CN221094164U - 用于配方筛选及反应动力研究的流体系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，包括供液系统、流动池系统和宏观光学观察系统，供液系统包括旋转阀组件以及与旋转阀组件连接的若干试剂存储装置；流动池系统包括流动池、承载台、进液组件、出液组件、动力源和温控组件，流动池包括若干并行的流体通道；承载台装设于流动池的下方；进液组件、出液组件分别设置于若干流体通道的入口、出口；温控组件用于调控流动池的温度；宏观光学观察系统装设于流动池系统的上方，宏观光学观察系统包括激发光源、光学镜头、光学滤镜和面阵相机；本申请公开的方案，结构简单，可以实现整条流道的整体成像，满足不同的测试需求，大大提高测试效率，并能够获得精准的数据信息。

Description

用于配方筛选及反应动力研究的流体系统

技术领域

本公开涉及生化检测技术领域，尤其涉及一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统。

背景技术

基因测序是一种新型基因检测技术，能够从血液或者人体附属物中分析测定基因序列，预测患多种疾病的可能性，如癌症或白血病等，基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用；在基因测序领域，基因测序芯片被广泛用于高通量测序和个体基因组学研究等应用。

基因芯片的原型是80年代中期提出的，基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度，获得一组序列完全互补的探针序列，据此可重组出待测核酸的序列。

在现有技术中，对于基因测序开发的前期过程，都是通过理论模拟进行验证，然后造出实物进行测试，导致周期长；当在实测中发现问题后，需要重新修改工装，浪费人力物力；并且以前的系统芯片小，需要手动注射液体，手动清洗，也导致整体研究周期长，浪费大量的人力物力。

实用新型内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，至少部分的解决现有技术中存在的研发周期长、操作复杂、浪费大量人力物力等的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，包括：

供液系统，包括旋转阀组件以及与所述旋转阀组件连接的若干试剂存储装置；

流动池系统，包括流动池、承载台、进液组件、出液组件、动力源和温控组件，所述流动池包括若干并行的流体通道；所述承载台装设于所述流动池的下方；所述进液组件、所述出液组件分别设置于若干所述流体通道的入口、出口；所述温控组件用于调控所述流动池的温度；

装设于所述流动池系统上方的宏观光学观察系统，所述宏观光学观察系统包括激发光源、光学镜头、光学滤镜和面阵相机。

可选的，所述激发光源装设于所述流动池系统的上方，用于发射预设波长的光源；

所述流体通道存储有荧光试剂，所述光源与所述荧光试剂相匹配；

所述光学镜头设置于所述流动池的正上方；

所述光学滤镜装设于所述光学镜头与所述面阵相机之间，以过滤掉激发光及杂散光；

所述面阵相机用于实时采集荧光试剂通入过程图像信息以及生化反应过程图像信息。

可选的，所述荧光试剂为cy3荧光素；

所述激发光源为LED环形光源；

所述预设波长为λ，520nm≤λ≤530nm。

可选的，所述进液组件包括入口汇流板以及入口连接管；

所述入口汇流板开设有第一入口以及若干第一出口，所述第一入口通过所述入口连接管与所述旋转阀的出口连接；若干所述第一出口独立设置，且若干所述第一出口均与所述第一入口连通。

可选的，所述出液组件包括出口汇流板和出口连接管；

所述出口汇流板开设有若干通孔，若干所述通孔通过若干所述出口连接管与所述动力源连接。

可选的，若干所述试剂存储装置择一与所述旋转阀组件的入口连通；

若干所述试剂存储装置包括若干测序清洗液存储罐、扩增试剂存储罐、测序试剂底物存储罐、若干油封试剂存储罐、缓冲清洗液存储罐、荧光染液存储罐、反应试剂存储罐。

可选的，该系统还包括总控中心，所述动力源、所述温控组件、所述面阵相机均与所述总控中心信号连接；

在第一工作状态下，所述总控中心控制所述动力源从所述测序试剂底物存储罐中抽取反应液，灌满若干所述流体通道；所述总控中心控制所述动力源按照第一流速从所述油封试剂存储罐中抽取第一预设体积的油封试剂，所述反应液在所述油封试剂的推动下向外流动；所述总控中心控制所述动力源按照第二流速从对应的所述测序清洗液存储罐中抽取第二预设体积的对应清洗液，所述油封试剂在所述清洗液的推动下向外流动；所述总控中心基于所述面阵相机获取的图像信息判断若干所述流体通道内是否残留浮油，以获得目标类型的清洗液；

在第二工作状态下，所述总控中心按照第一预设策略进行对应清洗液的抽取，基于所述面阵相机获取的图像信息获得目标类型的清洗液所对应的目标消耗量以及目标清洗速度；

在第三工作状态下，所述总控中心控制所述动力源从所述测序清洗液存储罐中抽取目标类型的清洗液，灌满若干所述流体通道；所述总控中心控制所述动力源从所述荧光染液存储罐中抽取预设浓度的荧光染液，以将若干所述流体通道内布满染液，所述目标类型的清洗液在所述荧光染液的推动下向外移动；所述总控中心控制所述动力源从所述缓冲清洗液存储罐中以第三流速抽取第三预设体积的缓冲清洗液，以清洗所述荧光染液；所述总控中心基于所述面阵相机获取的图像信息判断若干所述流体通道内是否残留染液，以获得缓冲清洗液的目标消耗量以及目标清洗速度；

在第四工作状态下，所述总控中心控制所述动力源从所述缓冲清洗液存储罐中抽取缓冲清洗液，灌满若干所述流体通道；所述总控中心控制所述动力源从所述反应试剂存储罐中抽取第四预设体积的反应试剂；所述总控中心控制所述动力源从所述油封试剂存储罐中抽取第五预设体积的油封试剂，以将所述流体通道的微坑里面的反应试剂封存；所述总控中心基于所述面阵相机获取的图像信息判断若干所述流体通道内存在的荧光浓度是否大于预设值，以获得反应试剂的目标消耗量；

在第五工作状态下，所述总控中心基于所述面阵相机获取的图像信息判断在多次测试后若干所述流体通道内是否存在异常信息，所述异常信息包括残水、残油和界面不整齐；

在第六工作状态下，若干所述油封试剂存储罐中存储有不同浓度表面活性剂的油封试剂；所述总控中心控制所述动力源从所述油封试剂存储罐中抽取对应的油封试剂进行测试，基于所述面阵相机获取的图像信息判断油封效果，以获得含有目标浓度表面活性剂的油封试剂；

在第七工作状态下，所述总控中心控制所述面阵相机在反应时长内按照预设间隔拍照以获取图片信息，基于若干所述图片信息获得目标反应效果对应的时长；所述总控中心基于所述面阵相机获取的图像信息判断所述流体通道内是否存在反应异常，所述反应异常包括反应慢、反应过程中出现气泡和反应物液体界面移动。

可选的，所述第一流速为W1，10微升/秒≤W1≤20微升/秒；

所述第一预设体积为单个所述流体通道的N倍，N≥1.1；

所述第二流速为W2，30微升/秒≤W2≤100微升/秒；

所述第二预设体积为V2，150微升≤V2≤500微升；

若干所述测序清洗液存储罐包括甲醇清洗液存储罐、乙醇清洗液存储罐、异丙醇清洗液存储罐、丙酮清洗液存储罐、乙腈清洗液存储罐、含FS-10氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-22氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-30氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-34氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-51氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-60氟表面活性剂的水相溶液存储罐和含FS-81氟表面活性剂的水相溶液存储罐；

所述预设浓度为10微摩尔/升；

所述第三流速为W3，30微升/秒≤W3≤100微升/秒；

所述第三预设体积为单个所述流体通道的M倍，M≥1.1；

所述第四预设体积为单个所述流体通道的P倍，P＞0；

所述第五预设体积为单个所述流体通道的1.5倍；

所述预设值为90％；

所述表面活性剂的浓度C，0＜C≤50倍CMC。

可选的，所述流动池系统还包括第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置；

所述第一限位装置、所述第二限位装置设置于所述承载台的一侧，以对所述流动池的第一侧限位；

所述第三限位装置设置于所述承载台的另一侧，以对所述流动池的第二侧限位；

所述第二侧与所述第一侧邻接。

可选的，所述面阵相机为工业相机FLIR Grasshopper 3GS3-U3-23S6M-C Camera；

所述光学镜头的型号为50mm；

所述光学滤镜的型号为AT605/55m。

本申请公开的方案，结构简单，相比于测序仪的光路，简化了光路结构，无筒镜，无二向色镜，无显微镜镜头，无SCMOS相机，无专用光源，能够实现整条流道的整体成像，满足不同的测试需求，大大提高测试效率，并能够获得精准的数据信息。

本申请公开的方案，能够实现超大芯片的定制化进样处理和温控反应控制，能够提供高分辨率的成像技术，能够更好地满足基因测序领域的需求，以更高效率更低成本的得到最优配方及最优设计，大大加快研发进度，并使测序仪有更好的竞争力，并可以在质检过程中转化为检测工具，提高测序仪系统的可靠性。本申请公开的方案自动化程度高，能够精准进行流量控制，保证上千次的测试进液过程精准性，无需人工参与，即可获得各种测试的数据信息。

上述说明仅是本公开技术方案的概述，为了能更清楚了解本公开的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本公开的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1为本公开实施例提供的一种具体实施例的示意图。

图2为图1中的流动池系统的立体示意图。

图3为图1中的进液组件和出液组件的透视图。

附图标记说明：

110、面阵相机；120、光学滤镜；130、光学镜头；140、激发光源；150、流动池系统；151、流动池；152、承载台、153、进液组件；1531、入口汇流板；1532、入口连接管；154、出液组件；1541、出口汇流板；1542、出口连接管；155、温控组件；156、第一销轴；157、第二销轴；158、第三销轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

参照图1和图2，本申请公开了一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，包括供液系统、流动池系统150、宏观光学观察系统、废液存储系统和总控中心，其中，供液系统用于提供所需的液体试剂，流动池系统150用于提供测试平台，宏观光学观察系统用于快速获取测试信息。

具体地，供液系统包括旋转阀组件以及与旋转阀组件连接的若干试剂存储装置。

若干试剂存储装置择一与旋转阀组件的入口连通。

若干试剂存储装置包括若干测序清洗液存储罐、扩增试剂存储罐、测序试剂底物存储罐、若干油封试剂存储罐、缓冲清洗液存储罐、荧光染液存储罐和反应试剂存储罐。

流动池系统150包括流动池151、承载台152、进液组件153、出液组件154、动力源和温控组件155，流动池151包括若干并行的流体通道；承载台152装设于流动池151的下方；进液组件153、出液组件154分别设置于若干流体通道的入口、出口；温控组件155用于调控流动池151的温度。

宏观光学观察系统装设于流动池系统150的上方，宏观光学观察系统包括激发光源140、光学镜头130、光学滤镜120和面阵相机110。

激发光源140装设于流动池系统150的上方，用于发射预设波长的光源。

流体通道存储有荧光试剂，光源与荧光试剂相匹配。

光学镜头130设置于流动池151的正上方。

光学滤镜120装设于光学镜头130与面阵相机110之间，以过滤掉激发光及杂散光；具体地，光学滤镜120可采用粘接的方式固定在在光学镜头130的C口内侧，用以实现阻挡反射过来的激发光。

面阵相机110用于实时采集荧光试剂通入过程图像信息以及生化反应过程图像信息，总控中心可对采集的信息进行实时或后续分析，用来识别流动池151内通入荧光试剂的过程和生化反应过程中的荧光的增减。

在本实施例中，荧光试剂为cy3荧光素；激发光源140优选为LED环形光源；预设波长为λ，520nm≤λ≤530nm。

在本实施例中，动力源包含四条注射器和选择电磁阀，四条注射器同时由单一电机同时控制移动，流体动力源通过选择阀与废液桶连通。

流动池系统150还包括第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置；第一限位装置、第二限位装置设置于承载台152的一侧，以对流动池151的第一侧限位；第三限位装置设置于承载台152的另一侧，以对流动池151的第二侧限位；第二侧与第一侧邻接。

通过第一限位装置、第二限位装置、第三限位装置的设置，能够保证流动池151安装时与入口汇流板1531、出口汇流板1541上孔的对准，保证液体流通时不会带来外界气泡，从而实现液体的精确控制。

在本实施例中，第一限位装置为第一销轴156，第二限位装置为第二销轴157，第三限位装置为第三销轴158。

在本实施例中，面阵相机110优选为工业相机FLIR Grasshopper 3GS3-U3-23S6M-C Camera。

光学镜头130的型号为50mm，优选地，可采用Nikon的型号216526的50mm的版本。

光学滤镜120采用AT605/55m的型号。

参照图3，进液组件153包括入口汇流板1531以及入口连接管1532；入口汇流板1531开设有第一入口以及若干第一出口，第一入口通过入口连接管1532与旋转阀的出口连接；若干第一出口独立设置，且若干第一出口均与第一入口连通。

出液组件154包括出口汇流板1541和出口连接管1542；出口汇流板1541开设有若干通孔，若干通孔通过若干出口连接管1542与动力源连接。

优选地，流体通道设置有四条。

优选地，废液存储系统为废液桶。

试剂的抽取及反应过程包括：由动力源使用电机稳定的抽取测序试剂。若干试剂存储装置中的一种试剂源经过多进一出的旋转阀，进入入口汇流板，试剂再经过密封圈进入流动池，通过芯片和出口汇流板后，到达动力源的注射器，再切换选择电磁阀的端口，将废液推入废液桶。重复上述试剂的抽取过程，以实现各种测序试剂的转移。在进样完成后，温控组件采用紧密接触的方式实现热量传递，以进行温度及时间控制，从而实现测序反应的发生及稳定的无反应状态的控制。

在本实施例中，动力源、温控组件、面阵相机均与总控中心信号连接；在工作过程中，总控中心基于面阵相机采集的图像信息，实时控制温控组件的温度以及温控时长，以及对图像信息分析处理，获得测试信息。

在第一工作状态下，目的是获取最佳清洗液SR的配方，总控中心控制动力源从测序试剂底物存储罐中抽取反应液，灌满若干流体通道；然后，总控中心控制动力源按照第一流速从油封试剂存储罐中抽取第一预设体积的油封试剂，反应液在油封试剂的推动下向外流动；然后，总控中心控制动力源按照第二流速从对应的测序清洗液存储罐中抽取第二预设体积的对应清洗液，油封试剂在清洗液的推动下向外流动；总控中心基于面阵相机获取的图像信息判断若干流体通道内是否残留浮油，以获得目标类型的清洗液，即最佳的清洗液SR。

其中，第一流速为W1，10微升/秒≤W1≤20微升/秒。

第一预设体积为单个流体通道的N倍，N≥1.1。

优选地，1.1≤N≤5。

在本实施例中，第一预设体积为V1，400微升≤V1≤800微升。

其中，第二流速为W2，30微升/秒≤W2≤100微升/秒。

第二预设体积为V2，150微升≤V2≤500微升。

若干测序清洗液存储罐包括甲醇清洗液存储罐、乙醇清洗液存储罐、异丙醇清洗液存储罐、丙酮清洗液存储罐、乙腈清洗液存储罐、含FS-10氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-22氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-30氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-34氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-51氟表面活性剂的水相溶液存储罐、含FS-60氟表面活性剂的水相溶液存储罐和含FS-81氟表面活性剂的水相溶液存储罐。

清洗液SR包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、含FS-10氟表面活性剂的水相溶液、含FS-22氟表面活性剂的水相溶液、含FS-30氟表面活性剂的水相溶液、含FS-34氟表面活性剂的水相溶液、含FS-51氟表面活性剂的水相溶液、含FS-60氟表面活性剂的水相溶液和含FS-81氟表面活性剂的水相溶液。

在第二工作状态下，目的是找到目标类型的清洗液所需的最小的清洗体积和最快的清洗速度，具体地，总控中心按照第一预设策略进行对应清洗液的抽取，基于面阵相机获取的图像信息获得目标类型的清洗液所对应的目标消耗量以及目标清洗速度。

具体地，对于选定的目标类型的清洗液，在第一种测试中，以第二预设体积的上限值作为定量，将第二流速划分为若干组递减的流速进行测试，根据面阵相机获取的图像信息，确定当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小流速值，作为初始最佳速度。

然后，以该初始最佳速度作为定量，将第二预设体积划分为若干组递减的体积进行测试，根据面阵相机获取的图像信息，确定当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小体积值，作为初始最佳体积。

若对于体积划分时的递减值大于10％，则会再对初始最佳体积进行测试；具体地，对小于初始最佳体积的10％、大于初始最佳体积的10％进行测试，若小于初始最佳体积的10％在测试中发现流体通道内没有残留浮油，则以初始最佳体积作为目标类型的清洗液所对应的目标消耗量，即最佳体积用量；若小于初始最佳体积的10％在测试中发现流体通道内存在残留浮油，则将大于初始最佳体积的10％的体积值作为目标类型的清洗液所对应的目标消耗量，即最佳体积用量。

若对于体积划分时的递减值不大于10％，则以初始最佳体积作为目标类型的清洗液所对应的目标消耗量，即最佳体积用量。

在本实施例中，第二预设体积的上限值为500微升，第二流速可以划分为100微升/秒、80微升/秒、50微升/秒、30微升/秒，通过测试可以获取当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小流速值，即可以先定最大的体积值，去确定合适的流速。

然后将第二预设体积从500微升依次按照100微升递减进行实验，获得当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小体积值，作为初始最佳体积。

100微升递减为20％，则基于初始最佳体积，再进行小于初始最佳体积的10％、大于初始最佳体积的10％的两个体积值的测试。

在第三工作状态下，即确定缓冲清洗液BF1的最佳清洗体积和流速，目的是开发多少体积或哪种组分的缓冲清洗液BF1可以有利于清洗液SR的清洗干净；具体地，总控中心控制动力源从测序清洗液存储罐中抽取目标类型的清洗液，灌满若干流体通道；总控中心控制动力源从荧光染液存储罐中抽取预设浓度的荧光染液，以将若干流体通道内布满染液，目标类型的清洗液在荧光染液的推动下向外移动；总控中心控制动力源从缓冲清洗液存储罐中以第三流速抽取第三预设体积的缓冲清洗液，以清洗荧光染液；总控中心基于面阵相机获取的图像信息判断若干流体通道内是否残留染液，以获得缓冲清洗液的目标消耗量以及目标清洗速度，即根据拍到的宏观荧光图，判断腔体内的染液是否全都被洗掉。

第三流速为W3，30微升/秒≤W3≤100微升/秒。

第三预设体积为单个流体通道的M倍，M≥1.1。

优选地，10≥M≥1.1。

或者，第三预设体积为V3，150微升≤V3≤500微升。

在本实施例中，对于缓冲清洗液的目标消耗量以及目标清洗速度的获取，先以第三预设体积的上限值作为定量(例如500微升)，将第三流速划分为若干组递减的流速进行测试(例如100微升/秒、50微升/秒、30微升/秒)，根据面阵相机获取的图像信息，确定当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小流速值，作为初始最佳速度。

然后，以该初始最佳速度作为定量，将第三预设体积划分为若干组递减的体积进行测试(例如500微升、400微升、300微升、200微升、150微升)，根据面阵相机获取的图像信息，确定当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小体积值，作为初始最佳体积。

若对于体积划分时的递减值大于10％，则会再对初始最佳体积进行测试；具体地，对小于初始最佳体积的10％、大于初始最佳体积的10％进行测试，若小于初始最佳体积的10％在测试中发现流体通道内没有残留浮油，则以初始最佳体积作为缓冲清洗液的目标消耗量，即最佳体积用量；若小于初始最佳体积的10％在测试中发现流体通道内存在残留浮油，则将大于初始最佳体积的10％的体积值作为缓冲清洗液的目标消耗量，即最佳体积用量。

若对于体积划分时的递减值不大于10％，则以初始最佳体积作为缓冲清洗液的目标消耗量，即最佳体积用量。

然后以最佳体积用量为定量，将小于初始最佳速度的10％、大于初始最佳速度的10％进行测试，若小于初始最佳速度的10％在测试中发现流体通道内没有残留浮油，则以初始最佳速度作为缓冲清洗液的目标清洗速度，即最佳速度用量；若小于初始最佳速度的10％在测试中发现流体通道内存在残留浮油，则将大于初始最佳速度的10％的速度值作为缓冲清洗液的目标清洗速度，即最佳速度用量。

在第四工作状态下，即开发最少反应试剂FRn的体积及流速，具体地，总控中心控制动力源从缓冲清洗液存储罐中抽取缓冲清洗液，灌满若干流体通道；总控中心控制动力源从反应试剂存储罐中抽取第四预设体积的反应试剂；总控中心控制动力源从油封试剂存储罐中抽取第五预设体积的油封试剂，以将流体通道的微坑里面的反应试剂封存；总控中心基于面阵相机获取的图像信息判断若干流体通道内存在的荧光浓度是否大于预设值，以获得反应试剂的目标消耗量。

其中，第四预设体积为单个流体通道的P倍，P＞0。

第五预设体积为单个流体通道的1.5倍。

预设值为90％。

优选地，0＜P≤10。

具体地，对于反应试剂的目标消耗量的确定，将第四预设体积按照从大到小递减的规律划分为多组进行实验，确定若干流体通道内存在的荧光浓度大于90％时所对应的最小量的反应试剂。

在第五工作状态下，为对整体的试剂组合进行筛选；具体地，总控中心基于面阵相机获取的图像信息判断在多次测试后若干流体通道内是否存在异常信息，异常信息包括残水、残油和界面不整齐，即可以及时获取累积造成的量超标信息，便于及时报警，防止后续继续测试影响整个测序的通量及数据质量。

在第六工作状态下，为对开发表面活性剂等添加物的筛选，若干油封试剂存储罐中存储有不同浓度表面活性剂的油封试剂；具体地，总控中心控制动力源从油封试剂存储罐中抽取对应的油封试剂进行测试，基于面阵相机获取的图像信息判断油封效果，以获得含有目标浓度表面活性剂的油封试剂。

表面活性剂的浓度C，0＜C≤50倍CMC(临界胶束浓度)。

在本实施例中，表面活性剂为F68，将表面活性剂的浓度划分为若干组递减的数据进行测试(例如50倍CMC、20倍CMC、10倍CMC、5倍CMC、1倍CMC、0.5倍CMC、0.1倍CMC)，根据面阵相机获取的图像信息，确定当若干流体通道内没有残留浮油时所对应的最小浓度值，作为初始最佳浓度。

该油封试剂包括若干倍CMC(临界胶束浓度)浓度的F68(表面活性剂)、2M的氯化钠盐和1％浓度的DNA聚合酶，在实际测试中，固定2M的氯化钠盐、1％浓度的DNA聚合酶，改变F68的浓度，从大到小做测试，根据拍到的照片去判断。

若对于表面活性剂的浓度划分时的递减值大于10％，则会再对初始最佳浓度进行测试；具体地，对小于初始最佳浓度的10％、大于初始最佳浓度的10％进行测试，若小于初始最佳浓度的10％在测试中发现油封效果满足需求，则以初始最佳浓度作为油封试剂的目标浓度；若小于初始最佳浓度的10％在测试中发现油封效果不满足需求，则将大于初始最佳浓度的10％的体积值作为油封试剂的目标浓度。

使用表面稳定的芯片，进行试剂的配方筛选。由于油封技术对油封试剂SF，反应液FRn的各种参数都有特殊要求，不同的表面活性剂、盐、高分子等添加物都会造成流体动态过程的区别。通过筛选所有的表面活性剂、盐、高分子等组分在不同的浓度下的混合物，实现满足油封流体技术的最佳配方。

在第七工作状态下，为进行反应动力学的研究；具体地，总控中心控制面阵相机在反应时长内按照预设间隔拍照以获取图片信息，基于若干图片信息获得目标反应效果对应的时长；总控中心基于面阵相机获取的图像信息判断流体通道内是否存在反应异常，反应异常包括反应慢、反应过程中出现气泡和反应物液体界面移动。

具体地，对于反应慢的异常判断，理论上应该在较短的时间内达到预设反应强度，通过图片信息可以实时获知反应状态，进而及时获知是否存在反应慢的情况。

通过本申请提供的系统，可以进行芯片的制备(即水凝胶聚合过程)、DNA的复制扩增以及测序反应，可以实时控制反应温度及时长，通过宏观光学观察系统判断反应的过程是否正常，判断反应过程是否会出现气泡，是否出现反应物的流动等。

此外，一些需要看细节的反应结果，可以在此系统反应结束后，拿到显微镜或测序仪进行微观观测，判断反应效率及均匀性等。

本申请公开的方案，结构简单，相比于测序仪的光路，简化了光路结构，无筒镜，无二向色镜，无显微镜镜头，无SCMOS相机，无专用光源，能够实现整条流道的整体成像，满足不同的测试需求，大大提高测试效率，并能够获得精准的数据信息。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，包括：

供液系统，包括旋转阀组件以及与所述旋转阀组件连接的若干试剂存储装置；

流动池系统(150)，包括流动池(151)、承载台(152)、进液组件(153)、出液组件(154)、动力源和温控组件(155)，所述流动池(151)包括若干并行的流体通道；所述承载台(152)装设于所述流动池(151)的下方；所述进液组件(153)、所述出液组件(154)分别设置于若干所述流体通道的入口、出口；所述温控组件(155)用于调控所述流动池(151)的温度；

装设于所述流动池系统(150)上方的宏观光学观察系统，所述宏观光学观察系统包括激发光源(140)、光学镜头(130)、光学滤镜(120)和面阵相机(110)。

2.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述激发光源(140)装设于所述流动池系统(150)的上方，用于发射预设波长的光源；

所述流体通道存储有荧光试剂，所述光源与所述荧光试剂相匹配；

所述光学镜头(130)设置于所述流动池(151)的正上方；

所述光学滤镜(120)装设于所述光学镜头(130)与所述面阵相机(110)之间，以过滤掉激发光及杂散光；

所述面阵相机(110)用于实时采集荧光试剂通入过程图像信息以及生化反应过程图像信息。

3.根据权利要求2所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述荧光试剂为cy3荧光素；

所述激发光源(140)为LED环形光源；

所述预设波长为λ，520nm≤λ≤530nm。

4.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述进液组件(153)包括入口汇流板(1531)以及入口连接管(1532)；

所述入口汇流板(1531)开设有第一入口以及若干第一出口，所述第一入口通过所述入口连接管(1532)与所述旋转阀的出口连接；若干所述第一出口独立设置，且若干所述第一出口均与所述第一入口连通。

5.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述出液组件(154)包括出口汇流板(1541)和出口连接管(1542)；

所述出口汇流板(1541)开设有若干通孔，若干所述通孔通过若干所述出口连接管(1542)与所述动力源连接。

6.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，若干所述试剂存储装置择一与所述旋转阀组件的入口连通；

若干所述试剂存储装置包括若干测序清洗液存储罐、扩增试剂存储罐、测序试剂底物存储罐、若干油封试剂存储罐、缓冲清洗液存储罐、荧光染液存储罐、反应试剂存储罐。

7.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述流动池系统(150)还包括第一限位装置、第二限位装置和第三限位装置；

所述第一限位装置、所述第二限位装置设置于所述承载台(152)的一侧，以对所述流动池(151)的第一侧限位；

所述第三限位装置设置于所述承载台(152)的另一侧，以对所述流动池(151)的第二侧限位；

所述第二侧与所述第一侧邻接。

8.根据权利要求1所述的用于配方筛选及反应动力研究的流体系统，其特征在于，所述面阵相机(110)为工业相机FLIR Grasshopper 3GS3-U3-23S6M-C Camera；

所述光学镜头(130)的型号为50mm；

所述光学滤镜(120)的型号为AT605/55m。