加载装置及基因测序系统的制作方法

本实用新型涉及基因
技术领域：
，特别是指一种用于将若干液体反应剂加载于裸测序芯片上进行生化反应的加载装置，及应用该装置的基因测序系统。
背景技术：
：本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。基因测序芯片(如硅片)需要和多种不同试剂进行生物反应才能够在其表面固定或携带基因分子或核酸分子，加载试剂过程中换液速度、换液量、换液时间、换液温度、换液平稳性都需要严格控制，并且更换试剂过程中芯片不能接触空气，所以芯片加载反应过程需要在特别制作的封闭装置里面进行。以基因纳米球分子(DNB)的加载为例，现有技术方案是一种硅片封闭式DNB加载方法，该方法预先将每一芯片进行特殊加工封装(首先芯片正面固定位置盖设玻璃片，边缘点胶封装使内部形成流道，其中流道两端对应芯片上开设进液口和出液口，且组合的芯片-玻璃片采用边框固定)，封装后的芯片将DNB或试剂连通进液口，经出液口的注射器抽液产生负压，反应剂从进液口吸入流道并充满后进行生物反应，继续抽液更换流道中反应剂直至反应完全。上述硅芯片DNB加载方法，每一芯片的封装加工复杂，而且流道的精度、密封性要求极高，封装时芯片的报废率高；同时辅材(玻璃片、边框)需求量大，成本高；不仅如此，每一芯片均需封装处理，不利于灵活使用，尤其是芯片一旦进气泡后很难排除，且封装玻璃片后不利于进行快速、大通量自动化生物反应。尤其是测序芯片为大尺寸、圆形时，极易换液不充分，限制应用。技术实现要素：鉴于以上内容，有必要提供一种改进的用于将若干液体反应剂加载于裸测序芯片上的加载装置及基因测序系统，可以进行快速、大通量自动化生物反应，对于圆形测序芯片依然能够换液充分，提高测序芯片利用率。本实用新型提供的技术方案为：一种加载装置，用于将液体反应剂加载于测序芯片上进行生化反应，包括盖板和底座，所述盖板底面上开设有扇形密封槽，所述密封槽的直边内侧设有流道槽，所述盖板通过所述密封槽的边缘贴合所述测序芯片形成扇形的腔体，所述密封槽弧边内侧设有若干出液口，所述流道槽靠近圆心角设有进液口，所述进液口或所述出液口与流体系统的电磁阀连通，所述电磁阀用于控制加液和排液。进一步地，所述密封槽设有数个，每一所述密封槽的边缘点胶分区，并与所述测序芯片贴合。具体地，所述密封槽设有相同的4个，每一弧度为90°，每一所述密封槽为四分之一圆，其直边与弧边均点胶封闭，并与所述测序芯片贴合。进一步地，所述密封槽合围成的圆与所述测序芯片的边缘贴合。进一步地，所述流道槽设有若干条，每一所述流道槽与所述密封槽的一直边平行，且两端部分别靠近所述密封槽的圆心角和一弧角。进一步地，所述流道槽设有垂直相交的两条，交点靠近所述圆心角，且设有一进液口，所述流道槽靠近所述弧角的端部分别设有第一出液口和第二出液口。进一步地，每一密封槽的弧边中点内侧设有第三出液口。进一步地，所述进液口、所述第一出液口、所述第二出液口在相应所述电磁阀的控制下用于所述流道槽的铺液或换液。进一步地，所述进液口、所述第三出液口在相应所述电磁阀的控制下用于沿所述流道槽平铺液体直至充满腔体。进一步地，所述底座为圆形，所述底座顶面开设有弧形槽和条形槽，所述条形槽垂直相交于所述弧形槽的中部，所述弧形槽的端部连线与所述条形槽相交。本实用新型进一步提供一种基因测序系统，为裸测序芯片浸泡反应测试系统，包括流体系统、以及所述的加载装置，所述流体系统以设定的自动程序控制相连的所述电磁阀的开启和关闭。与现有技术相比，本实用新型提供的用于将若干液体反应剂加载于裸测序芯片上的加载装置，包括盖板和底座，所述盖板底面上开设有扇形密封槽，所述密封槽的直边内侧设有流道槽，所述盖板通过所述密封槽的边缘贴合所述测序芯片形成扇形的腔体，所述密封槽弧边内侧设有若干出液口，所述流道槽靠近圆心角设有进液口，所述进液口或所述出液口与流体系统的电磁阀连通，所述电磁阀用于控制加液和排液。该装置的应用使得测序芯片不需要昂贵的封装处理，反应剂可直接加载于裸测序芯片上，成本低，操作便捷，加载过程简单，高效，无气泡，换液平稳；通过分区域构造换液/铺液通道可显著提高超大面积圆形芯片(大于30000mm2)的试剂加载的质量和效率，有利于快速、大通量的自动化生物反应；应用其的基因测序系统可自动将不同反应剂加载至裸测序芯片上，使其携带基因分子或核酸分子，不仅提高了圆形测序芯片的利用率，反应通量大，扩展应用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。图1为本实用新型一实施方式的加载装置的立体图。图2为图1所示的加载装置的分解图。图3为图1所示的加载装置的另一角度分解图。图4为图2所示的盖板的局部放大图。附图标记说明:加载装置100盖板10胶11密封槽15流道槽16进液口161第一出液口162第二出液口163第三出液口164底座30测序芯片50如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型实施例。具体实施方式为了能够更清楚地理解本实用新型实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型实施例，所描述的实施方式仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型实施例保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型实施例的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型实施例。基因测序系统，用于检测基因分子或核酸分子上的碱基对排序规律，分析预测疾病及患病风险。该系统通过将溶解有基因分子或核酸分子的不同液体反应剂加载在测序芯片上充分反应，使得测序芯片表面按一定规律携带若干条基因分子或核酸分子主链，然后将每一条主链上基团逐个进行碱基配对、荧光标记、拍照，从而获得完整的序列。其中将溶解有基因分子或核酸分子的不同液体反应剂加载至测序芯片上是首要关键步骤，决定了后期的测序通量及测序质量。因为测序芯片50需要和多种不同试剂进行生物反应，现预封装芯片加载方法，封装处理成本高且繁琐，报废率高、测序芯片50的利用率低，且无法杜绝气泡的进入，会影响生化反应的进行(反应中测序芯片50不能接触空气)，不利于快速、大通量自动化生物反应。尤其是圆形的测序芯片的弧边区常规的换液方法极易换液不充分，所以本实用新型据此设计了圆形的盖板式的加载装置100。下面结合图1至图4将对本实用新型的加载装置100的整体结构作详细的阐述。该装置100用于将液体反应剂加载于测序芯片上进行生化反应，其应用使得测序芯片50不需要昂贵的封装处理，反应剂可直接加载于裸测序芯片50上，成本低，操作便捷。图1示出了该装置100的主体结构，主要包括：盖板10，盖设于测序芯片50之上，用与测序芯片50形成密封结构；底座30，从底部支撑测序芯片50；测序芯片50，置于盖板10和底座30之间，为圆形(图中未示出，密封在内部)。为详细描述密封结构，将图1所示的整体结构的内部组件沿纵向分解，如图2和图3所示。本实施方式中，该加载装置100从顶部至底部依次设有盖板10、测序芯片50(边缘胶11贴合)、底座30。请一并参阅图4，所述盖板10为方形，其底面上开设有密封槽15。本实施方式中，密封槽15为盖板10底面上的扇形的凹槽，该凹槽设有4个，每一个呈四分之一的圆(扇形)，弧角为90°，合围成圆形，相应的所述胶11为圆环形，且中间设置了十字形，胶11设于4个密封槽15的轮廓上，且其底部抵触于所述测序芯片50的边缘和中间，从而所述盖板10、所述测序芯片50、所述密封槽15、所述胶11贴合形成4个独立扇形的腔体，所述盖板10与所述测序芯片50之间的间隙控制在微米级(相对于常规容器的腔体而言，该间隙极小)。所述胶11与所述测序芯片50之间不粘连，不影响后续所述测序芯片50的测序反应等。可以理解，所述密封槽15、胶11的形状不限定为本实施方式；所述密封槽15的数量不限定为本实施方式；在其他实施方式中，所述腔体的形状不限定为圆形，可以是弧形或其他。在其他实施方式中，所述胶11可贴合在所述测序芯片50的边缘内侧，仅需密封即可。如图4所示，所述盖板10底面上还设有流道槽16，所述流道槽16设于所述密封槽15的直边内侧。本实施方式中，每一密封槽15直边内侧设有流道，且交汇于圆心角处形成1条直角流道槽16，也就是说，流道槽16设有4条，每一扇形的密封槽15内含有1条，每一条成L形；所述流道槽16的端部靠近所述密封槽15的圆心角和弧角，流道槽16的作用在于有效排除气体，避免换液时测序芯片50与空气接触，并引导液体流向。从图2中进一步看出，每一所述流道槽16靠近圆心角的端部设有进液口161，每一所述流道槽16靠近弧角的端部设有第一出液口162和第二出液口163，所述进液口161或所述出液口通过螺纹孔和管道连通所述盖板10的外部。每一密封槽15远离所述流道槽16的弧边中点内侧设有第三出液口164。本实施方式中，每一所述密封槽15内设有1个进液口161和3个出液口(162、163、164)，以及1条流道槽16，所述进液口161或所述出液口(162、163、164)与流体系统的电磁阀连通，所述电磁阀用于控制加液和排液。相应地胶11设有1个，为圆环形，中间为十字形，实际操作中为在密封槽15的轮廓点胶，待固化后与测序芯片50贴合。可以理解，出液口(162、163、164)的数量不限定为本实施方式；在其他实施方式中，所述进液口161的位置、数量不限定为本实施方式。如图3所示，所述底座30为方形，与盖板10相匹配。所述底座30顶面开设有弧形槽和条形槽，所述条形槽垂直相交于所述弧形槽的中部，所述弧形槽的端部连线与所述条形槽相交。所述测序芯片50，置于所述底座30上，顶面被盖板10与胶11合围形成腔体。本实施方式中，胶11贴合于测序芯片50的边缘，腔体密封区域的测序芯片50为圆形，所述测序芯片50设于所述底座30表面内部，具体地，所述条形槽用于放置测序芯片50的夹持件，以粘连方式固定于测序芯片50的背面，便于拿取，不污染已加载基因分子或核酸分子的测序芯片50表面。可以理解，胶11可以贴合于测序芯片50的边缘内侧，视实际需要而设。下面对本实用新型的加载装置100的加液过程作进一步具体地阐述。步骤1：首次加液(铺液)时，开启相应电磁阀，吸入液体，去除管道空气；步骤2：开启进液口161、第一出液口162、第二出液口163对应的电磁阀，且关闭步骤1中的用于排气的电磁阀，液体自进液口161沿流道槽16流向第一出液口162和第二出液口163；步骤3：当液体充满流道槽16，关闭第一出液口162和第二出液口163对应的电磁阀，且开启第三出液口164对应的电磁阀，液体以流道槽16为起点均匀地平铺、流向第三出液口164，直至铺满，静待反应完全。下面对本实用新型的加载装置100的换液过程作进一步具体地阐述。步骤1：开启用于排气的电磁阀，吸入新的液体，更换管道中已反应的液体(废液)；步骤2：开启进液口161、第一出液口162、第二出液口163对应的电磁阀，且关闭用于排气的电磁阀，液体沿流道槽16流向第一出液口162和第二出液口163，同时废液从第一出液口162和第二出液口163中抽出或挤出，从管道排出；步骤3：当液体到达所述第一出液口162和第二出液口163，关闭第一出液口162和第二出液口163对应的电磁阀，且开启第三出液口164对应的电磁阀，液体以流道槽16为起点，均匀地平铺、流向第三出液口164，同时废液从第三出液口164中抽出或挤出，从管道排出，待换液完全，关闭所述进液口161及所述第三出液口164对应的电磁阀，静待反应完全。综上，应用该装置的加载过程，简单，高效，加载过程无气泡，换液平稳，将大面积芯片分区注液或换液，加载效率高、加载及反应更充分，有利于快速、大通量的自动化生物反应。本实用新型提供的应用该加载装置100的基因测序系统，还包括流体系统，所述流体系统按设定的自动程序控制所述电磁阀40的开启和关闭；该系统可自动将各种液体反应剂加载至裸测序芯片50上，不仅提高了测序芯片50的利用率，反应通量大，能够将大面积芯片表面高效、充分换液，扩展了圆形测序芯片50的应用；而且单次即可实现重复验证测试的需要，测试效率高，测试结果更准确；同时自动化加载程序控制，结合密封腔体设计，使得多次加载的系统误差小，测试结果更可靠。以上实施方式仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型实施例的技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3