本技術(shù)涉及dna合成,尤其是涉及一種高通量基因合成用多功能集成裝置及合成儀。
背景技術(shù):
1、現(xiàn)有的基因合成儀包括合成腔體及設置在合成腔體內(nèi)的直線運動機構(gòu),合成板安裝在直線運動機構(gòu)上,注液針板設置在合成腔體頂壁上,直線運動機構(gòu)驅(qū)動合成板的合成柱運動至目標注液鋼針處進行目標試劑的注入。
2、相關(guān)技術(shù)中,公開號為cn119161949a的專利公開了一種dna合成儀,該dna合成儀包括殼體組件、移動模組、合成單元以及分注單元;移動模組安裝于殼體組件內(nèi);合成單元包括承載件及設于承載件上的合成板,承載件設于移動模組上并與殼體組件圍設形成合成腔,承載件上設有保護氣體入口和保護氣體出口,承載件上設有與殼體組件的內(nèi)壁滑動摩擦的密封結(jié)構(gòu),承載件上設有用于驅(qū)動密封結(jié)構(gòu)遠離或靠近殼體組件的調(diào)節(jié)機構(gòu),移動模組用于驅(qū)動合成單元沿至少一個方向移動;分注單元設于殼體組件上,并用于注入試劑至合成板中。本發(fā)明改進了dna合成儀的結(jié)構(gòu),可合成基因的種類多,應用廣泛,整機結(jié)構(gòu)緊湊,且合成腔體體積小,有效降低了合成環(huán)境保護氣體的損耗,合成成本顯著降低。
3、針對上述中的相關(guān)技術(shù),為了控制合成腔體內(nèi)的濕度,需要精確控制合成腔體內(nèi)氬氣等保護氣體的含量,而為了精準控制氬氣等保護氣體的含量,需要在合成儀中增加傳感器以及相應的氣路系統(tǒng),這種設計一方面導致成本增加(氬氣的消耗),另一方面由于傳感器和氣路系統(tǒng)的設置,增加了合成儀的結(jié)構(gòu)復雜性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了簡化結(jié)構(gòu)并降低設備使用成本,本技術(shù)提供一種高通量基因合成用多功能集成裝置及合成儀。
2、第一方面,本技術(shù)提供的一種高通量基因合成用多功能集成裝置采用如下的技術(shù)方案:
3、一種高通量基因合成用多功能集成裝置,包括:
4、反應孔板和保存孔板,兩者表面均開設有微孔且所述微孔內(nèi)能夠容納試劑,所述微孔連接有排液通道;
5、打液機構(gòu),用于將反應試劑注入反應孔板的微孔內(nèi);
6、移動模組,用于驅(qū)動所述打液機構(gòu)沿至少一個方向移動;
7、反應蓋板,其設有試劑棒,所述反應蓋板能夠密封蓋合于所述反應孔板或保存孔板的表面,且所述試劑棒能夠置于微孔內(nèi);
8、多軸機械手,其輸出端設置有排液模塊、蓋板夾取模塊以及保存液加液模塊,所述排液模塊能夠蓋合于所述反應孔板或保存孔板的表面,且所述排液模塊能夠?qū)⑽⒖變?nèi)的試劑推送至所述排液通道;所述蓋板夾取模塊用于夾取反應蓋板以使反應蓋板能夠在反應孔板和保存孔板之間轉(zhuǎn)移;所述保存液加液模塊用于向保存孔板的微孔內(nèi)注入保存溶液。
9、通過采用上述技術(shù)方案,打液機構(gòu)將反應試劑注入反應孔板的微孔內(nèi)后,多軸機械手利用蓋板夾取模塊將放置于保存孔板上的反應蓋板夾取至反應孔板上表面,接著反應蓋板的試劑棒與微孔內(nèi)的反應試劑接觸并反應,同時排液模塊蓋合于保存孔板上表面,將保存孔板微孔內(nèi)的保存試劑排掉,然后保存液加液模塊能夠?qū)⒈4嬉褐匦伦⑷氡4婵装逦⒖變?nèi),待反應蓋板的試劑棒與反應試劑反應完成后,多軸機械手利用蓋板夾取模塊將放置于反應孔板上的反應蓋板夾取至保存孔板上表面,利用保存孔板的保存液對試劑棒進行隔絕保護,同時排液模塊將反應孔板內(nèi)的反應試劑排掉,進行新一輪反應過程。本技術(shù)方案取消了氬氣等保護氣體的使用,降低了成本,同時也能夠保障dna合成的正常進行,并且結(jié)合排液模塊的使用,能夠快速高效進行一輪dna合成,顯著提高了高通量基因合成過程中的效率、精度和穩(wěn)定性。同時,沿至少一個方向移動的移動模組和多軸機械手組合使用的方案,與單獨采用能夠沿多個方向移動的移動模組的方案相比,空間的利用率更高,結(jié)構(gòu)操作復雜性進一步降低。
10、可選的,所述多軸機械手的輸出端設置有切換轉(zhuǎn)盤,所述排液模塊、蓋板夾取模塊以及保存液加液模塊沿環(huán)向間隔安裝于切換轉(zhuǎn)盤周側(cè),所述排液模塊、蓋板夾取模塊以及保存液加液模塊朝遠離所述切換轉(zhuǎn)盤中心的方向外擴延伸。
11、通過采用上述技術(shù)方案,能夠進一步降低排液模塊、蓋板夾取模塊以及保存液加液模塊在反應孔板或保存孔板上表面的平面占用空間,有助于進一步提高空間利用率。并且各個功能模塊能夠快速準確地切換位置,提高了操作效率和靈活性。
12、可選的,所述打液機構(gòu)包括打液模塊和打液針,所述打液模塊內(nèi)開設有多個縱橫交錯布置的定位孔,所述定位孔的數(shù)量小于微孔的數(shù)量,一所述打液針安裝于一所述定位孔內(nèi),所述打液針的出液端能夠置于所述微孔的上方。
13、通過采用上述技術(shù)方案,縱橫交錯的打液針在移動模組的帶動下沿一個方向移動,此時橫向一排的打液針向微孔注入試劑后,另一橫向交錯的打液針移動到上一同排的微孔處,繼續(xù)向微孔內(nèi)注入試劑,從而滿足孔板內(nèi)同一排微孔試劑的添加。該方案能夠降低打液針的數(shù)量,降低成本并且提高空間利用率,另外,也能夠適用于市面上常見的96孔板和384孔板。
14、可選的,所述打液機構(gòu)還包括打液支架、打液電磁閥以及打液管,所述打液支架安裝于所述移動模組的輸出端,所述打液模塊和打液電磁閥均安裝于所述打液支架上,所述打液管的一端與打液針連接,另一端與所述打液電磁閥連接。
15、通過采用上述技術(shù)方案,使得打液過程更加精準可控,提高了試劑注入的準確性和穩(wěn)定性。同時,這種設計還簡化了設備結(jié)構(gòu),便于維護和更換部件,提升了整體操作的便捷性。
16、可選的,所述保存液加液模塊包括固定塊和保存液加液針,所述固定塊可拆卸安裝于所述多軸機械手的輸出端,所述保存液加液針安裝于所述固定塊上。
17、通過采用上述技術(shù)方案,使得在需要更換或清洗保存液加液針時,無需拆解整個裝置,簡化了操作流程,提高了工作效率。同時,這種設計還便于不同實驗條件下快速調(diào)整和配置不同的保存液加液針,增強了設備的適應性和靈活性。
18、可選的,所述保存液加液針設置為一根,往所述保存孔板的微孔加液時所述多軸機械手帶動所述保存液加液針呈蛇形軌跡運動。
19、通過采用上述技術(shù)方案,通過蛇形軌跡運動,單根保存液加液針可以連續(xù)、快速地對多個微孔進行注液,減少了更換或多路注液裝置帶來的復雜性和時間成本;使用單根保存液加液針并在每次注液后通過機械手控制精確移動,避免了多針頭之間的相互干擾和潛在的交叉污染問題;相比多針頭設計,單根保存液加液針的設計更加簡單,降低了制造和維護的成本,同時提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
20、可選的,所述排液模塊包括排液蓋板,所述排液蓋板底側(cè)開設有密封槽,所述密封槽的槽壁能夠與反應孔板或保存孔板的周側(cè)邊密封連接,所述密封槽的中心開設有通氣槽,所述通氣槽的槽壁外連供氣系統(tǒng)。
21、通過采用上述技術(shù)方案,實現(xiàn)良好的密封效果,從而有效避免了在排液過程中液體泄漏的問題。同時,在密封槽中心開設通氣槽,并將通氣槽的槽壁外連供氣系統(tǒng),可以在排液時提供穩(wěn)定的氣體壓力,確保微孔內(nèi)的試劑被徹底排出,提高了排液效率和準確性。
22、可選的,所述排液通道的出液端設置有廢液槽,所述廢液槽內(nèi)的廢液與排液通道的出液端接觸形成液封。
23、通過采用上述技術(shù)方案,液封能夠減少試劑漏入排液通道內(nèi),使試劑在未排液時能夠盡量保存于微孔內(nèi),保障dna合成的正常進行。
24、可選的,所述排液通道內(nèi)設置有用于防止試劑在重力作用下流入排液通道的加壓排液結(jié)構(gòu)。
25、通過采用上述技術(shù)方案,加壓排液結(jié)構(gòu)可以有效防止試劑因重力作用而意外流入排液通道,保障dna合成的正常進行,確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。
26、第二方面,?本技術(shù)提供的一種合成儀采用如下的技術(shù)方案:
27、一種合成儀,包括上述的高通量基因合成用多功能集成裝置。
28、綜上所述,本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果:
29、1.?通過集成反應孔板、保存孔板、打液機構(gòu)、移動模組、反應蓋板及多軸機械手等多種功能模塊,實現(xiàn)了高通量基因合成過程的高度自動化和一體化,顯著提升了實驗效率和可靠性;
30、2.?反應蓋板上的試劑棒能夠密封蓋合于反應孔板或保存孔板的微孔內(nèi),有效防止了試劑揮發(fā)和污染,保證了反應環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性;
31、3.?排液模塊能夠?qū)⑽⒖變?nèi)的試劑推送至排液通道并最終進入廢液槽,避免了廢棄物的二次污染,同時加壓排液結(jié)構(gòu)防止了試劑在重力作用下流入排液通道,確保了系統(tǒng)的清潔和無泄漏。