一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置及合成方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置及合成方法，涉及寡核苷酸合成技术领域，该装置包括：注射泵模块抽取化学试剂；旋切阀模块通过旋切操作输送化学试剂；芯片模块根据化学试剂合成寡核苷酸链、采用下方进液上方出液方式控制化学试剂流量及化学试剂速度，以将化学试剂合成寡核苷酸链、采用上方进气下方出气方式调控吹气流量及吹气速度，以将未进行反应的化学试剂排出。本发明专利技术在合成寡核苷酸链的前提下，可以稳定调控片状芯片反应腔的试剂流量及试剂速度，也可以稳定调控吹气流量及吹气速度，从而能够保证片状芯片反应腔内的残留试剂被清洗干净。留试剂被清洗干净。留试剂被清洗干净。

【技术实现步骤摘要】
一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置及合成方法


[0001]本专利技术涉及寡核苷酸合成
，特别是涉及一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置及合成方法。

技术介绍

[0002]目前商品化寡核苷酸合成技术为柱式合成技术，其原理是将玻璃球(ControlledPoreGlass，简称CPG)粉末填充于填充柱中，由于填充柱有上下筛板，故可以将CPG粉末密封于填充柱中，然后将密封有CPG粉末的填充柱放置于柱式合成仪中，最后启动相应的计算机程序对寡核苷酸进行合成。其中，该柱式合成技术的液路采用的是正压给液方式，不能控制液体流速
，
从而不能保证残留试剂被清洗干净。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，在合成寡核苷酸链的前提下，可以稳定调控片状芯片反应腔的试剂流量及试剂速度，也可以稳定调控吹气流量及吹气速度，从而能够保证片状芯片反应腔内的残留试剂被清洗干净。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供了一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，包括：注射泵模块、旋切阀模块以及芯片模块；
[0006]所述注射泵模块，用于抽取化学试剂；
[0007]所述旋切阀模块，用于通过旋切操作输送化学试剂；
[0008]所述芯片模块，用于：
[0009]根据化学试剂合成寡核苷酸链；
[0010]采用下方进液上方出液方式控制化学试剂流量及化学试剂速度，以将化学试剂合成寡核苷酸链；
[0011]采用上方进气下方出气方式调控吹气流量及吹气速度，以将未进行反应的化学试剂排出。
[0012]本专利技术还提供了一种应用于基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置的合成方法，包括：
[0013]步骤10：TCA脱保护步骤；所述TCA脱保护步骤为向片状芯片反应腔中加入TCA试剂以进行脱保护反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；
[0014]步骤20：单核苷酸试剂偶联步骤；所述单核苷酸试剂偶联步骤为向片状芯片反应腔中同时加入所需的单核苷酸试剂和ACT试剂以进行偶联反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；
[0015]步骤30：盖帽反应步骤；所述盖帽反应步骤为向片状芯片反应腔中同时加入CAPA试剂和CAPB试剂以进行盖帽反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；
[0016]步骤40：氧化反应步骤；所述氧化反应步骤为向片状芯片反应腔中加入OXI试剂以
进行氧化反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；
[0017]步骤50：循环步骤10至步骤40，得到寡核苷酸链；其中，循环次数是由寡核苷酸链的长度确定的。
[0018]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0019]本专利技术采用下方进液上方出液方式控制化学试剂流量及化学试剂速度，以将化学试剂合成符合要求的寡核苷酸链，采用上方进气下方出气方式调控吹气流量及吹气速度，以将未进行反应的化学试剂排出，使得在合成寡核苷酸链的前提下，可以稳定调控片状芯片反应腔的试剂流量及试剂速度，也可以稳定调控吹气流量及吹气速度，从而能够保证片状芯片反应腔内的残留试剂被清洗干净。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置的结构框图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术将CPG粉末更换为片状芯片反应腔，因为片状芯片反应腔表面为单分子层，易于清洗，因此能够合成更长的寡核苷酸链。
[0025]另外经研究发现，片状芯片反应腔表面液流方式不同于填充柱中的液流方式，填充柱中的液流方式为从填充柱的上方进液从填充柱的下方出液，而片状芯片反应腔为了使其表面宽度范围内全部充满试剂则需要从下方进液上方出液，并且由于片状芯片反应腔表面张力的影响对每个试剂的流速需要控制，以保证片状芯片反应腔能够被清洗干净；柱式合成仪液路采用的是正压给液方式，不能控制液体流速，因此本专利技术采用注射泵、旋切阀以及电磁阀等设备配件搭建了一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，包括：
[0028]所述注射泵模块，用于抽取化学试剂。
[0029]所述旋切阀模块，用于通过旋切操作输送化学试剂。
[0030]所述芯片模块，用于：
[0031]根据化学试剂合成寡核苷酸链。
[0032]采用下方进液上方出液方式控制化学试剂流量及化学试剂速度，以将化学试剂合成寡核苷酸链。
[0033]采用上方进气下方出气方式调控吹气流量及吹气速度，以将未进行反应的化学试剂排出。
[0034]如图2所示，本专利技术实施例所述的旋切阀模块通过三通阀7与芯片模块连接。
[0035]本专利技术抽取试剂采用的是高精度的注射泵模块，如图2所示，包括第一注射泵1和第二注射泵2，配合旋切阀模块可实现对化学试剂的精准输送。旋切阀模块包括第一旋切阀3、第二旋切阀4、第三旋切阀5和第四旋切阀6；所述芯片模块包括第一二位三通阀8、第二二位三通阀10和片状芯片反应腔9；所述片状芯片反应腔的内表面为单分子层，由两个二位三通阀来控制片状芯片反应腔9中的液流方向以及气流方向。
[0036]所述第一旋切阀3的固定端用于与所述第二旋切阀4的切换端连接；所述第一旋切阀3的切换端用于根据旋切操作抽取OXI(碘液)试剂、抽取CAPA试剂、抽取ACT(4、5
‑
二氰基咪唑)试剂、抽取TCA(三氯乙酸)试剂或者排出废液，即根据旋切操作连接OXI端、CAPA端、ACT端、TCA端或者WASTE3端。
[0037]所述第二旋切阀4的固定端与所述第一注射泵1连接；所述第二旋切阀4的切换端用于根据旋切操作连接所述第一旋切阀3的固定端、连接所述三通阀7的第一端、抽取氩气、抽取ACN(乙腈)试剂或者排出废液，即根据旋切操作连接第一旋切阀3的固定端、三通阀7的第一端、AR1端、ACN1端或者WASTE1端。
[0038]所述第三旋切阀5的固定端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，其特征在于，包括：注射泵模块、旋切阀模块以及芯片模块；所述注射泵模块，用于抽取化学试剂；所述旋切阀模块，用于通过旋切操作输送化学试剂；所述芯片模块，用于：根据化学试剂合成寡核苷酸链；采用下方进液上方出液方式控制化学试剂流量及化学试剂速度，以将化学试剂合成寡核苷酸链；采用上方进气下方出气方式调控吹气流量及吹气速度，以将未进行反应的化学试剂排出。2.根据权利要求1所述的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，其特征在于，所述旋切阀模块通过三通阀与芯片模块连接。3.根据权利要求1所述的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，其特征在于，所述芯片模块包括第一二位三通阀、第二二位三通阀和片状芯片反应腔；所述片状芯片反应腔的内表面为单分子层；所述三通阀的第二端与所述第一二位三通阀的第一端连接，所述第一二位三通阀的第二端与所述片状芯片反应腔的下方口连接，所述第一二位三通阀的第三端用于排出废液；所述第二二位三通阀的第一端与所述片状芯片反应腔的上方口连接，所述第二二位三通阀的第二端用于向所述片状芯片反应腔内输入外界气体，所述第二二位三通阀的第三端用于排出废液；所述片状芯片反应腔为合成寡核苷酸链的容器。4.根据权利要求3所述的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，其特征在于，所述下方口用于将通过所述第一二位三通阀的化学试剂输送至所述片状芯片反应腔内以合成寡核苷酸链或者接收所述片状芯片反应腔内未进行反应的化学试剂，并通过所述第一二位三通阀的第三端排出未进行反应的化学试剂；所述上方口用于将通过所述第二二位三通阀的外界气体输送至所述片状芯片反应腔内以将所述片状芯片反应腔内未进行反应的化学试剂输送至所述下方口或者将所述片状芯片反应腔内未进行反应的化学试剂输送至第二二位三通阀的第三端以排出未进行反应的化学试剂。5.根据权利要求3所述的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置，其特征在于，所述旋切阀模块包括第一旋切阀、第二旋切阀、第三旋切阀和第四旋切阀；所述注射泵模块包括第一注射泵和第二注射泵；所述第一旋切阀的固定端用于与所述第二旋切阀的切换端连接；所述第一旋切阀的切换端用于根据旋切操作抽取OXI试剂、抽取CAPA试剂、抽取ACT试剂、抽取TCA试剂或者排出废液；所述第二旋切阀的固定端与所述第一注射泵连接；所述第二旋切阀的切换端用于根据旋切操作连接所述第一旋切阀的固定端、连接所述三通阀的第一端、抽取氩气、抽取ACN试剂或者排出废液；所述第三旋切阀的固定端与所述第二注射泵连接，所述第三旋切阀的切换端用于根据
旋切操作连接所述三通阀的第三端、连接所述第四旋切阀的固定端、抽取氩气、抽取ACN试剂或者排出废液；所述第四旋切阀的固定端用于与所述第三旋切阀的切换端连接，所述第四旋切阀的切换端用于根据旋切操作抽取CAPB试剂、抽取G试剂、抽取C试剂、抽取T试剂、抽取A试剂或者排出废液。6.一种应用于权利要求5所述的基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：步骤10：TCA脱保护步骤；所述TCA脱保护步骤为向片状芯片反应腔中加入TCA试剂以进行脱保护反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；步骤20：单核苷酸试剂偶联步骤；所述单核苷酸试剂偶联步骤为向片状芯片反应腔中同时加入所需的单核苷酸试剂和ACT试剂以进行偶联反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；步骤30：盖帽反应步骤；所述盖帽反应步骤为向片状芯片反应腔中同时加入CAPA试剂和CAPB试剂以进行盖帽反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；步骤40：氧化反应步骤；所述氧化反应步骤为向片状芯片反应腔中加入OXI试剂以进行氧化反应，反应完成后向其加入ACN试剂进行清洗；步骤50：循环步骤10至步骤40，得到寡核苷酸链；其中，循环次数是由寡核苷酸链的长度确定的。7.根据权利要求6所述的一种基于芯片方式的寡核苷酸链合成装置的合成方法，其特征在于，在所述TCA脱保护步骤中，加TCA试剂的过程为：首先将第一注射泵复位，将第二旋切阀的切换端旋转至第一旋切阀的固定端，将第一旋切阀的切换端旋转至第一旋切阀的TCA端，下拉第一注射泵，将一定量的TCA试剂抽取到第一注射泵中；其次将第二旋切阀的切换端旋转至第二旋切阀的WASTE1端，上推第一注射泵，将TCA试剂推至第二旋切阀的WASTE1端；然后将第二旋切阀的切换端旋转至第一旋切阀的固定端，并下拉第一注射泵以抽取TCA试剂；接着将第二旋切阀的切换端旋转至三通阀的第一端，关闭第二二位三通阀的AR3端和第一二位三通阀的WASTE5端，打开第二二位三通阀的WASTE6端和第一二位三通阀的第一端，上推第一注射泵，将TCA试剂推送至片状芯片反应腔；最后TCA试剂在片状芯片反应腔中反应40s后，打开第二二位三通阀的AR3端和第一二位三通阀的WASTE5端，关闭第二二位三通阀的WASTE6端和第一二位三通阀的第一端，氩气通过第二二位三通阀的AR3端进入片状芯片反应腔中，并将片状芯片反应腔中剩余的TCA试剂吹至第一二位三通阀的WASTE5端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武，伍建，苏海龙，史艳坤，
申请(专利权)人：北京铭毅智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：