CN217202658U - 一种用于合成核酸的合成机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于合成核酸的合成机构，包括夹持组件与至少一个基于芯片的合成组件，基于芯片的合成组件包括用于原位合成核酸的高通量合成芯片；夹持组件包括第一夹具、第二夹具、锁紧结构与至少一个容纳腔，容纳腔设置于第二夹具上，用于安装基于芯片的合成组件；第一夹具与第二夹具转动连接，两者之间的转动角度为0～100°；锁紧结构用于在夹持组件处于闭合状态时锁紧第一夹具与第二夹具。本实用新型采用第一夹具、第二夹具与锁紧结构相配合，结构简单，便于操作使用，能够将基于芯片的合成组件固定于容纳腔中，安装位置准确，固定牢靠，有利于提升进样过程与合成过程的稳定性，高效快速地实现大量核酸的原位合成。

Description

一种用于合成核酸的合成机构

技术领域

本实用新型涉及生物芯片技术领域，尤其涉及一种用于合成核酸的合成机构。

背景技术

传统的DNA合成通常是在柱式合成仪上完成的，合成反应发生在合成柱中的微孔玻璃小球表面上，受限于合成柱的尺寸，柱式合成仪的通量通常不高，只能达到1500～1600；而合成柱一般为一次性的柱子，使用时直接放置，容易出现晃动的情况，甚至与进液管道之间脱离开，DNA合成仪整体稳定性不好；而目前对于DNA合成的研究方向包括喷墨打印、电化学合成、光化学合成与热化学合成等方式进行高通量合成，其中，电化学合成采用新型的电化学合成芯片进行合成，但是在合成过程中仍旧缺乏稳定的安装固定结构。

因此，需要一种用于合成核酸的合成机构，便于操作使用，同时固定牢靠，合成过程稳定性好，能够高效快速地实现大量核酸的原位合成。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于合成核酸的合成机构，无需复杂操作，便于操作使用，同时固定牢靠，合成过程稳定性好，能够高效快速地实现大量核酸的原位合成。所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种用于合成核酸的合成机构，包括夹持组件与至少一个基于芯片的合成组件，所述基于芯片的合成组件包括高通量合成芯片，所述高通量合成芯片用于原位合成核酸；

所述夹持组件包括第一夹具、第二夹具与至少一个容纳腔，所述容纳腔位于所述第二夹具上，所述容纳腔与所述基于芯片的合成组件一一对应设置，用于安装所述基于芯片的合成组件；所述第一夹具与所述第二夹具转动连接，所述第一夹具与所述第二夹具之间的转动角度为0～100°；

所述夹持组件还设置锁紧结构，所述锁紧结构设置于所述第一夹具与所述第二夹具之间，用于在所述夹持组件处于闭合状态时锁紧所述第一夹具与所述第二夹具。

进一步地，所述基于芯片的合成组件还包括进样盖，所述进样盖设置于所述高通量合成芯片上表面。

进一步地，所述用于合成核酸的合成机构还包括多个电极引出结构，所述电极引出结构一端与所述高通量合成芯片上的电极连接点电性连接，所述电极引出结构另一端还用于与电化学机构连接。

进一步地，所述电极引出结构设置于所述第一夹具上，所述进样盖上设置第一避让槽，所述电极引出结构与所述第一避让槽对应设置，用于供所述电极引出结构的内侧与所述高通量合成芯片接触。

进一步地，所述电极引出结构设置于所述进样盖上，所述第一夹具上设置第二避让槽，所述电极引出结构与所述第二避让槽对应设置，用于供所述电极引出结构的外侧与电化学机构连接。

进一步地，所述锁紧结构为卡接式结构，所述卡接式结构包括两个锁紧卡扣，所述锁紧卡扣分别位于所述第一夹具上和所述第二夹具上，两个所述锁紧卡扣相匹配卡接。

进一步地，所述锁紧结构为旋紧式结构，所述旋紧式结构包括螺接件与开口槽，所述开口槽开设于所示第一夹具，所述螺接件与所述第二夹具转动连接，用于在所述螺接件转动至所述开口槽时将所述第一夹具与所述第二夹具紧固连接。

进一步地，所述螺接件包括杆部与旋钮部，所述杆部的一端与所述第二夹具转动连接，所述旋钮部套设于所述杆部，并且所述旋钮部与所述杆部相对转动设置，以使得所述旋钮部能够沿所述杆部的轴向方向移动。

进一步地，所述基于芯片的合成组件上还设置第一导向部，所述第一导向部用于导正所述基于芯片的合成组件的安装方向。

进一步地，所述第二夹具上还设置至少一个拆卸部，所述拆卸部位于所述容纳腔的一侧，并且所述拆卸部与所述容纳腔为一体结构。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

1、采用第一夹具、第二夹具与锁紧结构相配合，结构简单，便于操作使用，能够将基于芯片的合成组件固定于容纳腔中，安装位置准确，锁紧结构使得整个合成机构内部固定牢靠，保证基于芯片的合成组件不易晃动，有利于外部进样机构对准高通量合成芯片进样，高效快速地实现大量核酸的原位合成，进样过程与合成过程的稳定性都好。

2、第一避让槽或者第二避让槽与电极引出结构相配合，使得电化学机构能够与电极引出结构相连接，进而对高通量合成芯片上的工作区域施加电压或者电流，独立地控制各个电极表面上合成反应的发生，大大提升合成通量，同时，还能够实现多种目标产物的合成，扩大适用范围。

3、夹持组件与基于芯片的合成组件之间设置多组导向结构，提升定位准确性，有利于合成反应的正常进行，提升整体机构的运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它附图。

图1为实施例1提供的一种用于合成核酸的合成机构处于打开状态时的结构示意图；

图2为图1中第一夹具的结构示意图；

图3为图1中基于芯片的合成组件与第二夹具的装配示意图；

图4为实施例1提供的一种用于合成核酸的合成机构处于闭合状态时的结构示意图；

图5为图4中用于合成核酸的合成机构的剖面图；

图6为实施例1中进样盖的结构示意图；

图7为图6中进样盖底部的结构示意图；

图8为实施例1中基于芯片的合成组件的纵向半剖视图；

图9为实施例2所提供的一种用于合成核酸的合成机构处于打开状态时的结构示意图；

图10为实施例2所提供的一种用于合成核酸的合成机构处于闭合状态时的结构示意图；

图11为图9中夹持组件的结构示意图；

图12为实施例2中基于芯片的合成组件的部分爆炸图；

图13为进样盖顶层的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：301-基于芯片的合成组件，302-夹持组件，310-高通量合成芯片，311-电极连接点，320-进样盖，321-第一进液孔，322-第一出液孔，323-第一定位部，324-第一避让槽，325-第一导向部，330-反应腔体，340-第一密封部，341-第二密封部，350-安装座，352-第二定位部，360-第一夹具，361-电极引出结构，364-第二避让槽，365-第二进液孔，366-第二出液孔，370-第二夹具，371-第三导向部，380-容纳腔，381-拆卸部，390-锁紧结构，391-锁紧卡扣，392-弹性件，393-螺接件，3931-杆部，3932-旋钮部，394-开口槽。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不能理解为对本实用新型的限制。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。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本实用新型的实施例能够以除了下述图示或下述描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供一种用于合成核酸的合成机构，如说明书附图1～8所示，该用于合成核酸的合成机构包括夹持组件302与至少一个基于芯片的合成组件301，其中，基于芯片的合成组件301中包括一种高通量合成芯片310，能够用于原位合成核酸，并实现高通量合成；而夹持组件302包括第一夹具360、第二夹具370与至少一个容纳腔380，该容纳腔380设置于第二夹具370的上表面，并且容纳腔380与基于芯片的合成组件301一一对应设置，用于将基于芯片的合成组件301稳定安装于容纳腔380中。

此外，根据实际合成的需求，容纳腔380与基于芯片的合成组件301均可以选择设置为一组，则该用于合成核酸的合成机构为单通道合成机构；在本实施例中，如图1和图3所示，基于芯片的合成组件301还可以设置为两个，则该用于合成核酸的合成机构能够进行两通道同步合成，提升整体机构的合成效率；而在本说明书的一个可能的实施方式中，还可以将基于芯片的合成组件301设置为四个、八个、十六个甚至更多，从而实现四通道、八通道、十六通道等多通道同步合成，进一步提升生产效率。

具体地，第一夹具360的一端与第二夹具370的一端转动连接，并且第一夹具360与第二夹具370之间能够转动的转动角度为0～100°，以使得夹持组件302能够在闭合状态与打开状态之间切换；也就是说，在如图4所示的闭合状态下，第一夹具360与第二夹具370之间的角度为0°，第一夹具360覆盖于第二夹具370上；而在如图1所示的打开状态下，第一夹具360与第二夹具370之间的角度为100°，即在夹持组件302打开过程中，第一夹具360相对于第二夹具370转动过100°；而在本说明书的一个可能的实施方式中，该转动角度也可以选择为0～90°，打开时第一夹具360垂直于第二夹具370，具有足够的视野，便于操作人员将基于芯片的合成组件放置到容纳腔380中，使用简单方便；另外，将第一夹具360与第二夹具370转动连接的一端均设为转动连接端，则转动连接端的连接方式可以设置为合页连接，也可以设置为销轴连接，本实用新型对此不作限定，只要能够实现顺畅转动的连接方式都可以在本说明书的保护范围之内。

具体地，如图1所示，该夹持组件302还包括设置于第一夹具360与第二夹具370之间的锁紧结构390，用于在夹持组件302处于闭合状态时锁紧第一夹具360与第二夹具370；在本实施例中，该锁紧结构390为卡接式结构，包括两个锁紧卡扣391，其中一个锁紧卡扣391固定设置于第一夹具360上，而另一个锁紧卡扣391设置于第二夹具370中，则当两个锁紧卡扣391相接触时即可相匹配卡接，将第一夹具360与第二夹具370锁紧；而如说明书附图5所示，第二夹具370中设置锁紧卡扣391的位置上还设置弹性件392，该弹性件392一端与第二夹具370中的锁紧卡扣391相连接，当需要打开夹持组件302时，仅需要在第二夹具370外侧向内部推动锁紧卡扣391，即可将两个锁紧卡扣391分离，而在锁紧状态下，弹性件392向锁紧卡扣391施加一个向外的力，使得该锁紧卡扣391与第一夹具360中的锁紧卡扣391卡接牢固，避免夹持组件302意外打开影响合成反应的正常进行；而在本说明书的一个可能的实施方式中，该弹性件392可以选择为弹簧，成本较低。

具体地，如图1与图8所示，基于芯片的合成组件301还包括进样盖320、反应腔体330与安装座350，安装座350的上表面设置安装槽，高通量合成芯片310安装于该安装槽内，而进样盖320位于高通量合成芯片310上方，其中设置有输液孔，用于供原料试剂通过，进而加入反应腔体330进行合成反应，并且反应腔体330由进样盖320覆盖于高通量合成芯片310上形成，即反应腔体330与高通量合成芯片310的部分上表面相对应，将该部分上表面设为工作区域，则在该基于芯片的合成组件301工作时，原料试剂在该工作区域上进行原位合成反应，得到目标产物(即核酸)，从而实现高通量合成；此外，根据实际的生产需求的不同，目标产物可以选择为DNA，也可以选择为RNA，适用范围广泛；并且，该基于芯片的合成组件能够实现短链DNA的合成，还能够进行DNA原位纯化与拼接，从而合成长链DNA，大幅降低长链DNA合成的成本。

需要说明的是，本说明书中的高通量合成芯片310是一种电化学硅基芯片，其工作区域中布满工作电极，再该高通量合成芯片310通电时，原料试剂能够在该工作区域中的不同工作电极上发生原位合成反应，生成目标产物；则如图8所示，该高通量合成芯片310上设置多个电极连接点311，用于与外部的电化学机构连接，使得电化学机构能够对高通量合成芯片310施加合成电压或者电流，促进合成反应的发生。

具体地，该用于合成核酸的合成机构中还包括多个电极引出结构361，该电极引出结构361的一端与电极连接点311电性连接，另一端用于与电化学机构连接；在本实施例中，如说明书附图2所示，该电极引出结构361设置于第一夹具360上，而如图6所示，进样盖320上设置贯穿该进样盖320的第一避让槽324，该第一避让槽324与电极连接点311对应设置，用于将电极连接点311暴露出进样盖320，同时，该第一避让槽324还与电极引出结构361对应设置，便于电极连接点311与电极引出结构361对应连接，进而与外部的电化学机构连接；此外，在本实施例的一个具体的实施方式中，如图5所示，电极引出结构361可以设置为引针，材料易得，基于芯片的合成组件的加工成本低。

具体地，如图6所示，进样盖320上设置第一进液孔321与第一出液孔322，并且第一进液孔321与第一出液孔322均与反应腔体330连通，以使得原料试剂能够通过第一进液孔321流入反应腔体330，而合成反应所产生的废液又能够从第一出液孔322流出，避免影响下一次合成反应的正常进行；而如图2所示，第一夹具360上设置第二进液孔365与第二出液孔366，第二进液孔365与第一进液孔321对应设置，以便于外部的加样机构与该用于合成核酸的合成机构连接，从而从加样机构中通过第二进液孔365和第一进液孔321向反应腔体330中注入原料试剂；而第二出液孔366与第一出液孔322对应设置，以便于合成反应所产生的废液经由第一出液孔322和第二出液孔366向外排出，保证该用于合成核酸的合成机构能够持续稳定运行。

具体地，如图3所示，基于芯片的合成组件301上设置第一导向部325，用于指示基于芯片的合成组件301的安装方向与安装位置，而第二夹具370上可以对应设置第三导向部371，第一导向部325与第三导向部371之间相匹配，从能能够保证安装方向与安装位置的唯一性，使得安装准确；例如，该第一导向部325可以设置于安装座350的一角，形成缺口形第一导向部325，若没有按照正确的方式放置基于芯片的合成组件301，则会与容纳腔380的边壁、即第三导向部371相抵触，从而起到导向作用。

具体地，如图3所示，第二夹具270上设置至少一个拆卸部381，该拆卸部381与容纳腔380一一对应，呈凹槽状设置于容纳腔380的一侧，在本实施例中，该拆卸部381可以与容纳腔380为一体结构，在加工第二夹具379时，拆卸部381与容纳腔380一体开槽成型；则当需要将基于芯片的合成组件301取出时，操作人员能够轻易拿取，便利性高。

具体地，如图6和7所示，该基于芯片的合成组件301还包括第一密封部340与两个第二密封部341，避免原料试剂泄漏，也避免外部环境污染反应腔体330；其中，第一密封部340设置于进样盖320的内侧面与高通量合成芯片310的上表面之间，并且第一密封部340的中部与反应腔体330相对应，从而为反应腔体330预留出空间，避免因第一密封部340遮挡导致原料试剂无法到达高通量合成芯片310表面，进而影响合成反应的正常进行。

而第二密封部341中的其中一个与第一进液孔321的外侧面相匹配，用于在第一进液孔321与外部连接进样时，防止原料试剂从两者的接触面之间意外渗出；而另一个第二密封部341与第一出液孔322相匹配，用于密封，那么两个第二密封部341之间相配合，就能够密封进样盖320的外侧面，避免原料试剂的意外渗漏，也能够避免污染反应腔体330以及外部环境对合成反应造成的不良影响。

具体地，如图8所示，基于芯片的合成组件中301内部还包括至少一组定位结构，该定位结构包括第一定位部323与第二定位部352，其中，第一定位部323位于进样盖320的下表面，而第二定位部352位于安装座350上，则第一定位部323与第二定位部352相匹配，即可实现进样盖320与安装座350之间良好的定位，进而有利于提升密封效果。

通过上述的实施例可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用第一夹具、第二夹具与锁紧结构相配合，结构简单，便于操作使用，能够将基于芯片的合成组件固定于容纳腔中，安装位置准确，锁紧结构使得整个合成机构内部固定牢靠，保证基于芯片的合成组件不易晃动，有利于外部进样机构对准高通量合成芯片进样，高效快速地实现大量核酸的原位合成，进样过程与合成过程的稳定性都好。

2、第一避让槽或者第二避让槽与电极引出结构相配合，使得电化学机构能够与电极引出结构相连接，进而对高通量合成芯片上的工作区域施加电压或者电流，独立地控制各个电极表面上合成反应的发生，大大提升合成通量，同时，还能够实现多种目标产物的合成，扩大适用范围。

3、夹持组件与基于芯片的合成组件之间设置多组导向结构，提升定位准确性，有利于合成反应的正常进行，提升整体机构的运行稳定性。

4、采用第一密封部与第二密封部，全面地密封反应腔体，最大限度地保证合成反应的反应环境不会被污染。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，如图9～13所示，电极引出结构361设置于进样盖320上，而第一夹具360上设置第二避让槽364，电极引出结构361与第二避让槽364对应设置，以使得电机引出结构361暴露于夹持组件302外，能够与外侧的电化学机构连接。

具体地，如图9所示，进样盖320设置为双层结构，其中进样盖320的顶层固定于进样盖320的底层上，则如图12所示，进样盖320的底层覆盖于高通量合成芯片310上，而如图13所示，电极引出结构361设置于进样盖320的顶层上；而该进样盖320的顶层也可以看作是第一夹具360的一部分，即电极引出结构361仍设置于第一夹具360上，但与第一夹具360分体设置，设置方式灵活，只要保证电极连接点311能够与电化学机构连接即可。

具体地，对于基于芯片的合成组件301，在保证其具有足够强度的前提下，还可以取消设置安装座350，而直接将进样盖320和高通量合成芯片310组成的基于芯片的合成组件301直接安装到相匹配的容纳槽380中，节省装配零件的数量，也节省设备成本。

具体地，如图9和图10所示，锁紧结构390为旋紧式结构，包括螺接件393和开口槽394，其中，开口槽394开设于第一夹具360上，而螺接件393与第二夹具370转动连接，当第一夹具360与第二夹具370处于闭合状态(即两者之间夹角为0°)时，螺接件393能够绕第二夹具370转动至开口槽394中，将第一夹具360与第二夹具370锁紧，连接紧固牢靠。

具体地，如图11所示，螺接件393包括杆部3931与旋钮部3932，杆部3931的一端与第二夹具370转动连接，并且杆部3931的转动方向垂直于第一夹具360与第二夹具370的转动轴的方向，从而使得杆部3931能够转动入开口槽394；而旋钮部3932套设于杆部3931，且旋钮部3932与杆部(3931)相对转动设置，两者的接触面上均设置相匹配的螺纹，以使得旋钮部3932能够沿杆部3931的轴向方向移动，直至旋钮部3932与第一夹具360表面顶紧，而螺纹的设置能够避免旋钮部3932反向旋出导致的锁紧失效，保证夹持组件302在整个合成过程中均处于闭合锁紧的状态，有利于合成反应的顺利进行。

以上所描述的仅为本实用新型的一些实施例而已，并不用于限制本实用新型，本行业的技术人员应当了解，本实用新型还会有各种变化和改进，任何依照本实用新型所做的修改、等同替换和改进都落入本实用新型所要求的保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，包括夹持组件(302)与至少一个基于芯片的合成组件(301)，所述基于芯片的合成组件(301)包括高通量合成芯片(310)，所述高通量合成芯片(310)用于原位合成核酸；

所述夹持组件(302)包括第一夹具(360)、第二夹具(370)与至少一个容纳腔(380)，所述容纳腔(380)位于所述第二夹具(370)上，所述容纳腔(380)与所述基于芯片的合成组件(301)一一对应设置，用于安装所述基于芯片的合成组件(301)；所述第一夹具(360)与所述第二夹具(370)转动连接，所述第一夹具(360)与所述第二夹具(370)之间的转动角度为0～100°；

所述夹持组件(302)还设置锁紧结构(390)，所述锁紧结构(390)设置于所述第一夹具(360)与所述第二夹具(370)之间，用于在所述夹持组件(302)处于闭合状态时锁紧所述第一夹具(360)与所述第二夹具(370)。

2.根据权利要求1所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述基于芯片的合成组件(301)还包括进样盖(320)，所述进样盖(320)设置于所述高通量合成芯片(310)上表面。

3.根据权利要求2所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述用于合成核酸的合成机构还包括多个电极引出结构(361)，所述电极引出结构(361)一端与所述高通量合成芯片(310)上的电极连接点(311)电性连接，所述电极引出结构(361)另一端还用于与电化学机构连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述电极引出结构(361)设置于所述第一夹具(360)上，所述进样盖(320)上设置第一避让槽(324)，所述电极引出结构(361)与所述第一避让槽(324)对应设置，用于供所述电极引出结构(361)的内侧与所述高通量合成芯片(310)接触。

5.根据权利要求3所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述电极引出结构(361)设置于所述进样盖(320)上，所述第一夹具(360)上设置第二避让槽(364)，所述电极引出结构(361)与所述第二避让槽(364)对应设置，用于供所述电极引出结构(361)的外侧与电化学机构连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述锁紧结构(390)为卡接式结构，所述卡接式结构包括两个锁紧卡扣(391)，所述锁紧卡扣(391)分别位于所述第一夹具(360)上和所述第二夹具(370)上，两个所述锁紧卡扣(391)相匹配卡接。

7.根据权利要求1所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述锁紧结构(390)为旋紧式结构，所述旋紧式结构包括螺接件(393)与开口槽(394)，所述开口槽(394)开设于所示第一夹具(360)，所述螺接件(393)与所述第二夹具(370)转动连接，用于在所述螺接件(393)转动至所述开口槽(394)时将所述第一夹具(360)与所述第二夹具(370)紧固连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述螺接件(393)包括杆部(3931)与旋钮部(3932)，所述杆部(3931)的一端与所述第二夹具(370)转动连接，所述旋钮部(3932)套设于所述杆部(3931)，并且所述旋钮部(3932)与所述杆部(3931)相对转动设置，以使得所述旋钮部(3932)能够沿所述杆部(3931)的轴向方向移动。

9.根据权利要求1所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述基于芯片的合成组件(301)上还设置第一导向部(325)，所述第一导向部(325)用于导正所述基于芯片的合成组件(301)的安装方向。

10.根据权利要求1所述的一种用于合成核酸的合成机构，其特征在于，所述第二夹具(370)上还设置至少一个拆卸部(381)，所述拆卸部(381)位于所述容纳腔(380)的一侧，并且所述拆卸部(381)与所述容纳腔(380)为一体结构。

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