CN103521278B - 一种带有识别码的生物样品保存管及其制造方法 - Google Patents

一种带有识别码的生物样品保存管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有识别码的生物样品保存管，记载了样品信息的信息元件在保存管的成型过程中即与底壁和/或侧壁融合成为一个整体，适合于在低温条件下保存生物样品使用，能够确保低温条件下的有效性和稳定性；同时还公开了该生物样品保存管的制造方法，一次成型，无需额外的二道工序来制作识别码，提高了生产效率，降低了生产成本，采用多点对称进料，产品质量好稳定性佳，为业内生产类似产品尤其是小尺寸的带标识码的保存管开发、生产开辟了新思路，意义十分重大。

Description

一种带有识别码的生物样品保存管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种生物样品保存管及其制造方法，具体涉及一种带有识别码的生物样品保存管及其制造方法，能够确保生物样品保存管上的识别码在低温条件下的有效性和稳定性。
背景技术
随着生命科学的发展，对于环境、遗传及生活习惯的之间相互影响的研究和关注成为科学界的热点。特别是近年来倡导的转化医学、合成生物学等新兴交叉学科更关注大量的采集、保存各种生物遗传物质、代谢产物环境样本等用于未来的研究分析。这些样本经适当处理后保存在不同规格的管状容器中，如小的容量为0.2毫升，大试管的容量为10毫升或更多，在这里我们统称为样品保存管。
用于生命科学的样品保存管通常会存放在极端低温的条件下（如液氮，-196℃)，在这种极端温度条件下，常规的记录样品信息的标签所使用的粘合剂通常会失效。因此、如何确保标签上的编码在低温条件下的稳定性成为这类样品保存管需要解决的重要问题。为了解决这个问题, 美国Micronic公司的专利US 6270728 B1，提出了将识别码制作在某种载体上，并将载体通过卡、粘等方式固定在样品冻存管的底部。而美国Matrix公司的专利US 6372293 B1提出了直接在底部覆盖深色和浅色两层性质不同的涂料，然后使用诸如激光蚀刻方式按照预先设定的图形将表层涂料去掉，漏出底层颜色形成深浅反差的识别码。Nexus Biosystems公司的专利US 20110308335 A1也使用了激光蚀刻方式实现识别码，与Matrix公司不同的是，其底部的底层使用不透明涂料，表层上覆盖特殊的透明涂料，在特定波长的激光照射下，顶部透明涂料颜色会发生变化与底层不透明涂料形成反差，从而制成识别码。Q.I.S公司的专利提供了一种针对玻璃质的样品保存管标记数据编码矩阵的方式，它将陶瓷质的涂料直接喷涂在玻璃质样品保存管底部，然后经过烧结固定，形成牢固的识别码。此外, Wheaton公司的专利US 2012/0048827 A1提出了一种特殊的结构，这种结构可以将带有识别码的元件固定在样品保存管底部。类似的做法还有专利US 82827821B2，它提供了一种将识别码标记在一个外套上，并将外套包裹在样品保存管外侧的方式，这种方式除了可以在样品保存管底部标记二维码外，还可以在样品保存管侧壁同时标记一维码和肉眼识别的数字编号，当底部二维码损坏后，侧壁的一维码和数字编号依然能提供足够的编码识别，提高了样品保存管编码的可靠性。
尽管已有众多专利提供了多种在样品保存管外部（底部或外侧壁）标记数据编码矩阵的方式，但这些方式均需要在样品保存管制造过程以外增加一道工序将识别码固定于保存管本体上，这样的工艺限制了大规模生产的效率也增加了生产成本。
模内贴标工艺是近十几年流行起来的新技术，它将制作好的标签贴放于模内，在注塑的过程中将标签与产品结合成一个整体。相比于传统的粘贴标签的方式，模内贴标的黏附方式在低温苛刻环境下非常稳定。但由于生物样品保存管的体积很小（甚至小到0.2ml），在模具制作及模内贴标实现方式上一直没有找到很好的契合方式，限制了模内贴标技术在生物样品保存管标记领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种使用模内贴标技术标记识别码的生物样品保存管，并且提供了制造该生物样品保存管的同时将识别码融合在样品保存管上的方法，这种方法无需额外的二道工序将信息元件固定于样品保存管本体，在提供了高质量稳定性好的样品保存管的同时降低了样品保存管的生产成本，解决了现有技术中因样品保存管过小而无法准确、高质量地实现模内贴标的难题。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种带有识别码的生物样品保存管，包括本体，所述本体包括一体注塑成型的底壁和侧壁，所述底壁和/或侧壁在注塑成型过程中与信息元件融合成为一个整体，所述信息元件包括核心层和热封层，所述核心层设有识别码，所述热封层为透明的并且覆盖于识别码上从而起到保护作用。核心层与热封层优选采用涂布或共挤出的方式形成一个整体。
前述本体由PP、ABS、PE或PC制成，材料选自但不限于以上四种。
前述本体与核心层采用相同的材料制作，有利于提高本体与核心层的融合的牢固度。
前述识别码为光学数据编码矩阵，能够被光学读取装置或肉眼读取。优选开放式数据编码矩阵，譬如：一维条码Code39、Code128或二维条码Datamatrix以及人肉眼可识别的数字或字母。
前述核心层为薄膜层状结构，厚度为70-90微米，优选通过挤压，拉伸等方式制作成符合要求的形状和厚度。
作为一种具体结构，前述底壁融合有信息元件，所述信息元件上的识别码为设置于核心层上的黑底白点的二维码。
作为另一种具体结构，前述底壁和侧壁均融合有信息元件，所述信息元件上的识别码包括与底壁融合的二维码和与侧壁融合的一维码，二维码和一维码通过一个连接结构连接在一起。
为了更好地理解本发明，下面我们对制造前述的一种带有识别码的生物样品保存管的方法做详细说明，具体包括如下步骤：
S1、制作信息元件：将识别码印刷于核心层上，然后将热封层的内表面覆盖在核心层上，核心层与热封层形成一个整体构成了信息元件；
S2、切割信息元件：步骤S1制作好的信息元件切割成不超出待融合位置大小的尺寸，切割后的信息元件去除静电，以避免彼此相互吸附，然后放置于与模具相同的支撑架上，供机械手取用；
S3、取放信息元件：通过机械手将步骤S2切割好的信息元件放置于模具内的预定位置，放置时，有识别码的一面背向内芯，然后给模具施加静电，由于信息元件自身特性，在静电场的作用下吸附在模具上起到临时固定的作用；
S4、合模、注塑成型：闭合模具与内芯，将熔融的塑料原料自进料通道注入模具内，进料通道到接近进料口处反折，进料口指向底壁的中心位置，生产出带有识别码的生物样品保存管。这样设计是为了保证所生产的生物样品保存管厚度均匀，且避免熔融塑料高速冲入模具内，导致信息元件的位置被移动，或产生卷曲，变形，进而保证产品的高质量要求。
其中，前述进料口为偶数个，对称分布于模具内。优选的设计方式是：进料口为两个，一个进料口对应一个进料管道，进料口和进料管道对称设置；进料口对称分布于接近模具底面处，且指向待成型的生物样品保存管的底部中心，这样设计可以防止在注塑过程中高压的原料将信息元件冲离预定位置。
本发明的有益之处在于：本发明的生物样品保存管，记载了样品信息的信息元件在保存管的成型过程中即与底壁和/或侧壁融合成为一个整体，适合于在低温条件下保存生物样品使用，能够确保低温条件下的有效性和稳定性；该保存管无需额外的二道工序来制作识别码，提高了生产效率，降低了生产成本，而且质量好稳定性佳；本发明的生物样品保存管的制造方法采用多点对称进料，进料口指向底壁的中心位置，为业内生产类似产品尤其是小尺寸的带标识码的保存管开辟了新思路，意义十分重大。
附图说明
图1是本发明的生物样品保存管的第一个实施例的剖面结构示意图；
图2是图1所示实施例的立体结构示意图；
图3是图1所示实施例中所采用的信息元件的示意图；
图4是本发明的生物样品保存管的第二个实施例的剖面结构示意图；
图5是图4所示实施例的立体结构示意图；
图6是图4所示实施例中所采用的信息元件的示意图；
图7是制造本发明的生物样品保存管的模具的结构示意图。
附图标记含义：1、信息元件，2、保存管，3、模具，4、进料管道，5、进料口，6、内芯，7、连接结构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
本实施例生产的生物样品保存管2采用聚丙烯(Polypropylene，PP)材料制作，以具有耐受极低温度的性能，信息元件1的核心层也为同样的PP材料制作，仅在生物样品保存管2的底壁具有信息元件1，如图1-图3所示。
首先，将PP材料通过挤压、拉伸等方式制作成核心层薄膜，薄膜厚度为70~90微米。在核心层上印刷黑底白点的二维条码，覆盖透明的热封层从而保护二维条码，然后将制作好的信息元件1进行切割，大小不超过管底，形状与管底相同的圆形信息元件1，如图3所示，待用。
生产时，使用专用夹具夹起信息元件1，放入模具3内的底壁上，有编码一侧面向模腔外壁，背向内芯，如图7所示，并对信息元件1施加静电，带有静电的信息元件1与模具3吸附，以防止在合模过程中位置偏移。闭合模具3与内芯6，熔融的PP原料通过对称设置的进料管道4进入模具3内，在即将到达进料口5处时，进料管道4反折，反折的进料管道4与进料口5连线延伸后指向模具3底部中心，即信息元件1中心位置，也就是待成型的生物样品保存管2的底壁的中心位置，这样的设计使融熔的原料进入模具腔体后第一时间压紧信息元件1，确保信息元件1不会偏离原有位置。对称设计的多个进料口5是为了保证所生产的生物样品保存管2厚度均匀，且信息元件1不会在生产中被冲入的熔融塑料移动位置，或产生卷曲，变形，进而保证产品的高质量要求。
实施例2
本实施例的生物样品保存管2采用聚丙烯材料制成，底壁带有二维码，侧壁带有一维码。首先制作如图6所示的信息元件1，核心层采用聚丙烯材料制成，二维码为圆形，一维码为矩形，两者表示相同的信息，通过一个连接结构7连接在一起。生产时，方法基本同实施例1，不同的是，将一维码部分通过静电吸附在模具3的侧壁上，进料，成型底壁和侧壁均带有识别码的生物样品保存管2。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例的生物样品保存管2采用聚乙烯(PE)材料制成，信息元件的核心层也采用PE材料制成。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：本实施例的生物样品保存管2采用PC材料制成，信息元件的核心层采用PC材料制成。
实施例5
本实施例与实施例4基本相同，不同之处在于：样品保存管2采用ABS材料制成，信息元件的核心层采用ABS材料制成，但仅在底壁上融合有信息元件。
实施例6
本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：仅在侧壁上融合有信息元件，信息元件为矩形的。
综上，使用本发明的制造方法生产的生物样品保存管2，信息元件1和本体通过相同材料的高温熔合方式实现，分子之间交联形成一个整体结构，没有通过粘合剂粘合，因此，即使在低温条件下也能保持良好的有效性和稳定性。相比于现有制作带有二维码样品保存管的工艺，本发明在生产样品保存管2的同时就将信息元件1融合，不但节省了制造工序，提高了效率还降低了生产成本，还保证了产品的高质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，所述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带有识别码的生物样品保存管，包括本体，其特征在于，所述本体包括一体注塑成型的底壁和侧壁，所述底壁和/或侧壁在注塑成型过程中与信息元件融合成为一个整体，所述信息元件包括核心层和热封层，所述核心层设有识别码，所述热封层为透明的并且覆盖于识别码上；所述识别码为光学数据编码矩阵；所述核心层为薄膜层状结构，厚度为70-90微米。
2.根据权利要求1所述的一种带有识别码的生物样品保存管，其特征在于，所述本体由PP、ABS、PE或PC制成。
3.根据权利要求1所述的一种带有识别码的生物样品保存管，其特征在于，所述本体与信息元件的核心层采用相同的材料制作。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种带有识别码的生物样品保存管，其特征在于，所述底壁融合有信息元件，所述信息元件上的识别码为设置于核心层上的黑底白点的二维码。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种带有识别码的生物样品保存管，其特征在于，所述底壁和侧壁融合有信息元件，所述信息元件上的识别码包括与底壁融合的二维码和与侧壁融合的一维码。
6.制造如权利要求1-5任一项所述的一种带有识别码的生物样品保存管的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作信息元件：将识别码印刷于核心层上，然后将热封层的内表面覆盖在核心层的识别码上，核心层与热封层形成一个整体构成信息元件；
S2、切割信息元件：步骤S1制作好的信息元件切割成不超出待融合位置大小的尺寸，切割后的信息元件去除静电，以避免彼此相互吸附，然后放置于与模具相同的支撑架上，供机械手取用；
S3、取放信息元件：通过机械手将步骤S2切割好的信息元件放置于模具内的预定位置，放置时，有识别码的一面背向内芯贴于模腔外壁，然后给模具施加静电，由于信息元件自身材料特性，在静电场的作用下吸附在模具上起到临时固定的作用；
S4、合模、注塑成型：闭合模具与内芯，将熔融的塑料原料自进料通道注入模具内，进料通道到接近进料口处反折，进料口指向底壁的中心位置，生产出带有识别码的生物样品保存管。
7.根据权利要求6所述的一种带有识别码的生物样品保存管的方法，其特征在于，所述进料口为偶数个，且呈对称分布于模具内。
8.根据权利要求6所述的一种带有识别码的生物样品保存管的方法，其特征在于，所述步骤S1中，核心层通过挤压或拉伸的方式制作成符合要求的厚度，采用涂布或共挤出的方式将核心层与热封层形成一个整体。
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