CN208125665U - 用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及毛细管电泳检测技术领域，尤其涉及一种用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，包括针体和连接在针体后端的导电端，针体的侧壁上设有至少一个导流槽和缝隙，导流槽、缝隙均沿针体的轴向延伸并相互连通；在针体的径向上，随着半径增大，导流槽的开口逐渐增大。本实用新型在针体侧壁上开设开口逐渐增大的导流槽，增大了储液量，将扎破、导电、毛细吸附和导流的功能集中在一根扎破导流电极针上，使得缓冲液能够持续补充并流入芯片孔通道，解决了以往电泳检测的缓冲液必须现备现用的难题，实现了电泳检测的产品化；导流槽及针瓣分布不均匀，不会将热封的铝箔渣带到芯片孔内，避免了管道阻塞。

Description

用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针

技术领域

本实用新型涉及毛细管电泳检测技术领域，尤其涉及一种用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针。

背景技术

利用芯片进行毛细管电泳来实现DNA检测的技术已经得到广泛应用。检测过程中，需要电极针导电来实现电泳过程。电泳检测过程中一个重大问题是电泳相关试剂无法实现储存，必须现备现用，否则会影响实验结果的准确性。这使得电泳检测的应用在转化为产品过程中尤为困难。

针对以上问题，需要用热封铝箔来隔离每一种试剂，同时将试剂与空气隔离。电泳检测时，利用电极针将铝箔层层扎破，使缓冲液与电泳胶接触，并能够持续流入芯片通道，从而保证电泳实验的顺利进行。然而，这种方式将检测成功的难度转移到电极针结构设计中。

现有电极针是在针头前端设置中间具有小孔的环形结构，并在针头部位的侧壁开狭缝，狭缝与小孔连通，这种结构适用于少量液体的吸取和释放；采用热封铝箔隔离试剂时，热封铝箔中的缓冲液无法一次性完全吸附，缓冲液无法持续流入芯片通道，不能保证电泳实验的顺利进行，无法满足电泳检测产品化的需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有电极针适用于少量液体的吸取和释放，无法持续补充缓冲液，不能保证电泳实验顺利进行，无法满足电泳检测产品化的需求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，包括针体和连接在所述针体后端的导电端，所述针体的前端为针尖，所述针体的侧壁上设有至少一个轴向延伸至针尖的缝隙，所述缝隙深至所述针体的轴心；所述针体的侧壁上还设有至少一个导流槽，所述导流槽轴向延伸至针尖；在所述针体的径向上，随着半径增大，所述导流槽的开口逐渐增大；所述导流槽与所述缝隙在所述针体的轴心处相连通。

其中，在所述针体的周向上，所述导流槽的宽度大于所述的缝隙的宽度。

其中，所述针体的侧壁上设有多个所述缝隙，所述缝隙在所述针体的轴心处相连通。

其中，在所述针体的轴向上，所述缝隙的长度小于所述导流槽的长度。

其中，所述缝隙为两个，所述导流槽为一个。

其中，还包括连接所述针体与导电端的引导段，所述引导段包括第一凸台，所述第一凸台分别与所述导电端、针体连接，所述第一凸台为与所述针体同轴设置的圆台。

其中，还包括第二凸台，所述第二凸台分别与所述第一凸台、针体连接，所述第二凸台为与所述第一凸台同轴设置的圆台，所述第二凸台的半径小于所述第一凸台的半径。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本实用新型在针体侧壁上开设开口逐渐增大的导流槽，针尖处开缝隙，针体后端连接导电端，增大了储液量，将扎破、导电、毛细吸附和导流的功能集中在一根导流电极上，解决了以往电泳检测的缓冲液必须现备现用的难题，实现了电泳检测的产品化。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针的截面图；

图3是本实用新型实施例所述用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针的使用状态意图；

图4是图3中卡盒工装的局部结构示意图；

图5是图3中卡盒的局部结构示意图；

图6是图3中芯片的局部结构示意图。

图中：1、针尖；2、导流槽；3、第二凸台；4、第一凸台；5、导电端；6、扎破导流电极针；7、卡盒工装；8、卡盒；9、芯片；10、圆柱孔；11、限位台；12、顶端孔；13、缓冲液孔；14、底端孔；15、芯片孔；16、缝隙；17、针瓣。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，以下简称“扎破导流电极针”，包括针体和连接在所述针体后端的导电端5，所述针体的前端为针尖1，所述针体的侧壁上设有至少一个轴向延伸至针尖1的缝隙16，所述缝隙16深至所述针体的轴心；所述针体的侧壁上还设有至少一个导流槽2，所述导流槽2轴向延伸至针尖1；在所述针体的径向上，随着半径增大，所述导流槽2的开口逐渐增大；所述导流槽2与所述缝隙16在所述针体的轴心处相连通。导电端5连接电极以实现电泳过程，针体一般为细长的柱状结构，在针体侧壁上开缝隙16并使其向内延伸至针体的轴心，缝隙16可以在针尖1接触到缓冲液时，利用液体表面张力等引导缓冲液进入缝隙16及与之连通的导流槽2中；随着半径增大，所述导流槽2的开口逐渐增大，导流槽2截面优选为扇形，相比现有狭缝式导流槽，本实用新型可以一次性容纳较多的缓冲液，可将图3、图5所示卡盒8上单个缓冲液孔13中的缓冲液全部吸出；针尖1部位处，导流槽2与缝隙16之间的针体部分相互分离，针体的针尖1分成多根，同时刺入铝箔，铝箔更容易被刺破。

如图3-6所示，本实用新型在使用时需要穿过卡盒8吸附缓冲液，然后穿入芯片9上的芯片孔15将缓冲液送入芯片孔15中。缓冲液孔13的顶端孔12与底端孔14均用铝箔等容易被破坏的材料封住，以将缓冲液密封在缓冲液孔13中，防止其与外界环境接触，实现缓冲液的长期保存，芯片9上开设芯片孔15以实现毛细管电泳实验；在机械臂或手动操作下，针尖1先刺破顶端孔12处的铝箔，此时针尖1开始与缓冲液接触，针体逐渐插入缓冲液孔13，在液体表面张力作用下，缓冲液开始顺着缝隙16与导流槽2的侧壁进入缝隙16和导流槽2中，实现缓冲液的吸附；针尖1继续前移并刺破底端孔14处的铝箔，然后穿入芯片孔15中执行释放缓冲液的动作；当针体完全插到位时，优选使导流槽2的底端位于缓冲液孔13外以保证缓冲液能与空气接触，使得缓冲液能在毛细力——也就是液体表面张力的作用下顺利进入芯片孔15中。

优选的，如图2所示，在所述针体的周向上，所述导流槽2的宽度大于所述的缝隙16的宽度。这种导流槽2开口偏大的特殊设计，使得针尖1被划分成多个针瓣17，且多个针瓣17在空间上形成了一个半包围结构，针瓣17非均匀分布，在逐层扎破铝箔的过程中，不会将铝箔渣带到芯片孔15内造成管道阻塞，可有效避免扎破热封铝箔过程中铝箔渣被带入缓冲液的现象发生，解决了现有电极针在扎破铝箔过程中容易将铝箔渣带下的问题。

优选的，所述针体的侧壁上设有多个所述缝隙16，所述缝隙16在所述针体的轴心处相连通。缝隙16多且相互连通，针尖1与缓冲液接触后可通过多个缝隙16快速被吸入针体内，然后进入导流槽2存储起来，加快了电极针吸附液体的速度。

优选的，在所述针体的轴向上，所述缝隙16的长度小于所述导流槽2的长度。导流槽2较长可以存储更多的缓冲液；缝隙16较短，可以增强整个针体的强度，针体不易损坏，使用寿命长，检测更安全。

优选的，如图2所示，所述缝隙16为两个，所述导流槽2为一个。导流槽2为一个，导流槽2的开口宽度大于两个缝隙16的开口宽度，可以理解为将针尖1处的四分之一的针体去除形成导流槽2；相对于现有的十字交叉针尖，本实用新型减少了针瓣17的数量，进一步提升了导流槽2的储液量。同时三个针瓣17形成半包围结构，可有效避免扎破热封铝箔过程中铝箔渣被带入缓冲液的现象发生。

优选的，所述导流槽2的后端面为斜面或弧面。将导流槽2的后端设置成斜面或弧面，假如导流槽2后端有缓冲液，在释放时缓冲液可以顺利被吸走，导流槽2后端不会出现缓冲液残留，保证电泳检测的效果；当然，如果缓冲液根本流不到导流槽2后端，那就没必要可以设置成斜面或弧面，优选采用加工较为方便或生产成本较低的结构。

进一步的，如图1所示，本实用新型还包括连接所述针体与导电端5的引导段，所述引导段包括第一凸台4，所述第一凸台4分别与所述导电端5、针体连接，所述第一凸台4为与所述针体同轴设置的圆台。如图3和图4所示，使用时，卡盒8上还设有一个卡盒工装7，卡盒工装7内设有圆柱孔10，该圆柱孔10与第一凸台4间隙配合，以便在凸台进入圆柱孔10时引导整个扎破导流电极针6的方向，避免针尖1扎偏；两者间隙配合，产生的阻力较小，设备不易磨损。

进一步的，本实用新型还包括第二凸台3，所述第二凸台3分别与所述第一凸台4、针体连接，所述第二凸台3为与所述第一凸台4同轴设置的圆台，所述第二凸台3的半径小于所述第一凸台4的半径。第二凸台3面积小，不会与圆柱孔10的侧壁发生摩擦，但可以与长圆孔底部的限位台11配合，限制整个扎破导流电极针6的插入深度，避免误操作。同时，限位台11上开圆孔，第二凸台3穿入该圆孔，第二凸台3与第一凸台4连接处的台阶面卡在限位台11上以实现限位，第二凸台3与圆孔间隙配合，也可以起到一定的引导作用。这种结构既实现了方向引导作用，又实现了轴向限位，间隙配合操作阻力小。

另外，底端孔14的面积小于顶端孔12的面积，底端孔14周围的结构可以承受一定的压力，防止顶端孔12处铝箔被刺破过程中，底端孔14处发生泄漏。

总体来说，本实用新型在针体侧壁上开设开口逐渐增大的导流槽2，针尖1处开缝隙16，针体后端连接导电端5，增大了储液量，将扎破、导电、毛细吸附和导流的功能集中在一根导流电极针上，使得缓冲液能够持续补充并流入芯片孔15通道，保证电泳的顺利进行，解决了以往电泳检测的缓冲液必须现备现用的难题，实现了电泳检测的产品化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，包括针体和连接在所述针体后端的导电端，所述针体的前端为针尖，所述针体的侧壁上设有至少一个轴向延伸至针尖的缝隙，所述缝隙深至所述针体的轴心；所述针体的侧壁上还设有至少一个导流槽，所述导流槽轴向延伸至针尖；在所述针体的径向上，随着半径增大，所述导流槽的开口逐渐增大；所述导流槽与所述缝隙在所述针体的轴心处相连通。

2.根据权利要求1所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，在所述针体的周向上，所述导流槽的宽度大于所述的缝隙的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，所述针体的侧壁上设有多个所述缝隙，所述缝隙在所述针体的轴心处相连通。

4.根据权利要求1或2所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，在所述针体的轴向上，所述缝隙的长度小于所述导流槽的长度。

5.根据权利要求1或2所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，所述缝隙为两个，所述导流槽为一个。

6.根据权利要求1或2所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，还包括连接所述针体与导电端的引导段，所述引导段包括第一凸台，所述第一凸台分别与所述导电端、针体连接，所述第一凸台为与所述针体同轴设置的圆台。

7.根据权利要求6所述的用于实现生物芯片电泳的扎破导流电极针，其特征在于，还包括第二凸台，所述第二凸台分别与所述第一凸台、针体连接，所述第二凸台为与所述第一凸台同轴设置的圆台，所述第二凸台的半径小于所述第一凸台的半径。