CN113210024A - 基于pcr的连续进液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于PCR的连续进液装置，该装置包括加样层和电机泵；加样层与电机泵连接，电机泵用以通过加样层将试剂加入之管路层内的管道内；加样层包括试剂管和活塞，试剂管的一端设置密封结构，另一端设置有活塞，活塞的活塞杆与电机泵的连接轴固定连接；电机泵包括电机组和连接轴，电机组的输出轴和连接轴固定连接。通过电机泵的驱动作用，控制电机组连接的连接轴带动试剂管内的活塞沿着管壁往复运动，实现推入试剂和吸出试剂，电机组包括有多组电机，对应的试剂管也包括有若干个，在使用过程中，每个试剂管内的液体不同，其推入或是吸出的时序也是不同的，实现反应的连续性，也可以实现加入不同试剂的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及生物检测领域，尤其涉及一种基于PCR的连续进液装置。
背景技术
在生物、化学、材料等科学实验中，经常需要对流体进行操作，如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行。如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上，则实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级，这时功能强大的微流体装置就显得必不可少了。因此随着生物芯片技术的发展，微流体技术作为生物芯片的一项关键支撑技术也得到了人们越来越多的关注。
核酸的纯化回收是核酸检测试验的一项常规操作，也是基因分析过程中十分关键的步骤。基因分析过程中常常需要将特定的核酸片段从混合样品中分离提取出来，用于后续的PCR扩增，因此核酸的纯化回收效果直接影响到整个基因分析过程的进程和结果。
相关技术中，通常设置管路结构通过增加电极的方式，将反应液中的离子在电场的作用下进行分离，进而完成后续实验。采用管路结构和电极共同作用的方式，不但结构复杂给管路层的制作增加了难度，关于电极的设置也比较繁琐，需要考虑因素较多，不易实现。同时，芯片内部管路没有集成化，反应液难以按照预期进行混合及测试，且通常核酸的提取、纯化、扩增需要利用不同的仪器来完成，操作繁琐。
发明内容
为此，本发明提供一种基于PCR的连续进液装置，可以实现在核酸检测过程中连续进液，实现提取纯化扩增的不中断。
为实现上述目的，本发明提供一种基于PCR的连续进液装置，包括：加样层和电机泵；
所述加样层与所述电机泵连接，所述电机泵用以通过加样层将试剂加入至管路层内的管道内，加样层上设置有加样口，在所述加样口内设置有液位高度计，用以检测由加样口加入的样品的高度；
所述加样层包括试剂管和活塞，所述试剂管的一端设置密封结构，另一端设置有活塞，所述活塞的活塞杆与电机泵的连接轴固定连接；
所述电机泵包括电机组、连接轴和丝杆，所述电机组的输出轴和所述连接轴固定连接，所述连接轴用以通过设置在丝杆上的所述活塞将所述试剂管内的试剂推入管道或吸出管道，所述电机组包括第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机；
中控单元分别与电机组中的第二电机、第三电机和液位高度计，用以根据液位高度计的高度调节第三电机的进液速度v20和进液时长t0，其中，中控单元内设置有第一液位高度h10，第二标位高度h20和第三液位高度h30，且第一液位高度h10<第二标位高度h20<第三液位高度h30；
若液位计检测到的样品的高度≤第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为t0；
若第二标位高度h20≥液位计检测到的样品的高度>第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为t0；
若第三标位高度h30≥液位计检测到的样品的高度>第二液位高度h20，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为1.1×t0；
若液位计检测到的样品的高度>第三标位高度h30，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为1.1×t0。
进一步地，中控单元内设置有计数器和预先设置的标准次数n0，计数器用以对第二电机的启动次数进行计数，中控单元根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度，并根据裂解程度选择第四电机进液速度V40和第五电机的进液速度V50。
进一步地，所述根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度包括：
中控单元内设置有第一裂解程度a1、第二裂解程度a2和第三裂解程度a3，其中第一裂解程度a1表示样品的裂解程度≥预先设置的裂解度标准s0，第二裂解度a2表示样品的裂解程度为>裂解度标准s0且≤1.1×s0，第三裂解度a3表示样品的劣迹程度为>1.1×s0；
若第二电机的启动次数多，则表示样品和裂解液混合充分，样品中的蛋白质分子小，样品的裂解程度为第三裂解度；
若第二电机的启动次数少，则表示样品和裂解液进行混合但是混合并不充分，样品中的蛋白质分子大，样品的裂解程度为第一裂解度；
若第二电机的启动次数适中，则样品中的蛋白质分子有大有小，样品的裂解程度为第二裂解度。
进一步地，所述根据裂解程度调节第四电机的进液速度和第五电机的进液速度包括：
进行纯化过程中，若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第一裂解度，则提高第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第二裂解度，则保持第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第三裂解度，则降低第四电机和第五电机的进液速度。
进一步地，所述电机组还包括有减速装置组，所述减速装置组设置在所述电机组内，用以控制所述电机组的转速。
进一步地，还包括电路控制板，所述电路控制板设置在所述电机组的上侧，所述电路控制板与所述电机组电连接，所述电路控制板用以控制所述电机组的工作状态，中控单元设置在所述电路控制板上。
进一步地，所述转接轴上端设置有零位片和光电传感器，所述光电传感器和所述零位片电连接，所述光电传感器用以接收反应结束的信号，进而通过所述零位片将所述连接轴的转动位置归零。
进一步地，所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机并列设置，与所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机连接的连接轴的端部设置有凹形槽，所述凹形槽用以连接所述活塞杆，
在所述活塞的活塞杆端部设置有密封圈，用以进行密封；所述活塞沿着所述管壁往复移动，推动其内的试剂向试剂出口流出或抽回。
进一步地，所述活塞杆上还设置有螺帽，通过与螺帽螺纹连接，在螺帽的外侧套设有一导向套，管壁内侧设置有相应的轴肩，用以对导向套进行定位及固定；在所述导向套的外侧还设置有护套，用以对活塞杆、螺帽、以及导向套进行保护，在所述加样层的下方设置有第二卡扣，用以防止所述加样层滑动，在导向套的两端外侧还设置有卡环，用以卡住相应的导向套。
进一步地，所述试剂管包括5个，第二电机连接的第二试剂管内为空，第三电机连接的第三试剂管内用以盛装裂解液，第四电机连接的第四试剂管内用以盛装第一清洗液，第五电机连接的第五试剂管内用以盛装第二清洗液，第六电机连接的第六试剂管内用以盛装洗脱液。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过对样品的液位高度进行检测，并根据液位的高度调节裂解液的注液速度和注液时长，使得样品含量与裂解液的含量匹配，实现样品的充***解，在实验过程中，实现连续进液的同时，进一步提高样品与裂解液注入量的匹配，使得样品裂解充分，提高后续实验的精度。
尤其，通过中控单元内的计数器确定第二电机的启动次数，根据第二电机的启动次数判定样品裂解的程度，在实际反应过程中，若是样品的裂解程度较高，那么在进行清洗时，核酸和蛋白质的分离则更容易，而第四电机和第五电机的进液速度可以适当增加，以减少清洗时间，而样品的裂解程度较低，那么在清洗时，核酸和蛋白质的分离则不容易，此时就需要更大幅度的增加第四电机和第五电机的进液速度，使得尽快完成对样品中的核酸的清洗，提高实验效率。
尤其，通过对样品中的蛋白质分子的大小界定样品在裂解液中反应的程度，中控单元对于电机的启动次数确定裂解程度，对样品的裂解程度界定更为精准，便于根据裂解程度对第四电机和第五电机的转速进行调节，以提高实验效率。
尤其，通过在中控单元内设置三个不同程度的裂解度，进而根据不同的裂解度对第四电机和第五电机的进液速度进行调整，使得在进行纯化的过程中，纯化速度更快，实现电机和裂解液的高效利用，避免电机的能耗，提高实验效率。更进一步地，通过对电机转速的调节，在蛋白质裂解后的分子团较大时，则提高进液速度，利用进液的清洗液的压力将分子团冲开，实现更好的清洗，防止在分子团中的核酸物质被清洗不干净，进而提高清洗的效率，提高核酸的纯净度。
尤其，通过电机泵的驱动作用，控制电机组连接的连接轴带动试剂管内的活塞沿着管壁往复运动，实现推入试剂和吸出试剂，电机组包括有多组电机，对应的试剂管也包括有若干个，在使用过程中，每个试剂管内的液体不同，其推入或是吸出的时序也是不同的，实现反应的连续性，也可以实现加入不同试剂的连续性。
尤其，减速装置组的设置使得试剂在试剂管内的注入速度或是在管路层内的流动速度都会有相应的减慢或是降低，通过对试剂注入速度的控制，实现对实验过程的有效控制，便于掌握实验节奏。
尤其，光电传感器和零位片配套使用，可以作为计数功能，可以记录每个电机连接的电机泵运动了多少周，转了多少圈，这样可以简单矫正一下加液量的准确性。
尤其，由于在实验过程中，每个电机的工作时间，且其是正转还是反转都要依赖于其他电机，也就是说每个电机的工作状态都是与其他电机的工作状态或是当前的实验进度息息相关的，为了进一步保证每个电机的工作状态正常，且其工作的时序在整个实验过程中是正确的，因此需要对其进行整体统筹规划，通过电路控制板的设置，将每个电机的控制变得简单，且控制方便。
尤其，本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置，根据实验目的，利用电机泵控制对应的试剂管进液或是配合进液，实现连续进液，整个过程不间断，提高实验效率，缩短实验时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置中电机泵的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置中电机泵的立体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置中电机泵的侧面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置中加样层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图4所示，本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置，该装置包括加样层和电机泵1，其中，所述加样层与所述电机泵连接，所述电机泵用以通过加样层将试剂加入至管路层内的管道内，加样层上设置有加样口，在所述加样口内设置有液位高度计，用以检测由加样口加入的样品的高度；
所述加样层包括试剂管和活塞，所述试剂管的一端设置密封结构，另一端设置有活塞，所述活塞的活塞杆与电机泵的连接轴固定连接；所述电机泵1包括电机组10和连接轴11，所述电机组10的输出轴和所述连接轴11固定连接，所述电机组10带动所述连接轴11在所述阀头向下或向上时，推入或吸出所述管路层内的液体，所述电机组包括第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机，所述连接轴11用以通过加样层的试剂管与进液口连接，试剂管设置有密封结构的一端和进液口连接，在使用时利用探针刺破密封结构，然后活塞在电机泵的作用下将试剂管内的试剂液体推入进液口，然后在泵阀配合的作用下，实现试剂在管路层内管道的流动，从而实现提取、纯化和扩增。
具体而言，中控单元分别与电机组中的第二电机、第三电机和液位高度计，用以根据液位高度计的高度调节第三电机的进液速度v20和进液时长t0，其中，中控单元内设置有第一液位高度h10，第二标位高度h20和第三液位高度h30，且第一液位高度h10<第二标位高度h20<第三液位高度h30；
若液位计检测到的样品的高度≤第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为t0；
若第二标位高度h20≥液位计检测到的样品的高度>第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为t0；
若第三标位高度h30≥液位计检测到的样品的高度>第二液位高度h20，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为1.1×t0；
若液位计检测到的样品的高度>第三标位高度h30，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为1.1×t0。
具体而言，本发明实施例通过对样品的液位高度进行检测，并根据液位的高度调节裂解液的注液速度和注液时长，使得样品含量与裂解液的含量匹配，实现样品的充***解，在实验过程中，实现连续进液的同时，进一步提高样品与裂解液注入量的匹配，使得样品裂解充分，提高后续实验的精度。
具体而言，中控单元内设置有计数器和预先设置的标准次数n0，计数器用以对第二电机的启动次数进行计数，中控单元根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度，并根据裂解程度选择第四电机进液速度V40和第五电机的进液速度V50。
具体而言，本发明实施例通过中控单元内的计数器确定第二电机的启动次数，根据第二电机的启动次数判定样品裂解的程度，在实际反应过程中，若是样品的裂解程度较高，那么在进行清洗时，核酸和蛋白质的分离则更容易，而第四电机和第五电机的进液速度可以适当增加，以减少清洗时间，而样品的裂解程度较低，那么在清洗时，核酸和蛋白质的分离则不容易，此时就需要更大幅度的增加第四电机和第五电机的进液速度，使得尽快完成对样品中的核酸的清洗，提高实验效率。
具体而言，所述根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度包括：
中控单元内设置有第一裂解程度a1、第二裂解程度a2和第三裂解程度a3，其中第一裂解程度a1表示样品的裂解程度≥预先设置的裂解度标准s0，第二裂解度a2表示样品的裂解程度为>裂解度标准s0且≤1.1×s0，第三裂解度a3表示样品的劣迹程度为>1.1×s0；
若第二电机的启动次数多，则表示样品和裂解液混合充分，样品中的蛋白质分子小，样品的裂解程度为第三裂解度；
若第二电机的启动次数少，则表示样品和裂解液进行混合但是混合并不充分，样品中的蛋白质分子大，样品的裂解程度为第一裂解度；
若第二电机的启动次数适中，则样品中的蛋白质分子有大有小，样品的裂解程度为第二裂解度。
具体而言，本发明实施例通过对样品中的蛋白质分子的大小界定样品在裂解液中反应的程度，中控单元对于电机的启动次数确定裂解程度，对样品的裂解程度界定更为精准，便于根据裂解程度对第四电机和第五电机的转速进行调节，以提高实验效率。
具体而言，所述根据裂解程度调节第四电机的进液速度和第五电机的进液速度包括：
进行纯化过程中，若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第一裂解度，则提高第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第二裂解度，则保持第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第三裂解度，则降低第四电机和第五电机的进液速度。
具体而言，本发明实施例通过在中控单元内设置三个不同程度的裂解度，进而根据不同的裂解度对第四电机和第五电机的进液速度进行调整，使得在进行纯化的过程中，纯化速度更快，实现电机和裂解液的高效利用，避免电机的能耗，提高实验效率。更进一步地，通过对电机转速的调节，在蛋白质裂解后的分子团较大时，则提高进液速度，利用进液的清洗液的压力将分子团冲开，实现更好的清洗，防止在分子团中的核酸物质被清洗不干净，进而提高清洗的效率，提高核酸的纯净度。
本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置，通过电机泵的驱动作用，控制电机组连接的连接轴带动试剂管内的活塞沿着管壁往复运动，实现推入试剂和吸出试剂，电机组包括有多组电机，对应的试剂管也包括有若干个，在使用过程中，每个试剂管内的液体不同，其推入或是吸出的时序也是不同的，实现反应的连续性，也可以实现加入不同试剂的连续性。
下面以注入裂解液的过程为例进行说明，在向管路层内注入裂解液时，本领域技术人员可以理解的是，注入裂解液的目的是将样品进行裂解，实现样品中核酸物质及蛋白质的***，在进行裂解液注入之前，样品已经从加样层上设置的加样孔加入，此时关闭双阀，关闭第二单阀，打开第一单阀，样品进液口和裂解液进液口之间设置有第一单阀，第一单阀连接的阀头无需下压，实现第一单阀的打开，而此时第二单阀和双阀的阀头是需要在第一电机的作用下向下运动对管路层施加压力，进而实现截流的，裂解液和样品注入后在管路层内的管道进行混合。
为了促使混合充分均匀，此时第二电机102和第三电机103可以配合进行工作，如第三电机103推入时，第二电机102向外吸液，或是第二电机102推液，第三电机103吸液，进而实现了样品和裂解液在样品进液口和裂解液注入口之间充分混合反应，当二者混合均匀充分后，就需要将其推入纯化仓内，进行后续的纯化反应。
具体而言，下面就裂解液是如何推入管道内进行进一步说明，第三电机103的输出轴连接所述连接轴11，连接轴11通过注液装置连接注液口，注液装置包括试剂管和活塞，活塞可以在试剂管内前后移动，电机的转数转化为活塞在试剂管内的横向移动距离，实现将试剂管内裂解液注入管路层内。在实际应用中，若需要推入裂解液，则第三电机103正转，实现活塞在试剂管内先前移动，将裂解液注入，若需要抽出液体，则控制点第三电机103反转，此时为了配合抽液动作，第二电机102需要正转进行推入动作，通过第二电机102和第三电机103的正转或反转实现裂解液和样品的充分混合。
具体而言，电机泵1与管路层上的进液口连接，用以向管路层内加入试剂，在不同的反应阶段，所加入的试剂是不同的，试剂注入的进液口也是不同的，在电机泵1连接的试剂管内可以是裂解液、可以是清洗液，还可以是洗脱液，是根据实验目的不同进行选择的。在实际应用中，电机泵1和液路阀进行配合实现管路层内液体流向的控制，以注入裂解液的过程为例进行说明，在向管路层内注入裂解液时，本领域技术人员可以理解的是，注入裂解液的目的是将样品进行裂解，实现样品中核酸物质及蛋白质的***，在进行裂解液注入之前，样品已经从注样口加入到了样品进液口内，此时关闭双阀，关闭第二单阀，打开第一单阀，样品进液口和裂解液进液口之间设置有第一单阀，第一单阀连接的阀头无需下压，实现第一单阀的打开，而此时第二单阀和双阀的阀头是需要在第一电机的作用下向下运动对管路层施加压力，进而实现截流的，裂解液和样品注入后在管路层内的管道进行混合。
为了促使混合充分均匀，此时第二电机102和第三电机103可以配合进行工作，如第三电机103推入时，第二电机102向外吸液，或是第二电机102推液，第三电机103吸液，进而实现了样品和裂解液在样品进液口和裂解液注入口之间充分混合反应，当二者混合均匀充分后，就需要将其推入纯化仓内，进行后续的纯化反应。
具体而言，下面就裂解液是如何推入管道内进行进一步说明，第三电机103的输出轴连接所述连接轴11，连接轴11通过注液装置连接注液口，注液装置包括试剂管和活塞308，活塞308可以在试剂管内前后移动，电机的转数转化为活塞在试剂管内的横向移动距离，实现将试剂管内裂解液注入管路层内。在实际应用中，若需要推入裂解液，则第三电机103正转，实现活塞在试剂管内向前移动，将裂解液注入，若需要抽出液体，则控制第三电机103反转，此时为了配合抽液动作，第二电机102需要正转进行推入动作，通过第二电机102和第三电机103的正转或反转实现裂解液和样品的充分混合，电机的转动通过丝杆的传动作用实现了活塞的前后移动，进而实现试剂的注入和吸出。
通过电机泵1和液路阀的配合，实现试剂的注入，在管路层上进行相关的实验反应，且利用电机泵1和液路阀配合实现对核酸物质在管路层内的反应及转移，且在纯化仓或是扩增仓内进行对应的操作，实现实验的连续性，且通过电机泵1和液路阀的配合控制了实验的进度和流程，实现连续进液，简单方便，易于实现。
在实际应用中还可以通过减速装置组13对电机组10内的电机转动速度进行调节，减速装置组13的设置使得试剂在试剂管内的注入速度或是在管路层内的流动速度都会有相应的减慢或是降低，通过对试剂注入速度的控制，实现对实验过程的有效控制，便于掌握实验节奏。
在实验结束之后，所述转接轴上端设置有零位片15和光电传感器16，所述光电传感器16和所述零位片15电连接，所述光电传感器16用以接收反应结束的信号，进而通过所述零位片15将所述连接轴11的转动位置归0。光电传感器16和零位片15是配套使用的，反应结束后，芯片上螺杆要归零位，这样才能取出芯片，这是放置芯片的结构限制了，另外一个作用，可以作为计数功能，可以记录每个电机连接的电机泵1运动了多少周，转了多少圈，这样可以简单矫正一下加液量的准确性。通过将连接轴11转动位置归0，便于芯片的取出，进行下一待检测样品的实验过程。
具体而言，本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置还包括电路控制板14，所述电路控制板14设置在所述电机组10的一侧，所述电路控制板14与所述电机组10电连接，所述电路控制板14用以控制所述电机组10的工作状态。通过电路控制板14，实现对电机组10的工作状态进行整体控制，由于在实验过程中，每个电机的工作时间，且其是正转还是反转都要依赖于其他电机，也就是说每个电机的工作状态都是与其他电机的工作状态或是当前的实验进度息息相关的，为了进一步保证每个电机的工作状态正常，且其工作的时序在整个实验过程中是正确的，因此需要对其进行整体统筹规划，通过电路控制板14的设置，将每个电机的控制变得简单，且控制方便。
具体而言，所述电机组10包括第二电机102，第三电机103、第四电机104、第五电机105和第六电机106，所述第二电机102，第三电机103、第四电机104、第五电机105和第六电机106并列设置，与所述第二电机102，第三电机103、第四电机104、第五电机105和第六电机106连接的连接轴11的端部设置有凹形槽，所述凹形槽用以连接所述推吸液装置。连接轴11的端部设置有凹形槽，对应的与连接轴11连接的活塞管为扁平的，其恰好嵌入在凹形槽内，在各个电机的作用下驱动对应的活塞在试剂管内往复移动，实现注液或吸液，且各个电机并列设置，可以保证电机组10在整体结构中的体积较小，易于实现。
在本实施例的加样孔302的下方为加样仓，加样孔302上设置有加样孔盖303，用以进行密封，加样仓能够连接装载试剂或样品的试剂管，在加样仓的下部设置有试剂出口312，在试剂出口312与加样仓之间设置有密封结构313，用以进行密封，在需要进行试剂加入的时候，刺针会刺破313，以使试剂沿着试剂口312进入流体管路内。在所述加样仓的一侧还设置有加压结构，其包括管壁305，在管壁305内部设置有活塞308，活塞308向加样仓移动，活塞308还包括活塞头304和活塞杆，推动其内的试剂向试剂出口312流出；当然在需要进行抽回试剂的时候，活塞308也可以向外抽出试剂或是其他废液，在所述活塞308的活塞杆端部设置有密封圈311，用以进行密封。
继续参阅图4所示，本实施例的活塞杆上还设置有螺帽307，通过与螺帽307螺纹连接，实现相对旋转运动，相应的，在活塞杆的一端设置有输出结构，如气缸，油缸，也可通过转动输出结构连接活塞杆，如电机、丝杠，此时，活塞杆做旋转运动，只需能够推动试剂向试剂出口流出即可。相应的，在螺帽307的外侧套设有一导向套306，管壁305内侧设置有相应的轴肩，用以对导向套306进行定位及固定；在导向套306的两端外侧还设置有卡环314，用以卡住相应的导向套306。在导向套306的外侧还设置有护套309，用以对活塞杆、螺帽307、以及导向套306进行保护。在对管路层101进行试剂注射时，通过活塞向加样仓移动，增加其内的压力，以推动试剂向试剂出口312流动，实现注入试剂。结合图1中所示，本发明实施例设置若干组试剂管，在本实施例中，设置五组试剂管，根据实验需要依次向管路层施加不同或相同的试剂，能够大大提高使用效率。
继续参阅图4所示，在加样层3下方设置第二卡扣310，第二卡扣310设置在与第一卡扣相对的一侧面上，来防止加样层滑动。
可以看出，本实施例把复杂的实验过程，集成在芯片管路层，能够控制液体走向，从而能够有效地提高工作效率。
具体而言，下面就第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机的工作时序过程进行说明，所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机并列设置，与所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机连接的连接轴的端部设置有凹形槽，所述凹形槽用以连接所述活塞杆。在实际应用中，第二电机连接的试剂管为空，起到配合作用的，当样品和裂解液混合反应之后，关闭第一单阀，打开第二单阀，然后第三电机吸液，第二电机推液，将混合物引入纯化仓内，将混合物引入纯化仓后，需要对其进行清洗，此时第四电机推入第一清洗液，第二电机或第三电机吸入，使得清洗液沿着管路到达纯化仓，对纯化仓内的混合物进行清洗，本领域技术人员可以理解的是，为了提高核酸浓度，可以进行再次清洗，清洗过程同上，不再赘述。清洗结束后，利用第六电机推入洗脱液，此时需要第二电机的配合，需要将核酸物质从磁珠上洗脱后转移至扩增仓，此时双阀开启，第一单阀和第二单阀关闭，本领域技术人员可以理解的是，双阀和第一单阀以及第二单阀的控制也是由对应的电机进行控制操作，第二电机反转进行吸液，将纯化仓内的核酸物质沿着管路引至扩增仓内，从而进行后续的扩增反应。
由此可知，本发明实施例提供的基于PCR的连续进液装置，根据实验目的，利用电机泵控制对应的试剂管进液或是配合进液，实现连续进液，整个过程不间断，提高实验效率，缩短实验时间。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于PCR的连续进液装置，其特征在于，包括加样层和电机泵；
所述加样层与所述电机泵连接，所述电机泵用以通过加样层将试剂加入至管路层内的管道内，加样层上设置有加样口，在所述加样口内设置有液位高度计，用以检测由加样口加入的样品的高度；
所述加样层包括试剂管和活塞，所述试剂管的一端设置密封结构，另一端设置有活塞，所述活塞的活塞杆与电机泵的连接轴固定连接；
所述电机泵包括电机组、连接轴和丝杆，所述电机组的输出轴和所述连接轴固定连接，所述连接轴用以通过设置在丝杆上的所述活塞将所述试剂管内的试剂推入管道或吸出管道，所述电机组包括第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机；
中控单元分别与电机组中的第二电机、第三电机和液位高度计，用以根据液位高度计的高度调节第三电机的进液速度v20和进液时长t0，其中，中控单元内设置有第一液位高度h10，第二标位高度h20和第三液位高度h30，且第一液位高度h10<第二标位高度h20<第三液位高度h30；
若液位计检测到的样品的高度≤第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为t0；
若第二标位高度h20≥液位计检测到的样品的高度>第一液位高度h10，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为t0；
若第三标位高度h30≥液位计检测到的样品的高度>第二液位高度h20，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为v20且进液时长为1.1×t0；
若液位计检测到的样品的高度>第三标位高度h30，则在对管路层内注入裂解液时的进液速度为1.1×v20且进液时长为1.1×t0。
2.根据权利要求1所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，中控单元内设置有计数器和预先设置的标准次数n0，计数器用以对第二电机的启动次数进行计数，中控单元根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度，并根据裂解程度选择第四电机进液速度V40和第五电机的进液速度V50。
3.根据权利要求2所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述根据第二电机的启动次数判断对样品裂解的程度包括：
中控单元内设置有第一裂解程度a1、第二裂解程度a2和第三裂解程度a3，其中第一裂解程度a1表示样品的裂解程度≥预先设置的裂解度标准s0，第二裂解度a2表示样品的裂解程度为>裂解度标准s0且≤1.1×s0，第三裂解度a3表示样品的劣迹程度为>1.1×s0；
若第二电机的启动次数多，则表示样品和裂解液混合充分，样品中的蛋白质分子小，样品的裂解程度为第三裂解度；
若第二电机的启动次数少，则表示样品和裂解液进行混合但是混合并不充分，样品中的蛋白质分子大，样品的裂解程度为第一裂解度；
若第二电机的启动次数适中，则样品中的蛋白质分子有大有小，样品的裂解程度为第二裂解度。
4.根据权利要求3所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述根据裂解程度调节第四电机的进液速度和第五电机的进液速度包括：
进行纯化过程中，若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第一裂解度，则提高第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第二裂解度，则保持第四电机和第五电机的进液速度；
若纯化仓内的物质的裂解程度，属于第三裂解度，则降低第四电机和第五电机的进液速度。
5.根据权利要求4所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述电机组还包括有减速装置组，所述减速装置组设置在所述电机组内，用以控制所述电机组的转速。
6.根据权利要求1所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，还包括电路控制板，所述电路控制板设置在所述电机组的上侧，所述电路控制板与所述电机组电连接，所述电路控制板用以控制所述电机组的工作状态，中控单元设置在所述电路控制板上。
7.根据权利要求1所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述连接轴上端设置有零位片和光电传感器，所述光电传感器和所述零位片电连接，所述光电传感器用以接收反应结束的信号，进而通过所述零位片将所述连接轴的转动位置归零。
8.根据权利要求2所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机并列设置，与所述第二电机，第三电机、第四电机、第五电机和第六电机连接的连接轴的端部设置有凹形槽，所述凹形槽用以连接所述活塞杆，
在所述活塞的活塞杆端部设置有密封圈，用以进行密封；所述活塞沿着所述试剂管的管壁往复移动，推动其内的试剂向试剂出口流出或抽回。
9.根据权利要求8所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述活塞杆上还设置有螺帽，通过与螺帽螺纹连接，在螺帽的外侧套设有一导向套，管壁内侧设置有相应的轴肩，用以对导向套进行定位及固定；在所述导向套的外侧还设置有护套，用以对活塞杆、螺帽、以及导向套进行保护，在所述加样层的下方设置有第二卡扣，用以防止所述加样层滑动，在导向套的两端外侧还设置有卡环，用以卡住相应的导向套。
10.根据权利要求5所述的基于PCR的连续进液装置，其特征在于，所述试剂管包括5个，第二电机连接的第二试剂管内为空，第三电机连接的第三试剂管内用以盛装裂解液，第四电机连接的第四试剂管内用以盛装第一清洗液，第五电机连接的第五试剂管内用以盛装第二清洗液，第六电机连接的第六试剂管内用以盛装洗脱液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20210806 Assignee: Beijing Linke Biotechnology Co.,Ltd. Assignor: BEIJING INTEGRATED BIOSYSTEMS Co.,Ltd. Contract record no.: X2022990000932 Denomination of invention: Continuous liquid feeding device based on PCR Granted publication date: 20220408 License type: Common License Record date: 20221114 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230315 Address after: 100176 Room 308, 3rd floor, building 3, 88 Kechuang 6th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Patentee after: BEIJING INTEGRATED BIOSYSTEMS Co.,Ltd. Patentee after: Beijing Linke Biotechnology Co.,Ltd. Address before: 100176 Room 308, 3rd floor, building 3, 88 Kechuang 6th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Patentee before: BEIJING INTEGRATED BIOSYSTEMS Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20210806 Assignee: Beijing Linke Biotechnology Co.,Ltd. Assignor: BEIJING INTEGRATED BIOSYSTEMS Co.,Ltd. Contract record no.: X2022990000932 Denomination of invention: PCR based continuous liquid feeding device Granted publication date: 20220408 License type: Common License Record date: 20221114 |
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