一种超声移液装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种超声移液装置，包括超声波发射模块和载液装置，超声波发射模块包括多探头组件、耦合液循环系统和超声激励组件，载液装置设置在多探头组件上方；多探头组件包括两个及以上的探头、耦合腔和耦合嘴，两个及以上的探头设置在同一支架上，载液装置上设置有多个载液孔，探头的焦点对准载液装置的液面，耦合腔环绕包围探头，耦合嘴设置在探头与载液装置之间，耦合腔内填充有耦合液；耦合液循环系统使耦合液不断进入耦合腔，耦合液从耦合嘴溢出接触载液装置底部；超声激励组件连接控制电路，超声激励组件包括两个及以上超声激励单元，每个超声激励单元连接对应的探头，用于激励各个探头，探头用于发射超声波。探头用于发射超声波。探头用于发射超声波。

【技术实现步骤摘要】
一种超声移液装置


[0001]本技术涉及合成生物实验
，尤其涉及一种超声移液装置。

技术介绍

[0002]当今世界，人们面对的疾病、环境、能源等挑战日渐严峻。合成生物学被誉为是应对挑战的世界三大颠覆性技术之一。合成生物学的研究目标是采用工程化的理念，对生物体进行设计、改造乃至重新合成，创建非自然功能人工生命体。目前在合成生物学实验过程中，会基于大量的生物实验进行生命体验证实验，因此需要大量的微量移液操作进行实验的调配和处理，移液是合成生物实验室最为普遍的操作任务之一。选择正确的移液器是精准完成实验的关键一步。
[0003]目前业内最广泛的方法是采用移液枪进行操作，其是一种通用生物学和化学的实验器材，可使液面上方容器形成局部真空，并通过选择性地调节真空体积来吸取或排出液体。通过多种设计可实现移液枪不同的准确与精密度，包括从简单的一片玻璃制作的吸管，到复杂可调的或电控的吸管。然而其测量的准确度因种类不同而差别巨大。同时因为移液枪为接触式移液方法，在移液过程中，样品粘连在枪头上，导致发生转移的液体量不准确，容易产生假阴性结果。并且梯度稀释时误差会累积，一些样品在使用梯度稀释时，显示了多达三次方的生物活性的损失。另外，由于移液枪的枪头是一次性耗材，为避免交叉感染，每一次使用后都需要特殊处理或者更换，因此会需要大量的耗材来支撑实验，大规模使用时费用较为昂贵。因此，非接触式的微量移液技术是生物学领域内特别重要的一项关键技术。
[0004]超声波声场中的物体接受到声波(机械波)动量而产生受到力的作用，在声学中被定义为声辐射力(Acoustic Radiation Force)。超声辐射力主要决定于受力物体周围的声场压力梯度。由于超声波具有非接触的作用优势，在微量移液领域有着独特优势和重大应用潜力。
[0005]现有技术中存在基于超声移液技术的移液装置，但是，这些基于超声移液技术的移液装置大多是接触式的，能够实现的非接触式移液至少移液针与目标反应孔的非接触式移液，移液液体仍与移液针接触。此外，现有的基于超声移液技术的移液装置还存在使用的探头声学参数固定，每次打出的液滴体积是固定的，即最小移液体积是固定的，一般为2.5nL和25nL等；需要更大体积的移液需要打出数滴累计达到目标体积。此类超声移液设备一般根据单次打出液滴的大小不同划分几个型号，以满足使用需求，但依然存在小液滴型号移液速度慢，大液滴型号移液精度较差等缺陷。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本技术提出了一种可以采用多个探头同时移液工作且互不干扰的超声移液装置及方法。
[0007]具体地，所述超声移液装置包括超声波发射模块和载液装置，所述超声波发射模块包括多探头组件、耦合液循环系统和超声激励组件，所述载液装置设置在所述多探头组
件上方；
[0008]所述多探头组件包括两个及以上的探头、耦合腔和耦合嘴，两个及以上的所述探头设置在同一支架上，所述载液装置上设置有多个载液孔，所述探头的焦点对准所述载液装置的液面，所述耦合腔环绕包围所述探头，所述耦合嘴设置在所述探头与所述载液装置之间，所述耦合腔内填充有耦合液；
[0009]所述耦合液循环系统使所述耦合液不断进入所述耦合腔，所述耦合液从所述耦合嘴溢出，溢出的所述耦合液接触所述载液装置底部；
[0010]所述超声激励组件连接控制电路，所述超声激励组件包括两个及以上超声激励单元，每个所述超声激励单元连接对应的所述探头，用于激励各个所述探头，所述探头用于发射超声波。由于液体的表面附着力作用，耦合液接触载液装置底部会与其连接形成一个由耦合液构成的超声通道。
[0011]优选地，所述探头之间的间距为所述载液孔的孔距的整数倍。不同的探头可以同时对准载液装置上不同的载液孔进行超声移液操作。
[0012]所述超声激励单元包括驱动电路和激励电路，所述驱动电路连接所述控制电路，所述激励电路连接所述探头，所述控制电路控制所述驱动电路产生超声波，所述激励电路对所述探头进行激励；不同的所述超声激励单元相互独立，用于同时激励多个探头以相同或不同的频率发射超声波。
[0013]所述多探头组件还包括容纳槽和密封管，所述容纳槽环绕包围所述耦合腔；所述耦合腔底部设置有通孔，所述探头穿过所述通孔，所述密封管的一端密封所述耦合腔底部的通孔，另一端与所述探头紧密结合。密封管能够在探头上下运动时折叠或伸展跟随探上下运动，使耦合腔底部保持密封，防止耦合液进入探头而损坏。
[0014]优选地，所述探头为聚焦超声换能器，所述探头发射的超声波形为聚焦超声波。
[0015]在一些实施例中，所述多探头组件包括多个电机，每个所述电机连接对应的所述探头，所述电机带动所述探头运动改变所述探头与所述载液装置之间的距离。
[0016]所述耦合液循环系统包括密封罐、水泵、温控系统、过滤器和真空泵，所述密封罐中储存有所述耦合液，所述水泵连接所述密封罐的出口端，所述水泵抽出所述密封罐中的所述耦合液至所维护温控系统冷却，冷却后的所述耦合液流入所述多探头组件；所述过滤器连接所述密封罐的入口端，所述多探头组件流回所述耦合液循环系统的所述耦合液流入所述过滤器过滤，所述真空泵连接所述密封罐，用于将过滤后的所述耦合液抽入所述密封罐。冷却后的耦合液能够起到对探头进行冷却的作用。
[0017]优选地，所述多探头组件还包括容纳槽，所述容纳槽连接所述耦合液循环系统；所述容纳槽环绕包围所述耦合腔，溢出所述耦合嘴的所述耦合液流入所述容纳槽。耦合液循环系统中的耦合液不断进入多探头组件，从耦合嘴溢出的耦合液流回耦合液循环系统，能够实现对耦合液的循环利用，且能够实时更换多探头组件中的耦合液，以实现更好的对探头进行冷却的效果。
[0018]所述超声波发射模块还包括信号检测组件，所述信号检测组件连接所述控制电路，用于接收所述探头的检测信号；所述信号检测组件包括两个及以上信号检测通道，每个所述信号检测通道连接对应的所述探头。不同信号检测通道的处理电路和采集电路彼此独立，因此每个探头的参数可以独立获取，互不影响，可以支持多个通道的同时检测工作。信
号检测组件可以通过检测信号获取载液装置的液面高度、体积和溶液类型等数据，可自动化地获取液体物理学参数。
[0019]所述超声激励组件还包括功率检测单元，所述功率检测单元包括信号耦合模块和信号采集模块，所述信号采集模块测量所述信号耦合模块耦合后的所述超声激励组件衰减后的信号得到超声激励信号幅度。
[0020]综上所述，本技术的超声移液装置具有以下有益效果：每个探头分别连接不同的超声激励单元，每个超声激励单元可独立工作，支持多种超声波形参数的激励和设置，用以满足多种激励参数的需要。因此，本技术的超声移液装置可以是多个相同声学参数的探头协调工作，也可以支持多个不同声学参数的探头共同工作进行超声移液，可以灵活控制每个移液的大小，为高精度控制和移液效率提供了更好的解决方案。此外，还设置有每个探头上都分别设置有电机带动探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声移液装置，其特征在于，包括超声波发射模块和载液装置，所述超声波发射模块包括多探头组件、耦合液循环系统和超声激励组件，所述载液装置设置在所述多探头组件上方；所述多探头组件包括两个及以上的探头、耦合腔和耦合嘴，两个及以上的所述探头设置在同一支架上，所述载液装置上设置有多个载液孔，所述探头的焦点对准所述载液装置的液面，所述耦合腔环绕包围所述探头，所述耦合嘴设置在所述探头与所述载液装置之间，所述耦合腔内填充有耦合液；所述耦合液循环系统使所述耦合液不断进入所述耦合腔，所述耦合液从所述耦合嘴溢出，溢出的所述耦合液接触所述载液装置底部；所述超声激励组件连接控制电路，所述超声激励组件包括两个及以上超声激励单元，每个所述超声激励单元连接对应的所述探头，用于激励各个所述探头，所述探头用于发射超声波。2.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述超声激励单元包括驱动电路和激励电路，所述驱动电路连接所述控制电路，所述激励电路连接所述探头，所述控制电路控制所述驱动电路产生超声波，所述激励电路对所述探头进行激励；不同的所述超声激励单元相互独立，用于同时激励多个探头以相同或不同的频率发射超声波。3.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述多探头组件还包括容纳槽和密封管，所述容纳槽环绕包围所述耦合腔；所述耦合腔底部设置有通孔，所述探头穿过所述通孔，所述密封管的一端密封所述耦合腔底部的通孔，另一端与所述探头紧密结合。4.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述探头为聚焦超声换能器，所述探头发射的超声波形为聚焦超声波。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，潘东文，邱维宝，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：