一种试剂振动混匀方法技术

本发明专利技术公开了一种试剂振动混匀方法，所述试剂振动混匀方法包括如下步骤：向盛装有固态微粒的反应器内加入第一部分试剂，同时开启位于反应器底部的振动电机，将固态颗粒和第一部分试剂混合；停止加入第一部分试剂，并继续振动0s‑10s形成悬浮液；逐渐加入第二部分试剂并同时振动，直至混匀；其中，第二部分试剂的加入量是第一部分试剂加入量的5‑10倍；所述振动电机的供电电压为同一恒定电压V。发明专利技术的混匀方法使得既能达到快速稳定混匀的效果，又能够降低对相关部件加工精度和一致性的要求。

A method of reagent vibration mixing

【技术实现步骤摘要】
一种试剂振动混匀方法
本专利技术涉及一种试剂振动混匀方法，属于生物芯片检测领域，尤其适用于液液混匀或固液混匀。
技术介绍
对于申请人所研发的一次性微流控生物芯片而言，试剂都是通过滴加的方式定量加入到反应器进行反应，而反应器是芯片内部的一个敞口局部区域，因此无法用搅拌来实现反应器内液体试剂的混匀。反应器内液体容量一般很少（低于0.5毫升）且是敞口容器，若使用超声混匀则不可避免的会产生雾化问题，存在造成交叉污染的潜在风险。同时，由于反应器安装在芯片内部，如果用涡旋混匀就需要整块芯片一起参与振动，这会导致混匀结构体积较为庞大，且混匀效果难以精确把控。因此，申请人采用了振动混匀的方式来实现反应器内液体试剂的混匀，参见中国专利公开号CN108709985B公开了一种生物芯片反应器倾倒排液结构，该专利的混匀就是先加完试剂之后，再启动振动电机进行混匀作业。中国专利公开号CN108709985B的生物芯片内的反应器内液体的振动混匀主要是依靠扁平振动电机的振动从而带动反应器绕轴旋转和往复振动来实现的，这种振动模式存在如下问题：1、振动幅度（反应器绕轴转动角度）越大，混匀就越快越剧烈。在相同的振动幅度下，液体越少则混匀越快越剧烈。但是振动幅度越大，当反应器内的液体体积比较多（如超过反应器容积的三分之二）的时候就有可能将液体甩出反应器，造成测试结果不准确，这是不能允许的。因此，在混匀过程中必须对反应器的振动幅度加以限制，可一旦限制反应器的振动幅度之后，对少量液体（低于100微升）的混匀影响不大，但对于反应器内待混匀液体较多（如400微升）的情形，其混匀的剧烈程度有明显削弱，混匀所需时间有延长趋势，尤其是当被混匀的物质密度相差较大（如固态微粒团聚物与溶液混匀形成悬浊液）的情形，其完全混匀所需要的时间更长，甚至达到50s-60s。2、为了确保反应器内的液体在规定时间内混匀，对不同芯片混匀相关结构的加工精度要求比较高，对振动电机与振动弹片的一致性要求也较高。并且混匀时对振动电机施加的工作电压（启动时电压一般为3.5V-4.5V）也要比额定电压（额定电压一般为3V）高一些，这对于振动电机的工作寿命是不利的。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种试剂振动混匀方法，该混匀方法使得既能达到快速稳定混匀的效果，又能够降低对相关部件加工精度和一致性的要求，进一步地，还能降低振动电机的工作电压，延长振动电机的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种试剂振动混匀方法，其特点是，包括如下步骤：S1向盛装有固态微粒的反应器内加入第一部分试剂，同时开启位于反应器底部的振动电机，将固态颗粒和第一部分试剂混合；S2停止加入第一部分试剂，并继续振动0s-10s将固态颗粒和第一部分试剂混合形成悬浮液；S3逐渐加入第二部分试剂并同时振动，直至混匀；其中，第二部分试剂的加入量是第一部分试剂加入量的5-10倍；所述振动电机的供电电压在步骤S1-S3中均为同一恒定电压V。对于生物芯片检测领域，反应器的容量比较小，一般不超过0.5毫升。由此，本专利技术通过一边加入试剂一边进行振动混匀的方法，实现了试剂快速、稳定充分混匀的问题，克服了常规技术先将全部试剂（一般约400微升）加入反应器，导致振动电机启动电压相对较大，一般需要3.5V，且振动幅度不宜过大，太大容易从反应器中甩出的问题，从而避免了启动振动电机一次性混匀相对大剂量（此处的大剂量一般不超过0.5毫升）的液体，本专利技术通过提出供电电压采用恒定电压的思路，避免了常规振动电机需要采用调压电路的问题，降低了对芯片振动混匀相关结构以及振动电机、振动弹片等的加工精度一致性的要求，同时还能够降低振动混匀所需要的电压，延长振动电机的使用寿命。由此，本专利技术创造性地将常规思路的固液混匀转换为液液混匀，将待加入的试剂分为至少两部分（最好是两部分），第一部分先加入用来与固态微粒进行混合，混匀后再加入剩下的部分，从而实现较小的振动电机启动电压，只需要2.5V，较快地实现了固态微粒和试剂的混匀，最快只需要20s左右。一般而言，第一部分试剂加完要停顿一下，振动形成悬浮液再加第二部分试剂，对于某些特别容易形成悬浮液的情况（比如在第一部分试剂加完之前就已形成悬浮液），可以不停顿直接加第二部分试剂，此时停顿时间为0s。根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：根据本专利技术的优选实施例，所述第一部分试剂的加入量不超过100微升，所述反应器的容量不超过0.5毫升。以固态微粒为磁珠为例，这样，100微升的试剂和磁珠快速混匀后形成液体状态，然后再加入剩下的待加入试剂，整个混匀就变成了液液混匀，速度快，效率高，效果好。优选所述第一部分试剂的加入量为50-100微升。为了利用加入的液体的重力进一步加速混匀效率，所述反应器的容器内壁具有倾斜面，试剂的加样口位于倾斜面的正上方，使试剂液滴滴落到倾斜面并滑落至反应器底部，对待混匀液体或沉积在反应器底部的固态微粒形成冲击。在其中一个优选的实施例中，所述固态微粒为磁珠。本专利技术的磁珠包括化学发光免疫检测领域和分子诊断领域广泛使用的磁珠。步骤S2中，停止加入第一部分试剂，并继续振动1s-5s将固态颗粒和第一部分试剂混合形成悬浮液。恒定电压V的确定方法如下：V=V1-（V2-V1)/2，其中V1和V2分别为加入第一部分试剂的体积情况下查找溅液临界值的多次实验中所有出现的溅液临界电压中的最低值和最高值。在确定恒定电压V时，专利技术人采用的多次实验法确定，其中溅液临界值是指搅拌时液体脱离液面的高度不超过2mm的电机供电电压值。这样针对第一部分试剂的体积情况下经过多次试验，可以获得多个不同的供电电压值，然后选取最低值V1和最高值V2，从而确定恒定电压V作为整个试剂振动混匀过程的电压值。对于溅液临界值，比如供电电压2.3V时不溅液，则将电压再调高一点，如果供电电压2.4V溅液,那么此次的溅液临界值就是2.4V。如果下一次供电电压2.4V没有溅液，供电电压2.5V才溅液，那么此次的溅液临界值就是2.5V，一共会有多个临界电压值形成一个范围（V1~V2）。优选地，所述V1和V2分别为加入第一部分试剂后查找溅液临界值的N次实验中所有出现的溅液临界电压中的最低值和最高值，其中N为不小于15的整数。本专利技术的试剂的加入和混匀是分析检测领域的两个基本操作步骤，本专利技术通过结构设计使得生物芯片的试剂加入过程和混匀过程可以合并到一起同时进行，相比二者先后单独进行大大节约了测试过程耗费的时间，有利于在有限的条件下提高单位时间内的检测通量。并且试剂采用滴加的方式来定量，与振动混匀相辅相成，既达到了充分混匀的目的，又降低了对振动混匀相关结构和部件的加工精度要求，同时还能缩减加试剂和混匀的整体时间。本专利技术所采用的振动混匀是依靠扁平振动电机的振动来带动反应器绕轴振动，采用上述加样混匀方法解决了混匀速度和振动幅度不兼容的问题，使得限制反应器的振动幅度在一个较小范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试剂振动混匀方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1向盛装有固态微粒的反应器内加入第一部分试剂，同时开启位于反应器底部的振动电机，将固态颗粒和第一部分试剂混合；/nS2停止加入第一部分试剂，并继续振动0s-10s将固态颗粒和第一部分试剂混合形成悬浮液；/nS3逐渐加入第二部分试剂并同时振动，直至混匀；其中，/n第二部分试剂的加入量是第一部分试剂加入量的5-10倍；/n所述振动电机的供电电压在步骤S1-S3中均为同一恒定电压V。/n

【技术特征摘要】
1.一种试剂振动混匀方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1向盛装有固态微粒的反应器内加入第一部分试剂，同时开启位于反应器底部的振动电机，将固态颗粒和第一部分试剂混合；
S2停止加入第一部分试剂，并继续振动0s-10s将固态颗粒和第一部分试剂混合形成悬浮液；
S3逐渐加入第二部分试剂并同时振动，直至混匀；其中，
第二部分试剂的加入量是第一部分试剂加入量的5-10倍；
所述振动电机的供电电压在步骤S1-S3中均为同一恒定电压V。


2.根据权利要求1所述的试剂振动混匀方法，其特征在于，所述第一部分试剂的加入量不超过100微升，所述反应器的容量不超过0.5毫升。


3.根据权利要求1或2所述的试剂振动混匀方法，其特征在于，所述反应器的容器内壁具有倾斜面，试剂的加样口位于倾斜面的正上方，使试剂液滴滴落到倾斜面并滑落至反应器底部，对待混匀液体或沉积在反应器底部的固态微粒形成冲击。

【专利技术属性】
技术研发人员：邬鹏程，黄常青，
申请(专利权)人：湖南乐准智芯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43