CN220932884U - 定量移液装置、定量移液组件及单细胞蛋白质前处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微流控领域，公开了一种定量移液装置、定量移液组件及单细胞蛋白质前处理系统，该定量移液装置包括本体、毛细管、进液管、吸放装置和选择阀；本体上设有固定件、出液管和承载座，承载座用于放置进样容器，毛细管可拆卸安装于固定件，且毛细管安装于固定件时，出液管、毛细管和承载座上的进样容器依次连通；进液管、出液管和吸放装置均与选择阀连接，且选择阀能够切换至进液管与吸放装置连通，或切换至吸放装置与出液管连通。该定量移液装置应用于单细胞蛋白质前处理系统时可以将毛细管吸取的样本液在装置中配成定量的体积至液相色谱仪的进样容器中，相比传统手工移取及配制样本液的操作，具有精确度更高、出样效率更高的特点。

Description

定量移液装置、定量移液组件及单细胞蛋白质前处理系统

技术领域

本实用新型属于微流控技术领域，具体涉及一种定量移液装置、定量移液组件及单细胞蛋白质前处理系统。

背景技术

基于质谱(MS)的蛋白质组学分析已经成为一种强大的技术，可用于识别和定量复杂生物样品中表达的蛋白质组。最常见的蛋白质组学分析方法是“自下而上”的分析方法，其中蛋白质被消化成多肽，然后通过HPLC-MS/MS和数据库搜索进行分析，以确定与组成性肽相关的蛋白质。

目前已经涌现出许多自下而上的蛋白质组学分析方法在生物医学中的应用趋势。一个重要的趋势是突破可以从微小样本(例如从单个哺乳动物细胞产生的裂解物)中识别出的蛋白质数量的极限。就在几年前，这类研究的记录是在每个细胞中可以识别几百个蛋白质。最近，将离子迁移谱(IMS)与传统的质谱方法集成在一起的方法已经将这一记录推到了可以在每个细胞中识别出数千个蛋白质。

自下而上的蛋白质组学分析在生物医学中的应用的另一个趋势是开发用质量标签对样品进行差异标记的策略，以允许对样品进行半定量比较分析。然而，对于微量样品的高灵敏、可重复分析仍然存在样品易损失、反应易污染、结果难重复等问题。

针对上述问题，一种潜在解决方案是采用微型化的液体处理技术：数字微流控技术(DMF)进行微量样品的自动化处理。DMF技术是一种基于电场控制液滴在电极阵列上运动的技术，其微量化的处理体积为反应提供了快速传热和传质的优势，而该系统的半封闭和自动化控制模式可有效减少手动操作引入的污染和人为操作误差。

然而，在数字微流控芯片进行蛋白质前处理(单细胞分离、裂解、烷基化、还原反应等)后，处理完的单细胞液需要进入液相色谱仪中进行色谱分析。由于液相色谱的进样体积通常需要在2-10uL，而利用微流控芯片进行蛋白质前处理后的样本液滴体积很小(eg.200nL)，因此会导致蛋白质前处理后的样本液滴无法直接进液相色谱，即使用液相色谱仪的进样针直接吸取，也会存在由于样本体积太小而吸不到的问题，而即使吸取到样本液后，仍需对样本液定量配制至2-10uL，目前一般是采用人工方式进行定量配制，容易出现配制体积过大或者过小的情况，当配制体积小于预设体积时，液相色谱仪会有吸入空气的风险，而定量配制体积大于预设体积时，可能会导致上样不完全，影响检测效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对蛋白质前处理后的样本液进行定量配制并移取至液相色谱仪的进样容器中进行液-质检测的定量移液装置。

实现上述目的包括如下技术方案。

本实用新型第一方面提供一种定量移液装置，所述定量移液装置包括本体、毛细管、进液管、吸放装置和选择阀；

所述本体上设有固定件、出液管和承载座，所述承载座用于放置进样容器，所述毛细管可拆卸安装于所述固定件，且所述毛细管安装于所述固定件时，所述出液管、毛细管和所述承载座上的进样容器依次连通；

所述进液管、出液管和所述吸放装置均与所述选择阀连接，且所述选择阀能够切换至所述进液管与所述吸放装置连通，或切换至所述吸放装置与所述出液管连通。

在其中一些实施例中，所述固定件活动设置于所述本体上，所述定量移液装置还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置的输出端与所述固定件连接并带动所述固定件相对所述本体在所述出液管和所述承载座之间移动。

在其中一些实施例中，所述承载座活动设置于所述本体上，所述定量移液装置还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出端与所述承载座连接并带动所述承载座朝靠近或远离所述固定件的方向往复移动。

在其中一些实施例中，所述出液管和所述承载座在所述本体的高度方向上相对设置，且所述出液管位于所述承载座的上方。

在其中一些实施例中，所述固定件包括连接体以及设置于连接体上的两个夹持件；所述连接体与所述第一驱动装置的输出端连接，所述夹持件为弹性结构，两个所述夹持件配合形成非闭合的弹性抱夹结构。

在其中一些实施例中，所述承载座包括承载板以及竖向连接于所述承载板上的侧板；所述侧板与所述第二驱动装置的输出端连接，所述承载板上开设有放置槽，所述放置槽的槽壁朝所述侧板的一侧倾斜设置。

在其中一些实施例中，所述吸放装置包括第三驱动装置和注射器，所述注射器具有注射主体以及设置于所述注射主体内的推杆，所述第三驱动装置的输出端与所述推杆连接并带动所述推杆在所述注射主体内往复移动以进行吸液或者放液操作。

在其中一些实施例中，所述本体上还设置有观察窗，所述本体对应于所述观察窗处开设有贯穿的放置孔，所述毛细管可拆卸地插接于所述放置孔，且所述观察窗对应于所述放置孔的相对两侧设置有发光体。

在其中一些实施例中，所述放置孔的孔壁还设有用于感应所述毛细管插接于所述放置孔状态的传感器。

本实用新型第二方面提供一种定量移液组件，所述定量移液组件包括本体、进液管、吸放装置和选择阀；

所述本体上设有固定件、出液管和承载座，所述出液管和所述固定件对应设置，所述固定件和所述承载座对应设置；

所述进液管、出液管和所述吸放装置均与所述选择阀连接，且所述选择阀能够切换至所述进液管与所述吸放装置连通，或切换至所述吸放装置与所述出液管连通。

本实用新型第三方面提供一种单细胞蛋白质前处理系统，所述单细胞蛋白质前处理系统包括微流控芯片和如上所述的定量移液装置，所述微流控芯片具有出样孔，所述毛细管能够插入所述出样孔以吸取样本液，取样后的毛细管安装于所述固定件以对样本液进行定量配制。

本实用新型所提供的技术方案具有以下的优点及效果：

该定量移液装置通过本体、毛细管、进液管、吸放装置和选择阀配合设置，其中该毛细管能够用于吸取蛋白质前处理得到的样本液，且毛细管可拆卸地安装于本体的固定件，毛细管安装于该固定件时，本体上的出液管、毛细管和承载座上放置的进样容器依次连通，与此同时通过选择阀切换至进液管与吸放装置连通或切换至吸放装置与出液管连通，能够将定量溶液依次经进液管、吸放装置、出液管后吸入毛细管，带动毛细管内的样本液同步冲出至进样容器，从而将样本液定量配制至预定体积量适应于液-质检测用。故此，该定量移液装置应用于单细胞蛋白质前处理系统时可以将毛细管吸取的样本液在装置中配成定量的体积至液相色谱仪的进样容器中，相比传统手工移取及配制样本液的操作，具有更稳定、精确度更高、出样效率更高的特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的定量移液装置的结构示意图；

图2是图1的定量移液装置除去外壳后的结构示意图；

图3是图2的定量移液装置的局部结构示意图；

图4是图2的毛细管、固定件和出液管的结构示意图；

图5是图2的毛细管的结构示意图。

附图标记说明：

100、定量移液装置；

1、本体；11、固定件；111、连接体；112、夹持件；12、出液管；13、承载座；131、承载板；132、侧板；133、放置槽；14、观察窗；141、放置孔；142、发光体；143、传感器；2、毛细管；21、管身；22、连接管；3、进液管；4、吸放装置；41、第三驱动装置；411、第三驱动电机；412、第三丝杆；413、第三滑块；42、注射器；421、推杆；5、选择阀；6、第一驱动装置；61、第一驱动电机；62、第一丝杆；63、第一滑块；7、第二驱动装置；71、第二驱动电机；72、第二丝杆；73、第二滑块；8、保护壳；81、按键；

200、进样容器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照说明书附图对本实用新型的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文中“固定于”、“连接于”，可以是直接固定或连接于一个元件，也可以是间接固定或连接于一个元件。

需要说明的是，该定量移液装置100可以应用于各种生化实验中的溶液移取及定量配制的操作，在此不作特别的限制。具体在本实施例中，该定量移液装置100应用于单细胞蛋白质前处理系统中，用于将微流控芯片进行蛋白质前处理后得到的样本液进行定量配制并能够移取至液相色谱仪的进样容器200中进行液-质检测。

本实用新型提供一种定量移液装置100，如图1至图5所示，定量移液装置100包括本体1、毛细管2、进液管3、吸放装置4和选择阀5。

本体1上设有固定件11、出液管12和承载座13，承载座13用于放置进样容器200，毛细管2可拆卸安装于固定件11，且毛细管2安装于固定件11时，出液管12、毛细管2和承载座13上的进样容器200依次连通。

进液管3、出液管12和吸放装置4均与选择阀5连接，且选择阀5能够切换至进液管3与吸放装置4连通，或切换至吸放装置4与出液管12连通。其中，该进液管3可以外接用于与样本液定量配制的溶液瓶或者是用于清洗的溶液瓶，具体可以根据实际需要连接不同的溶液瓶，在此不作特别的限制。当选择阀5切换至进液管3与吸放装置4连通时，通过吸放装置4的作用能够将进液管3外接的溶液瓶的溶液吸入，随后选择阀5切换至吸放装置4与出液管12连通，通过吸放装置4的作用能够将吸入的定量溶液经出液管12排入毛细管2，带动毛细管2内的样本液同步冲出至进样容器200，从而将进样容器200中的样本液定量配制至预定体积量，其中该进样容器200可以适配于液相色谱仪，以能够将盛接的预定体积量的样本液进行液-质检测。

具体地，该定量移液装置100应用于单细胞蛋白质前处理系统时，其中数字微流控芯片进行蛋白质前处理后得到大约200nL的样本液，该样本液移动至芯片的出样孔，使用上述的毛细管2，其中可以通过人工抓取毛细管2或者通过自动抓取设备抓取毛细管2吸取出样孔中的样品液，随后将吸取有样本液的毛细管2固定于固定件11处，此时出液管12、毛细管2和承载座13上的进样容器200依次连通，根据样本液的配置要求，如需要将200nL样本液加入甲酸溶液配制为2uL，则可以在进液管3处外接甲酸溶液，当选择阀5切换至进液管3与吸放装置4连通时，吸放装置4定量吸入甲酸溶液1.8uL，随后选择阀5切换至吸放装置4与出液管12连通时，吸放装置4能够将定量吸入的甲酸溶液经出液管12排出至毛细管2，带动毛细管2内的样本液同步冲出至进样容器200中，得到定量的2uL样本配制液，从而能够将样本液定量配制至预定体积量进行液-质检测。

而在吸液完成需要进行清洗时，此时毛细管2从固定件11处拆卸下来，出液管12处连通清洗液，同时进液管3处连通清洗液，通过选择阀5切换至吸放装置4与出液管12连通，吸放装置4抽取清洗液经出液管12和吸放装置4进行清洗，随后再将清洗后的清洗液通过该吸放装置4经出液管12排出。同理，选择阀5切换至吸放装置4与进液管3连通，吸放装置4抽取清洗液经进液管3和吸放装置4进行清洗，随后再将清洗后的清洗液通过该吸放装置4经进液管3排出。

综上，该定量移液装置100通过设置本体1、毛细管2、进液管3、吸放装置4和选择阀5，其中该毛细管2能够用于吸取蛋白质前处理得到的样本液，且毛细管2可拆卸地安装于本体1的固定件11，毛细管2安装于该固定件11时，出液管12、毛细管2和承载座13上的进样容器200依次连通，与此同时通过选择阀5切换至进液管3与吸放装置4连通或切换至吸放装置4与出液管12连通，能够将定量溶液依次经进液管3、吸放装置4、出液管12后吸入毛细管2，带动毛细管2内的样本液同步冲出至进样容器200，从而将样本液定量配制至预定体积量适应于液-质检测用。故此，该定量移液装置100应用于单细胞蛋白质前处理系统时可以将毛细管2吸取的样本液在装置中配成定量的体积至液相色谱仪的进样容器200中，相比传统手工移取及配制样本液的操作，具有更稳定、精确度更高、出样效率更高的特点，在蛋白组分析一次需要多个样本时，采用该定量移液装置100可以提升效率。

在一些实施例中，如图2和图3所示，固定件11活动设置于本体1上，定量移液装置100还包括第一驱动装置6，第一驱动装置6的输出端与固定件11连接并带动固定件11相对本体1在出液管12和承载座13之间移动。可以理解地，通过设置该第一驱动装置6驱动固定件11移动，从而在毛细管2安装于该固定件11时，可以通过该第一驱动装置6带动毛细管2朝出液管12的方向移动至与该出液管12紧密配合状态，便于溶液从出液管12进入毛细管2。当需要将毛细管2从本体1的固定件11上卸载下来时，通过第一驱动装置6带动毛细管2反向运动即可使毛细管2离开该出液管12，此时可以将毛细管2卸载下来，能够使毛细管2位置灵活变动，且操作简单方便。其中，该第一驱动装置6可以是丝杆滑台电机等能够驱动固定件11直线运动的装置，在此不作特别的限制。

具体在本实施例中，如图3所示，该第一驱动装置6包括第一驱动电机61、第一丝杆62和第一滑块63；所述第一丝杆62沿本体1的竖向方向设置于本体1上，所述第一驱动电机61设置于所述本体1上，且所述第一驱动电机61带动所述第一滑块63沿所述第一丝杆62往复滑动，所述固定件11设置于所述第一滑块63上。

在一些实施例中，如图2和图3所示，承载座13活动设置于本体1上，定量移液装置100还包括第二驱动装置7，第二驱动装置7的输出端与承载座13连接并带动承载座13朝靠近或远离固定件11的方向往复移动。可以理解地，由于毛细管2在第一驱动装置6的带动下可以往复移动，位置灵活变动，因此通过设置该第二驱动装置7带动承载座13朝靠近或远离固定件11的方向往复移动，能够适应毛细管2的位置变化以及能够避免在毛细管2装卸时对毛细管2的位置造成干扰，从而在在毛细管2向上移动至与出液管12紧密配合状态时，承载座13上放置的进样容器200仍能够仍与毛细管2的出液端相抵，以顺利盛接从毛细管2排出来的溶液。其中，该第二驱动装置7可以是丝杆滑台电机等能够驱动承载座13直线运动的装置，在此不作特别的限制。

具体在本实施例中，如图3所示，该第二驱动装置7包括第二驱动电机71、第二丝杆72和第二滑块73；第二丝杆72沿本体1的竖向方向设置于本体1上，第二驱动电机71设置于本体1上，且第二驱动电机71带动第二滑块73沿第二丝杆72往复滑动，承载座13设置于第二滑块73上。

在一些实施例中，如图3所示，出液管12和承载座13在本体1的高度方向上相对设置，且出液管12位于承载座13的上方，以使毛细管2安装于固定件11时，溶液可以从位于高处的出液管12处在重力的作用下经毛细管2排出至承载座13上的进样容器200，提高溶液排出的顺畅性。

在一些实施例中，如图2所示，固定件11包括连接体111以及设置于连接体111上的两个夹持件112；连接体111与第一驱动装置6的输出端连接，夹持件112为弹性结构，两个夹持件112配合形成非闭合的弹性抱夹结构。通过两个夹持件112弹性抱夹毛细管2，能够稳固地固定该毛细管2，且具有装卸方便的特点。此外，需要说明的是，如图4和图5所示，该毛细管2包括管身21以及与该管身21连接的连接管22，该连接管22的外壁能够被夹持件112夹持，且连接管22的管口能够与出液管12形成紧密配合状态。

在一些实施例中，如图2所示，承载座13包括承载板131以及竖向连接于承载板131上的侧板132；侧板132与第二驱动装置7的输出端连接，承载板131上开设有放置槽133，放置槽133的槽壁朝侧板132的一侧倾斜设置。倾斜槽壁的放置槽133在放置进样容器200后，能够使进样容器200朝侧板132的一侧倾斜设置，以使进样容器200的内侧壁与毛细管2的出液端相抵，便于溶液从毛细管2转移至进样容器200，且有效避免溶液溅出。

在一些实施例中，如图2和图3所示，吸放装置4包括第三驱动装置41和注射器42，注射器42具有注射主体以及设置于注射主体内的推杆421，第三驱动装置41的输出端与推杆421连接并带动推杆421在注射主体内往复移动以进行吸液或者放液操作。第三驱动装置41如丝杆滑台电机的输出端驱动注射器42的推杆421运动，以自动形成吸液或者放液操作，从而能够对毛细管2吸取的样本液进行自动定量配制溶液操作。

具体在本实施例中，如图3所示，该第三驱动装置41包括第三驱动电机411、第三丝杆412和第三滑块413；第三丝杆412沿本体1的竖向方向设置于本体1上，第三驱动电机411设置于本体1上，且第三驱动电机411带动第三滑块413沿第三丝杆412往复滑动，推杆421设置于第三滑块413上。此外，该第三滑块413的末端呈L形结构，推杆421的末端连接于该L形结构处。

在一些实施例中，如图1和图2所示，本体1上还设置有观察窗14，本体1对应于观察窗14处开设有贯穿的放置孔141，毛细管2可拆卸地插接于放置孔141，且观察窗14对应于放置孔141的相对两侧设置有发光体142。可以理解地，通过设置观察窗14，并在观察窗14处设置发光体142，能够使观察窗14处对应于放置孔141的位置形成光亮区域，将毛细管2插接于放置孔141可使毛细管2处于光亮区域，便于观察毛细管2内的液体高度。

在一些实施例中，如图2所示，放置孔141的孔壁还设有用于感应毛细管2插接于放置孔141状态的传感器143。其中当该传感器143感应到毛细管2插入放置孔141后，此时发光体142即可发光形成光亮区域照亮毛细管2，便于观察毛细管2内的液体高度。

在一些实施例中，如图2所示，该进液管3、吸放装置4和选择阀5均设置于该本体1的适应位置上，具体在本实施例中，该进液管3和选择阀5均设置于吸放装置4的上方，进液管3、吸放装置4和出液管12位于本体1的同一平面处。

在一些实施例中，如图1所示，该定量移液装置100还包括保护壳8，保护壳8罩设于本体1，且固定件11和承载座13外露于保护壳8。

在一些实施例中，如图1所示，该保护壳8上还设置有按键81，该按键81用于控制该定量移液装置100整个装置的启闭状态。

本实用新型还提供一种定量移液组件，如图1至图3所示，定量移液组件包括本体1、进液管3、吸放装置4和选择阀5。

本体1上设有固定件11、出液管12和承载座13，出液管12和固定件11对应设置，固定件11和承载座13对应设置。

进液管3、出液管12和吸放装置4均与选择阀5连接，且选择阀5能够切换至进液管3与吸放装置4连通，或切换至吸放装置4与出液管12连通。

本实用新型还提供一种单细胞蛋白质前处理系统，该单细胞蛋白质前处理系统包括微流控芯片和如上的定量移液装置100，微流控芯片具有出样孔，毛细管2能够插入出样孔以吸取样本液，取样后的毛细管2安装于固定件11以对样本液进行定量配制并能够将定量配置的样本液便捷地移取到液相色谱仪中进行检测。

综上，该单细胞蛋白质前处理系统设置该该定量移液装置100，能够很好地吸取微流控芯片经蛋白质前处理得到的样本液，并将吸取的样本液在装置中配成定量的体积，并能够便捷地转移至液相色谱仪的进样容器200中，相比传统的完全手工移取及配制样本液的操作，具有更稳定、精确度更高、出样效率更高的特点。

以上实施例也并非是基于本实用新型的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.定量移液装置，其特征在于，所述定量移液装置包括本体、毛细管、进液管、吸放装置和选择阀；

所述本体上设有固定件、出液管和承载座，所述承载座用于放置进样容器，所述毛细管可拆卸安装于所述固定件，且所述毛细管安装于所述固定件时，所述出液管、毛细管和所述承载座上的进样容器依次连通；

所述进液管、出液管和所述吸放装置均与所述选择阀连接，且所述选择阀能够切换至所述进液管与所述吸放装置连通，或切换至所述吸放装置与所述出液管连通。

2.如权利要求1所述的定量移液装置，其特征在于，所述固定件活动设置于所述本体上，所述定量移液装置还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置的输出端与所述固定件连接并带动所述固定件相对所述本体在所述出液管和所述承载座之间移动。

3.如权利要求2所述的定量移液装置，其特征在于，所述承载座活动设置于所述本体上，所述定量移液装置还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出端与所述承载座连接并带动所述承载座朝靠近或远离所述固定件的方向往复移动。

4.如权利要求2所述的定量移液装置，其特征在于，所述出液管和所述承载座在所述本体的高度方向上相对设置，且所述出液管位于所述承载座的上方。

5.如权利要求2所述的定量移液装置，其特征在于，所述固定件包括连接体以及设置于连接体上的两个夹持件；所述连接体与所述第一驱动装置的输出端连接，所述夹持件为弹性结构，两个所述夹持件配合形成非闭合的弹性抱夹结构。

6.如权利要求3所述的定量移液装置，其特征在于，所述承载座包括承载板以及竖向连接于所述承载板上的侧板；所述侧板与所述第二驱动装置的输出端连接，所述承载板上开设有放置槽，所述放置槽的槽壁朝所述侧板的一侧倾斜设置。

7.如权利要求1所述的定量移液装置，其特征在于，所述吸放装置包括第三驱动装置和注射器，所述注射器具有注射主体以及设置于所述注射主体内的推杆，所述第三驱动装置的输出端与所述推杆连接并带动所述推杆在所述注射主体内往复移动以进行吸液或者放液操作。

8.如权利要求1所述的定量移液装置，其特征在于，所述本体上还设置有观察窗，所述本体对应于所述观察窗处开设有贯穿的放置孔，所述毛细管可拆卸地插接于所述放置孔，且所述观察窗对应于所述放置孔的相对两侧设置有发光体。

9.如权利要求8所述的定量移液装置，其特征在于，所述放置孔的孔壁还设有用于感应所述毛细管插接于所述放置孔状态的传感器。

10.定量移液组件，其特征在于，所述定量移液组件包括本体、进液管、吸放装置和选择阀；

所述本体上设有固定件、出液管和承载座，所述出液管和所述固定件对应设置，所述固定件和所述承载座对应设置；

所述进液管、出液管和所述吸放装置均与所述选择阀连接，且所述选择阀能够切换至所述进液管与所述吸放装置连通，或切换至所述吸放装置与所述出液管连通。

11.单细胞蛋白质前处理系统，其特征在于，所述单细胞蛋白质前处理系统包括微流控芯片和如权利要求1至9任一项所述的定量移液装置，所述微流控芯片具有出样孔，所述毛细管能够插入所述出样孔以吸取样本液，取样后的毛细管安装于所述固定件以对样本液进行定量配制。