CN214654974U - 一种荧光成像卡盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种荧光成像卡盒，其特征在于，包括盒体，所述盒体的内部设有底板；所述底板的上部设有移液模块和清洗液模块，所述底板的下部设有试剂存放反应模块。本实用新型提供了一种便携一次性卡盒，在卡盒中可实现荧光核酸扩增并实现与配套仪器的荧光成像系统耦合，解放了肿瘤标志物筛选技术在各种环境和条件下的应用。且本实用新型中，肿瘤标志物筛选技术从只适用于实验室环境中到集成在一台核酸适配体肿瘤标志物筛选仪中，使用荧光卡盒即可进行筛选操作；因筛选过程的各类参数在控制软件中提前设定，向筛选仪中插入卡盒后即可给予筛选仪开始指令进行全自动筛选，筛选仪检测员的实验技能要求也因此降低。

Description

一种荧光成像卡盒

技术领域

本实用新型属于医疗生化检测领域，具体涉及一种荧光成像卡盒。

背景技术

近年来快速发展应用的指数富集的配体系统进化(SELEX)技术，利用了大容量的随机单链寡核苷酸文库与靶物质混合，与靶分子相互作用后，从中筛选出与靶分子特异性结合的寡核苷酸，洗掉未与靶物质结合的核酸，再分离出与靶物质结合的核酸分子，结合体外PCR扩增技术进行扩增，使其能够得到指数级富集。Cell-SELEX技术是在指数富集的配体系统进化(SELEX)技术的基础上,获取能与特定靶细胞结合的适配体的方法，将Cell-SELEX技术获得的适配体与各类药物分子或分子纳米材料等相结合构成复合物，可构建不同的靶向药物递送系统。这类药物递送系统利用适配体的靶向性，将药物分子等特异地递送到相应的靶细胞，从而达到诊断、治疗疾病、提高药物浓度或者降低毒副作用等目的。

然而，基于核酸适配体的靶蛋白在经过多轮筛选纯化、分离等操作后，需要做质谱分析和蛋白鉴定，这就需要专业的质谱仪、图谱仪甚至微量测序装置的参与。这些检测仪器往往体型大、重量大，并且因其精密性要求要在专业实验室中对蛋白进行测定，这就使得蛋白质鉴定的步骤冗长繁复，检测效率就会比较低，可能无法满足特定实验的时间要求，当实验室缺乏检测仪器时就更是无法完成蛋白质检测。

基于以上所述现状，本实用新型根据基于核酸适配体筛选的蛋白质鉴定的特点和要求，设计了一种嵌入式的便携一次性卡盒，在卡盒中实现荧光核酸扩增并实现与质谱分析系统和荧光成像系统耦合的功能，这种卡盒将成为便携性蛋白质质谱分析和蛋白鉴定技术的重要组成部分。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种荧光成像卡盒。

本实用新型还要解决的技术问题是提供上述荧光成像卡盒的应用。

实用新型思路：卡盒的功能和结构围绕上文提到的病原体现场检测需求和方法来设计。设计过程中采用3D打印技术快速成型，加快设计迭代周期。进一步地，卡盒设计完成后，对卡盒的各种与核酸扩增相关的关键性能进行测试和验证，确保所设计的封闭式卡盒可以实现荧光核酸扩增整个流程，并完成与荧光检测系统的正常对接和与成像模块的耦合。

为了解决上述第一个技术问题，本实用新型公开了一种荧光成像卡盒，包括半封闭的盒体1，所述盒体1的内部设有底板；其中，所述底板的上部是密封的，内部设有移液模块和清洗液模块；其中，所述底板的下部是开口的，设有存放试剂模块。

其中，所述盒体1的高度、长度和宽度均是根据与之耦合的零部件确定的，其高度需要与移液模块和清洗液模块匹配，长度和宽度与试剂存放反应模块匹配。

其中，所述移液模块的核心部件为二通件5，所述移液模块还包括垂直压板2、施力杆3、施力点4、二通件固定件滑块6、水平移动轴7和水平移动控制点8；其中，所述水平移动轴7的一端与设置在盒体1侧壁的水平移动控制点8相连，另一端设有可移动的二通件固定件滑块6；所述二通件固定件滑块6与二通件5固定件连接；所述二通件5的顶部与垂直压板2的底部滑动连接；所述垂直压板2的另一侧设有施力杆3；所述施力杆3的顶部设有施力点4；所述施力点4设置在盒体1的顶部。

其中，所述的施力杆3内部设有弹簧。

其中，所述施力点4通过外部驱动结构进行驱动，优选为通过垂直运动电机进行驱动，即垂直运动电机驱动施力点4下压，在施力点4下压的时候压缩施力杆3内部的弹簧，进而驱动垂直压板2下移，从而带动二通件5、二通件固定件滑块6和吸液头17下移；在垂直运动电机停止驱动时，二通件5、二通件固定件滑块6和吸液头17依靠施力杆3内部的弹簧被压缩后的回弹力上移；其中，所述上移和下移，即垂直方向上的移动是为了方便吸液头进行吸放液和混匀操作。

优选地，所述垂直压板2设有第一施力杆31和第二施力杆32，分别对应设有第一施力点41和第二施力点42。

其中，所述二通件固定件滑块6设有与盒体1相齿合的稳定结构；优选地，所述卡盒1主体内设有水平移动轴，移液模块固定件滑块6与水平移动轴嵌套在一起，轴通过转动来带动移液模块在平直段轨道上移动；进一步优选地，所述二通件固定件滑块6的两侧分别设有第一突出结构611和第二突出结构612，所述盒体1对应设有横板和卡槽，即所述第一突出结构611嵌入横板，所述第二突出结构612卡在卡槽中。

其中，所述水平移动轴7设有螺纹，所述二通件固定件滑块6的内部设有与之相啮合的螺纹。

其中，所述水平移动控制点8通过外部驱动结构进行驱动，优选为通过旋转运动电机驱动，即旋转运动电机驱动水平移动控制点8旋转，从而带动水平移动轴7转动，二通件固定件滑块6也被相应带动，进而带动二通件固定件滑块6和吸液头17水平移动；其中，所述水平方向的横向移动是为了完成试剂转移。

其中，所述二通件5的顶部设有连接气路接口18，与柱塞泵管路系统相连；即，所述通过柱塞泵在气路接口18抽气、停止抽气、释放气体从而控制移液枪吸取液体、停止吸取液体和释放液体三个过程。

其中，所述二通件5的底部设有吸液头17，所述二通件5为了和吸液头17相匹配，参照移液器的设计，二通件5的下端有一定的锥度；优选地，所述二通件5与吸液头17连接处设有密封突起圈，以保证和吸液头17连接紧密，避免漏气现象的发生；进一步优选地，所述二通件5为移液枪，所述吸液头17为移液枪头，所述二通件固定件滑块6为移液枪固定件。

其中，所述清洗液模块包括清洗液推杆9、清洗液释放控制点10和清洗液存放部件11；其中，所述清洗液释放控制点10和清洗液存放部件11的槽口111均设于盒体1的顶部，所述清洗液释放控制点10设于洗液推杆9的顶部，所述清洗液存放部件11与清洗液推杆9底部的长方体相齿合。

其中，所述清洗液释放控制点10通过外部驱动结构进行驱动，优选为通过垂直运动电机驱动；即，所述垂直运动电机驱动清洗液释放控制点10，从而控制清洗液的释放。

其中，所述的清洗液存放部件11包括槽口111、清洗液盒112、清洗液通道113；从槽口111倒入清洗液进入清洗液盒112，通过清洗液盒112的开口流入清洗液通道113；在未驱动清洗液释放控制点10时，清洗液通道113与清洗液推杆9底部的长方体相齿合，清洗液存放于此；在驱动清洗液释放控制点10时，清洗液推杆9向下移动，其底部长方体与清洗液通道113分离后，清洗液由此处释放流出，顺重力方向流向长方体下方的存放试剂模块。

其中，所述试剂存放反应模块包括筛选产物存放槽12、PCR反应槽13和培养皿14。

其中，所述培养皿14的底部为透明的，设于清洗液推杆9的正下方。

其中，所述试剂存放模块还包括摇匀控制点15；其中，所述摇匀控制点15与培养皿14通过横向杠杆19连接。

其中，所述摇匀控制点15通过外部驱动结构进行驱动，优选为通过旋转运动电机进行驱动；即，所述旋转运动电机控制摇匀控制点15的转动，从而控制培养皿14的转动。

优选地，所述筛选产物存放槽12、PCR反应槽13和培养皿14的入口，以及移液枪头处于同一条直线上。

其中，所述试剂存放反应模块还包括废液槽16；其中，所述废液槽16与培养皿14的入口处于同一条直线上。

其中，所述荧光成像卡盒1的外部设有温控模块，优选地，所述温控模块设于PCR反应槽13的下方。

其中，所述荧光成像卡盒1的外部设有显微镜头模块，优选地，所述，显微镜头设于培养皿14正下方合适焦距区域。

为了解决上述第二个技术问题，本实用新型公开了上述荧光成像卡盒在核酸适配体肿瘤标志物筛选中的应用。

其中，所述应用包括如下步骤：

(1)吸液头17从筛选产物存放槽12中吸取液体，再释放至PCR反应槽13，进行PCR反应；

(2)吸液头17从PCR反应槽13吸取反应液，再释放至培养皿14，摇动培养皿14，进行孵育；

(3)将清洗液释放至培养皿14中，摇动培养皿14，静置分层，上层为清洗液；

(4)吸液头17从培养皿14中吸取清洗液，再释放到废液槽16中；

(5)在培养皿14的底部进行荧光细胞成像。

3D打印卡盒：检测卡盒的加工离不开制造业，而3D打印技术是一种新兴的快速成型制造技术。3D打印以数据设计文件为基础，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体，免去了传统制造复杂的过程，无需模具，一次成型。3D打印在医疗器械开发方面有一个突出的优点，那就是加快医疗器械开发的进程，把数据化图纸化的仪器设计结构直接快速地转化为现实模型，使得医疗器械生产商将产品快速推向市场。因此，为节约成本，加快开发的速度，本课题中检测卡盒的设计前期采用3D打印技术，将最初的想法，转换成图纸，然后3D打印出初始构想的实物结构，实验测试，修改图纸，再打印出实物，再实验。经过多次的实验修改形成符合检测需求的卡盒

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：

本实用新型提供了一种便携一次性卡盒，在卡盒中可实现荧光核酸扩增并实现与配套仪器的荧光成像系统耦合，解放了肿瘤标志物筛选技术在各种环境和条件下的应用。且本实用新型中，肿瘤标志物筛选技术从只适用于实验室环境中到集成在一台核酸适配体肿瘤标志物筛选仪中，使用荧光卡盒即可进行筛选操作；因筛选过程的各类参数在控制软件中提前设定，向筛选仪中插入卡盒后即可给予筛选仪开始指令进行全自动筛选，筛选仪检测员的实验技能要求也因此降低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为成像卡盒的主视图。

图2为成像卡盒的俯视图。

图3为成像卡盒的左视图。

图4为成像卡盒的底部视图。

图5为成像卡盒的整体结构图。

图6为成像卡盒的内部结构图。

图7为清洗液流动结构。

图8为施力杆结构。

附图标记：盒体1、垂直压板2、施力杆3、第一施力杆31、第二施力杆32、施力点4、第一施力点41、第二施力点42、二通件5、二通件固定件6、第一突出结构611、第二突出结构612、水平移动轴7、水平移动控制点8、清洗液推杆9、清洗液释放控制点10、清洗液存放部件11、槽口111、清洗液盒112、清洗液通道113、筛选产物存放槽12、PCR反应槽13、培养皿14、摇匀控制点15、废液槽16、吸液头17、气路接口18、横向杠杆19。

具体实施方式

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

一种荧光成像卡盒，包括盒体1，所述盒体1的内部设有底板；其中，所述底板的上部是密封的，内部设有移液模块和清洗液模块；其中，所述底板的下部是开口的，设有试剂存放反应模块。

其中，所述盒体1的高度、长度和宽度均是根据与之耦合的零部件确定的，其高度需要与移液模块和清洗液模块匹配，长度和宽度与试剂存放反应模块匹配。

其中，如图1、图2、图5和图6所示，所述移液模块的核心部件为二通件5，还包括垂直压板2、第一施力杆31、第二施力杆32、第一施力点41、第二施力点42、二通件固定件滑块6、水平移动轴7和水平移动控制点8；其中，所述水平移动轴7的一端与设置在盒体1侧壁的水平移动控制点8相连，另一端设有可移动的二通件固定件滑块6；所述二通件固定件滑块6的内部设有二通件5，所述二通件固定件滑块6与二通件5固定件连接；所述二通件5的顶部与垂直压板2的底部滑动连接；所述垂直压板2的上端设有第一施力杆31和第二施力杆32；所述第一施力杆31和第二施力杆32的顶部分别设有第一施力点41和第二施力点42；所述第一施力点41和第二施力点42设置在盒体1的顶部。

其中，所述的施力杆3如图8所示，内部设有弹簧，弹簧置于施力点和杆中间的位置。

其中，所述施力点4通过垂直运动电机进行驱动，控制移液枪垂直方向的移动，即垂直运动电机驱动施力点4下压，在施力点4下压的时候压缩施力杆3内部的弹簧，进而驱动垂直压板2下移，从而带动二通件5、二通件固定件滑块6和吸液头17下移；在垂直运动电机停止驱动时，二通件5、二通件固定件滑块6和吸液头17依靠施力杆3内部的弹簧被压缩后的回弹力上移。

其中，所述二通件固定件滑块6设有与盒体1相齿合的稳定结构；即，所述二通件固定件滑块6的两侧分别设有第一突出结构611和第二突出结构612，所述盒体1对应设有横板和卡槽，即所述第一突出结构611嵌入横板，所述第二突出结构612卡在卡槽中。

其中，所述水平移动轴7设有螺纹，所述二通件固定件滑块6的内部设有与之相啮合的螺纹。

其中，所述水平移动控制点8通过旋转运动电机进行驱动，控制移液枪水平方向的移动，即旋转运动电机驱动水平移动控制点8旋转，从而带动水平移动轴7转动，二通件固定件滑块6也被相应带动，进而带动二通件固定件滑块6和吸液头17水平移动。

其中，所述二通件5的顶部设有连接气路接口18，其通入卡盒的顶部，与柱塞泵管路系统相连，控制吸液、停止吸液和释放液体三个过程；即，所述通过柱塞泵在气路接口18抽气、停止抽气、释放气体从而控制移液枪吸取液体、停止吸取液体和释放液体三个过程。

其中，所述二通件5的底部设有吸液头17。

其中，所述二通件5为移液枪，所述吸液头17为移液枪头，所述二通件固定件滑块6为移液枪固定件。

其中，所述清洗液模块包括清洗液推杆9、清洗液释放控制点10和清洗液存放部件11；其中，所述清洗液释放控制点10和清洗液存放部件11的槽口111均设于盒体1的顶部，所述清洗液释放控制点10设于洗液推杆9的顶部，所述清洗液存放部件11与清洗液推杆9底部的长方体相齿合。

其中，所述清洗液释放控制点10通过垂直运动电机进行驱动，控制清洗液的释放。

其中，所述的清洗液存放部件11如图7所示，包括槽口111、清洗液盒112、清洗液通道113；从槽口111倒入清洗液进入清洗液盒112，通过清洗液盒112的开口流入清洗液通道113；在未驱动清洗液释放控制点10时，清洗液通道113与清洗液推杆9底部的长方体相齿合，清洗液存放于此；在驱动清洗液释放控制点10时，清洗液推杆9向下移动，其底部长方体与清洗液通道113分离后，清洗液由此处释放流出，顺重力方向流向长方体下方的存放试剂模块。

其中，如图3和图4所示，所述试剂存放反应模块包括筛选产物存放槽12、PCR反应槽13、培养皿14、摇匀控制点15和废液槽16。

其中，所述培养皿14的底部为透明的，设于清洗液推杆9的正下方。

其中，所述摇匀控制点15与培养皿14通过横向杠杆19连接。

其中，所述摇匀控制点15通过旋转运动电机进行驱动，控制培养皿14的旋转。

其中，所述筛选产物存放槽12、PCR反应槽13和培养皿14的入口，以及移液枪头、废液槽16均处于同一条直线上。

将上述卡盒通过3D打印技术制备而成。

其中，所述荧光成像卡盒1的外部设有温控模块，优选地，所述温控模块设于PCR反应槽13的下方。

其中，所述荧光成像卡盒1的外部设有显微镜头模块，优选地，所述，显微镜头设于培养皿14正下方合适焦距区域。

实施例2：实施例1述荧光成像卡盒在核酸适配体肿瘤标志物筛选中的应用

(1)手工向试剂存放反应模块和清洗液模块中加入所需试剂，即清洗液倒入清洗液存放部件11，PCR反应试剂(PCR扩增试剂，正、反引物共60μL，Premix 200μL，纯水40μL)倒入PCR反应槽13，Cell-SELEX产物100μL筛选产物倒入筛选产物存放槽12，细胞在培养皿14中定殖；卡盒上下两部分组装完毕确保密封后；

(2)吸液头17从筛选产物存放槽12中吸取Cell-SELEX产物，再释放至PCR反应槽13，与PCR反应试剂进行PCR反应；

(3)吸液头17从PCR反应槽13吸取反应液，再释放至培养皿14，摇动培养皿14，与细胞进行孵育；

(4)将清洗液释放至培养皿14中，摇动培养皿14，静置分层，上层为清洗液；

(5)吸液头17从培养皿14中吸取清洗液，再释放到废液槽16中；

(6)在培养皿14的底部进行荧光细胞成像。

本实用新型提供了一种用于核酸适配体肿瘤标志物筛选的荧光成像卡盒的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种荧光成像卡盒，其特征在于，包括盒体(1)，所述盒体(1)的内部设有底板；所述底板的上部设有移液模块和清洗液模块，所述底板的下部设有试剂存放反应模块；

其中，所述移液模块包括垂直压板(2)、施力杆(3)、施力点(4)、二通件(5)、二通件固定件滑块(6)、水平移动轴(7)和水平移动控制点(8)；其中，所述水平移动轴(7)的一端与设置在盒体(1)侧壁的水平移动控制点(8)相连，另一端设有可移动的二通件固定件滑块(6)；所述二通件固定件滑块(6)与二通件(5)固定连接；所述二通件(5)的顶部与垂直压板(2)的底部滑动连接；所述垂直压板(2)的另一侧设有施力杆(3)；所述施力杆(3)的顶部设有施力点(4)；所述施力点(4)设置在盒体(1)的顶部；

其中，所述清洗液模块包括清洗液推杆(9)、清洗液释放控制点(10)和清洗液存放部件(11)；其中，所述清洗液释放控制点(10)和清洗液存放部件(11)的槽口(111)均设于盒体(1)的顶部，所述清洗液释放控制点(10)设于清洗液推杆(9)的顶部，所述清洗液存放部件(11)与清洗液推杆(9)的底部的长方体相齿合；

其中，所述试剂存放反应模块包括筛选产物存放槽(12)、PCR反应槽(13)和培养皿(14)。

2.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述垂直压板(2)设有第一施力杆(31)和第二施力杆(32)，其分别对应设有第一施力点(41)和第二施力点(42)。

3.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述二通件固定件滑块(6)设有与盒体(1)相齿合的稳定结构。

4.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述水平移动轴(7)设有螺纹，所述二通件固定件滑块(6)的内部设有与之相啮合的螺纹。

5.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述二通件(5)的顶部设有气路接口(18)。

6.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述二通件(5)的底部设有吸液头(17)。

7.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述培养皿(14)设于清洗液推杆(9)的正下方。

8.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述试剂存放模块还包括摇匀控制点(15)。

9.根据权利要求8所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述摇匀控制点(15)与培养皿(14)连接。

10.根据权利要求1所述的荧光成像卡盒，其特征在于，所述试剂存放反应模块还包括废液槽(16)。

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