一种生物芯片及基于生物芯片的定量多级混匀方法技术

本发明专利技术公开了一种生物芯片及基于生物芯片的定量多级混匀方法。所述生物芯片包括芯片本体，该芯片本体具有至少两个试剂腔，所述芯片本体设有第一混匀腔和一个开放式的混匀反应器；所述第一混匀腔内均装有混匀腔柱塞，至少两个所述试剂腔分别通过相应的第一管路与第一混匀腔连通，所述第一混匀腔内的混匀腔柱塞在试剂腔内的试剂加入到第一混匀腔后封闭所述第一管路的出口形成封闭式的混匀腔。本发明专利技术实现了容易混匀试剂体系的多次排废液及重复混匀，且可以保证混匀时试剂蒸发量可控及液体不会飞溅到混匀腔外部。体不会飞溅到混匀腔外部。体不会飞溅到混匀腔外部。

【技术实现步骤摘要】
一种生物芯片及基于生物芯片的定量多级混匀方法


[0001]本专利技术涉及一种生物芯片及基于生物芯片的定量多级混匀方法，属于生物芯片领域。

技术介绍

[0002]现有混匀方式有超声混匀、机械振动混匀、空气抽吸混匀。而每种混匀方式都能实现剧烈混匀和轻微混匀。而在生物芯片中，试剂体系存在因为极性或是密度差异较大的问题造成难以混匀，需要剧烈混匀才能实现充分混匀。而剧烈混匀会带来试剂体系飞溅及升温蒸发的问题。
[0003]所以对于需要剧烈混匀的试剂体系需要实现密封混匀，而如何在不影响试剂定量加入的情况下，又能实现自动简单密封，成为需要解决的问题。
[0004]混匀后的试剂体系还需要实现定量转移，而因为很难在微小的芯片中植入可以控制开度或是实现反复开关的微阀，所以在微小的生物芯片中实现液体的定量转移是无法依靠常规的阀门开度及阀门开关的时间控制来实现的。
[0005]在生物芯片反应过程中，很多试剂都是需要充分混匀反应的，而在充分混匀过程中，有三个技术难题是需要解决的：
[0006]1、加入的试剂量及转移的试剂需要精准定量；
[0007]2、试剂体系需要能充分混匀；
[0008]3、振动时候需实现密封，试剂蒸发量可控及液体不会飞溅到容器外部。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在提供一种生物芯片及基于生物芯片的定量多级混匀方法，该混匀方法可以实现容易混匀试剂体系的多次排废液及重复混匀，且可以保证混匀时试剂蒸发量可控及液体不会飞溅到混匀腔外部。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0011]一种生物芯片，包括芯片本体，该芯片本体具有至少两个装有柱塞的试剂腔，其结构特点是，所述芯片本体设有至少一个第一混匀腔和一个开放式的混匀反应器；
[0012]所述第一混匀腔内均装有混匀腔柱塞，至少两个所述试剂腔分别通过相应的第一管路与第一混匀腔连通，所述第一混匀腔内的混匀腔柱塞在试剂腔内的试剂加入到第一混匀腔后封闭所述第一管路的出口形成封闭式的混匀腔；
[0013]所述第一混匀腔通过相应的第二管路与混匀反应器连通；
[0014]所述第一管路内设有常闭的第一加样阀，所述第二管路内设有常闭的第二加样阀；所述第一混匀腔处设有对第一混匀腔内的混合试剂进行剧烈混匀的第一混匀机构，所述混匀反应器处设有对混匀反应器内的混合试剂进行混匀的第二混匀机构，第一混匀机构的振动混匀频率至少是第二混匀机构的振动混匀频率的2倍。
[0015]本专利技术创造性地设计多级混匀方式，在封闭的第一混匀腔内实现了生物芯片领域
难以混匀的试剂体系的定量充分混匀，并且通过定量转移在混匀反应器内可以实现容易混匀试剂体系的多次排废液及重复混匀，第一混匀腔(一级混匀)和混匀反应器(二级混匀)相互协作，解决了
技术介绍
中提及的生物芯片反应过程的三个技术难题。
[0016]本专利技术的核心点是保持第一混匀腔处于密闭状态，这样使得快速剧烈混匀难混试剂体系成为可能，同时避免液体飞溅或试剂混匀发热导致的蒸发量不可控的问题。
[0017]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：
[0018]由于第一混匀腔是密闭装填，无论如何剧烈混匀都不为过，优选地，所述第一混匀机构为超声混匀机构、机械振动机构或旋转机构。
[0019]对于混匀反应器需要实现混匀试剂体系的多次排废液及重复混匀，优选所述第二混匀机构为振动片。
[0020]为了方便开启各加样阀，所述第一加样阀和第二加样阀均为利用激光作为致动力开启的常闭微阀。
[0021]在某些特别的情况，所述第一混匀腔为至少两级，相邻两级第一混匀腔通过带常闭微阀的管路串联连通。这样可以实现多次剧烈混匀，同时多次定量加样。
[0022]为了方便实现定量加样和快速密封第一混匀腔所述第一管路的出口设置在第一混匀腔的侧壁上部，所述第一管路具有斜坡加样结构；所述混匀腔柱塞在试剂腔向第一混匀腔加样时位于第一管路的出口的上方，在试剂腔向第一混匀腔加样完毕后封堵所述第一管路的出口。
[0023]基于同一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于所述生物芯片的定量多级混匀方法，其包括如下步骤：
[0024]S1、开启第一加样阀，通过柱塞将预存在各试剂腔中的试剂定量加入到第一混匀腔内形成待混匀试剂体系；
[0025]S2、推动混匀腔柱塞下压，使得第一混匀腔保持密封状态，然后在密封环境下通过第一混匀机构实现第一混匀腔内待混匀试剂体系的剧烈混匀；
[0026]S3、开启第二加样阀，继续下压混匀腔柱塞，根据需要将第一混匀腔中的混匀试剂体系通过第二加样阀和第二管路精准定量加到混匀反应器中。
[0027]S4、第一混匀腔中的混匀试剂体系精准定量转移到开放式的混匀反应器后，通过第二混匀机构实现混匀试剂体系的二级混匀。
[0028]在其中一个优选的实施例中，所述精准定量依靠视觉识别数液滴的方法实现。
[0029]优选地，所述第一混匀机构的振动混匀频率≥20khz，第二混匀机构的振动混匀频率≤10khz。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0031]1、对于生物芯片中较难混匀的试剂体系，在第一混匀腔内实现了剧烈快速混匀；
[0032]2、通过斜坡加样结构配合混匀腔柱塞，实现了在剧烈混匀条件下快速简单密封，且不影响试剂的定量加入；
[0033]3、因为第一混匀腔在混匀时处于密封环境，所以剧烈混匀产生的飞溅及液体蒸发都不会逃逸到容器外部，造成试剂减少，从而避免了混匀时试剂发热导致的蒸发量不可控；
[0034]4、一级混匀转移到二级混匀过程中能实现精准定量转移。
附图说明
[0035]图1是本专利技术一种实施例在一级混匀前的状态图，其中a为正视图，b为后视图；
[0036]图2是本专利技术一种实施例混匀反应过程中的状态图；
[0037]图3是本专利技术一种实施例在二级混匀过程中的状态图。
[0038]在图中
[0039]1、芯片本体；2、试剂存储腔；3、混匀腔柱塞；4、第一加样阀；5、第一混匀腔；6、第二加样阀；7、混匀反应器；8、第一管路；9、第二管路；10、振动片。
具体实施方式
[0040]以下将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
[0041]一种生物芯片，如图1-3所示，包括芯片本体1，该芯片本体1具有两个装有柱塞的试剂腔2，所述芯片本体1设有一个第一混匀腔5和一个开放式的混匀反应器7。所述第一混匀腔5内均装有混匀腔柱塞3，两个所述试剂腔2分别通过相应的第一管路8与第一混匀腔5连通，所述第一混匀腔5内的混匀腔柱塞3在试剂腔2内的试剂加入到第一混匀腔5后封闭所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物芯片，包括芯片本体(1)，该芯片本体(1)具有至少两个装有柱塞的试剂腔(2)，其特征在于，所述芯片本体(1)设有至少一个第一混匀腔(5)和一个开放式的混匀反应器(7)；所述第一混匀腔(5)内均装有混匀腔柱塞(3)，至少两个所述试剂腔(2)分别通过相应的第一管路(8)与第一混匀腔(5)连通，所述第一混匀腔(5)内的混匀腔柱塞(3)在试剂腔(2)内的试剂加入到第一混匀腔(5)后封闭所述第一管路(8)的出口形成封闭式的混匀腔；所述第一混匀腔(5)通过相应的第二管路(9)与混匀反应器(7)连通；所述第一管路(8)内设有常闭的第一加样阀(4)，所述第二管路(9)内设有常闭的第二加样阀(6)；所述第一混匀腔(5)处设有对第一混匀腔(5)内的混合试剂进行混匀的第一混匀机构，所述混匀反应器(7)处设有对混匀反应器(7)内的混合试剂进行混匀的第二混匀机构，第一混匀机构的振动混匀频率至少是第二混匀机构的振动混匀频率的2倍。2.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述第一混匀机构为超声混匀机构、机械振动机构或旋转机构。3.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述第二混匀机构为振动片。4.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述第一加样阀(4)和第二加样阀(6)均为利用激光作为致动力开启的常闭微阀。5.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述第一混匀腔(5)为至少两级，相邻两级第一混匀腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬鹏程，周孝祥，
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：