵头，形成样品B4。
测试例1：
将所述可复用针头样品A1-A2及B1-B4固定于纳升点样仪上，吸取20-30nl稀释后的核酸基质，在96孔硅靶上重复点样；清洗所述可复用针头，吸取20-30nl未稀释的核酸基质，在结晶后的96孔硅靶上重复点样，等待其二次结晶；清洗所述可复用针头，再次吸取20-30nl未稀释后的核酸基质，在结晶后的96孔硅靶上重复点样，等待其三次结晶完成样品制备。点样过程中，进行观察获取液珠移动贴附至侧壁的总次数，记录如表1所示。
表1为可复用针头的点样记录
从表1可以看出，进行96孔硅靶上点样过程中，经过喷砂处理样品在点样过程中明显好于未喷砂处理的，另外，特氟龙涂料喷涂的效果最好，无液珠移动贴附至侧壁的情况发生。但是，由于液滴端的尺寸较小、且为柱状结构，通过特氟龙涂料喷涂的工艺较为繁琐、且良率较低（80%左右）；另外，喷涂的厚度也较为难以控制，膜层厚度均匀性较差。而通过聚二甲基硅氧烷溶液浸泡的方法简单，良率较高（99%以上），且成膜厚度都较为均一。
测试例2（耐用性测试1）：
将所述可复用针头样品A1-A2及B1-B4用30%过氧化氢溶液淋洗，淋洗时间为30s，淋洗后在70℃下干燥15分钟。重复淋洗8次后，再进行测试例1的测试。本实施例中，每个样品各取3根，统计后取平均值并记录如表2所示。
表2为可复用针头的平均点样记录
从表2可以看出，无论是特氟龙涂料喷涂还是聚二甲基硅氧烷溶液浸泡，通过喷砂处理的样品其都具有良好的耐用性，尤其是样品A1及B2，，其经过共计10次的30%过氧化氢溶液淋洗后，还保持良好的性能。在实际制备的过程中，随着浓度增加会使疏水层的厚度增加；但是，从样品B2及B3的对比来看，浓度增加耐用性能却降低，这可能是由于液滴端为微小的圆弧形结构，随着厚度增加到一定值，附着力反而降低。
测试例3（耐用性测试2）：
将所述可复用针头样品A1及B2固定用30%过氧化氢溶液淋洗，淋洗时间为30s，淋洗后在70℃下干燥15分钟；干燥后，将所述可复用针头样品A1及B2在点样仪上吸取20-30nl稀释后的核酸基质，在96孔硅靶上重复点样。重复上述“淋洗-干燥-点样”循环操作，并在点样过程中进行观察，当循环操作时，液珠移动贴附至侧壁的总次数超过5次时测试结束，记录循环次数如表3所示。
表3为可复用针头的循环次数
从表3中可以看出，特氟龙涂料疏水层比聚二甲基硅氧烷疏水层具有更为良好的耐用性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，提供一钢针，其中，所述钢针的液滴端的内径为0.5~1.5mm，所述钢针的材质为304L不锈钢，所述钢针包括针头主体以及与所述针头主体一体成型的液滴端，所述针头主体的长度为10mm~100mm，所述针头主体的内径为1.5mm~2.5mm，所述针头主体的壁厚为0.1mm~0.2mm；在步骤S1中，还进一步包括：通过喷砂处理使所述液滴端的表面粗糙，提高后续疏水层的附着力；
S2，将所述液滴端堵塞，其具体包括：S21，使用软性材质堵头将所述液滴端堵塞，所述软性材质堵头的材质选自硅胶、橡胶，软质PVC或热塑性弹性体TPE；所述软性材质堵头的结构包括：夹持部以及与所述夹持部连接的尖端，所述尖端的直径沿远离所述夹持部的方向递减，所述尖端的最大直径R大于所述液滴端的内径r；
S3，在堵塞后的液滴端外表面形成50微米~300微米厚度的疏水层，具体包括：将聚硅氧烷溶解于易挥发的有机溶剂中形成聚二甲基硅氧烷溶液，然后通过涂覆方式形成所述疏水层，所述聚硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷，其分子量为10，000~20，000g/mol，所述聚二甲基硅氧烷溶液的浓度为10wt%~20wt%，其中，所述易挥发的有机溶剂选自正己烷、正庚烷、四氢呋喃、环己烷、氯仿、二氯甲烷、甲苯中的至少一种；
S4，去除所述液滴端处的堵塞物，形成所述用于纳升点样仪的可复用针头；
所述方法还进一步包括：S100，将所述可复用针头固定于纳升点样仪上，吸取20-30nl稀释后的核酸基质，在96孔硅靶上重复点样，等待其结晶，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n1，其中，所述稀释后的核酸基质的制备方法包括：S101，将果糖以及核酸基质溶解于乙腈与水的混合溶剂中形成未稀释的核酸基质；S102，将所述未稀释的核酸基质与乙腈按比例混合稀释，形成稀释后的核酸基质；
S200，对所述可复用针头进行清洗，然后吸取20-30nl未稀释的核酸基质，在结晶后的96孔硅靶上重复点样，等待其二次结晶，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n2；
S300，再次对所述可复用针头进行清洗，然后再次吸取20-30nl未稀释后的核酸基质，在结晶后的96孔硅靶上重复点样，等待其三次结晶完成样品制备，观察并记录液珠移动贴附至侧壁的次数n3；
S400，令N=（n1+n2+n3），判断N是否超过设定值，是为不合格，否则为合格。
2.如权利要求1所述的用于纳升点样仪的可复用针头的制备方法，其特征在于，所述尖端的长度为6-7mm，其插入所述液滴端的深度为3mm，从而使所述夹持部与端沿部分距离控制在3-4mm。
Priority Applications (1)
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| CN202310226803.8A CN116197099B (zh) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | 纳升级可复用针头的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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