液滴生成仪的制作方法

专利检索2026-08-20  20


本发明涉及基因测序,尤其涉及一种液滴生成仪。


背景技术:

1、传统的测序对象主要面向生物组织块,通常采样为一管血液或一块组织样本,所得到的测序结果也为基于整个组织块基因的平均信息。如果对组织块内单个细胞的基因序列进行测序,则可以得到细胞与细胞间的遗传信息差异,进而获得更加精细化的核酸信息。单细胞测序是生命体胚胎发育,肿瘤分化以及发掘稀有类型细胞等研究中不可或缺的技术手段。

2、目前,基于液滴的高通量单细胞测序技术因其低成本,低操作复杂度成为单细胞测序的主流技术。该技术的核心是在一个微液滴内包裹一个细胞和若干颗带有编码信息的塑料或磁性微球。现有液滴生成装置通常是将连续相(液滴生成油)和分散相(细胞悬液和微球悬液)预先加入具有液滴生成功能的微流控芯片中,利用正压或负压推动连续相和分散相运动,在微流控管道中形成所需的微液滴。

3、但现有的单细胞微液滴生成仪为满足高通量的设计理念,微液滴生成仪所加载的微流控载片通常包含集成了n个微液滴生成器,并对n个微液滴生成器同时施加正压或负压推动连续相和分散相运动,以在微流控管道中形成所需的微液滴。当测序样品个数为n且n大于n时,需将n-n个微液滴生成器的进样孔和收集孔用特殊的试剂密封。若微流控载片中未使用过的微液滴生成器准备继续使用,则还需要把微液滴生成器中的特殊试剂吸出,同时反应过的那些微流道还需要用特殊试剂封堵住。由此可知样品数不足n个时,操作起来非常复杂。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服采用现有技术的微液滴生成仪进行液滴生成操作繁琐的缺陷,提供一种液滴生成仪。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:

3、第一方面,提供一种液滴生成仪,包括:芯片载板、控制器、负压提供模块和至少两路负压驱动管路;所述控制器与所述负压提供模块电连接;

4、所述芯片载板具有至少两个用于承载液滴生成载片的载片位,每个液滴生成载片包括收集储液池、至少两个相互间隔设置的进样储液池以及连接所述收集储液池与所述进样储液池的流道;

5、所述控制器用于控制所述负压提供模块提供负压至所述负压驱动管路,所述负压驱动管路与所述载片位一一对应;

6、各所述负压驱动管路用于与对应的所述载片位上的所述液滴生成载片的所述收集储液池连通并将所述负压输出至与其连通的收集储液池,以驱动所述进样储液池中的样品沿所述流道进入所述收集储液池所属于的液滴生成载片生成液滴;

7、各所述负压驱动管路具有控制阀以控制与对应所述液滴生成载片的通断,各所述负压驱动管路的控制阀相互独立。

8、可选地,所述负压驱动管路上设有第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述控制器电连接;

9、所述第一压力传感器用于检测所述负压驱动管路内的第一负压值,并将所述第一负压值发送至所述控制器;

10、所述控制器用于根据所述第一负压值并基于pid反馈控制所述负压提供模块提供的负压,以使所述第一负压值与第一预设值之差小于差值阈值。

11、可选地,所述控制阀为第一电磁阀,所述第一电磁阀与所述控制器电连接;

12、当所述第一负压值与所述第一预设值之差小于差值阈值,所述控制器用于控制所述第一电磁阀关闭,以阻断所述负压驱动管路将所述负压输出至与其连通的收集储液池。

13、可选地,所述负压驱动管路上还设有缓冲器,所述缓冲器位于所述第一压力传感器与所述负压提供模块之间。

14、可选地,所述负压提供模块包括三通阀、气泵和缓冲罐;所述三通阀和所述气泵均与所述控制器电连接;

15、所述控制器用于控制所述三通阀使所述缓冲罐与所述气泵连接,并控制所述气泵对所述缓冲罐抽气;

16、当所述缓冲罐的第二负压值达到第二预设值时,所述控制器还用于控制所述三通阀使所述缓冲罐与所述气泵断开,并开启所述控制阀以使所述缓冲罐提供负压至所述负压驱动管路。

17、可选地,所述负压提供模块还包括第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述控制器电连接;

18、所述第二压力传感器用于检测所述第二负压值,并将所述第二负压值发送至所述控制器。

19、可选地,所述负压提供模块的缓冲罐远离所述三通阀的一端与负压提供管路连接;所述负压提供管路与所述负压驱动管路连接;

20、所述第二压力传感器设于所述负压提供管路上;

21、所述缓冲罐位于所述第二压力传感器与所述三通阀之间。

22、可选地,所述液滴生成仪还包括与所述缓冲罐连接的泄压管路,所泄压管路上设有第二电磁阀,所述第二电磁阀与所述控制器电连接;

23、当结束生成所述液滴,所述控制器还用于控制所述第二电磁阀开启以释放所述缓冲罐内的负压。

24、可选地,所述负压驱动管路与所述收集储液池密封连通。

25、可选地,所述液滴生成仪还包括:相对所述芯片载板设置的显微镜观测模块;

26、所述显微镜观测模块用于观测所述液滴生成载片的液滴生成过程。

27、可选地,所述显微镜观测模块位于所述载片位背离所述液滴生成载片的一侧。

28、可选地,所述显微镜观测模块包括至少两个观测镜头,所述观测镜头与所述载片位一一对应设置。

29、本发明的积极进步效果在于:本发明的液滴生成仪可以同时为多个液滴生成载片提供生成液滴所需的负压,实现高通量液滴生成,且对于每个液滴生成载片采用独立的负压驱动管路为其提供负压,从而即便液滴生成载片包含单个或者少量的微液滴生成器也能实现灵活加载,无需对微液滴生成器用特殊的试剂进行密封或者吸出特殊试剂,操作方便。



技术特征:

1.一种液滴生成仪,其特征在于,包括:芯片载板、控制器、负压提供模块和至少两路负压驱动管路;所述控制器与所述负压提供模块电连接;

2.根据权利要求1所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压驱动管路上设有第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述控制器电连接;

3.根据权利要求2所述的液滴生成仪,其特征在于,所述控制阀为第一电磁阀,所述第一电磁阀与所述控制器电连接;

4.根据权利要求2所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压驱动管路上还设有缓冲器,所述缓冲器位于所述第一压力传感器与所述负压提供模块之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压提供模块包括三通阀、气泵和缓冲罐;所述三通阀和所述气泵均与所述控制器电连接;

6.根据权利要求5所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压提供模块还包括第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述控制器电连接;

7.根据权利要求6所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压提供模块的缓冲罐远离所述三通阀的一端与负压提供管路连接;所述负压提供管路与所述负压驱动管路连接;

8.根据权利要求5所述的液滴生成仪,其特征在于,所述液滴生成仪还包括与所述缓冲罐连接的泄压管路,所泄压管路上设有第二电磁阀,所述第二电磁阀与所述控制器电连接;

9.根据权利要求1所述的液滴生成仪,其特征在于,所述负压驱动管路与所述收集储液池密封连通。

10.根据权利要求1所述的液滴生成仪,其特征在于,所述液滴生成仪还包括:相对所述芯片载板设置的显微镜观测模块;

11.根据权利要求10所述的液滴生成仪,其特征在于,所述显微镜观测模块位于所述载片位背离所述液滴生成载片的一侧。

12.根据权利要求11所述的液滴生成仪,其特征在于,所述显微镜观测模块包括至少两个观测镜头,所述观测镜头与所述载片位一一对应设置。


技术总结
本发明公开了一种液滴生成仪,其包括:芯片载板、控制器、负压提供模块和至少两路负压驱动管路;控制器与负压提供模块电连接;芯片载板具有至少两个用于承载液滴生成载片的载片位,每个液滴生成载片包括收集储液池以及与其通过流道连通的进样储液池;控制器用于控制负压提供模块提供负压至负压驱动管路;负压驱动管路用于将负压输出至与其连通的收集储液池,以驱动进样储液池中的样品沿流道进入收集储液池并生成液滴。本发明的液滴生成仪可以同时为多个液滴生成载片提供生成液滴所需的负压,且对于每个液滴生成载片采用独立的负压驱动管路为其提供负压,实现高通量液滴制备,无需对微液滴生成器用特殊的试剂进行密封或者吸出特殊试剂,操作方便。

技术研发人员:李迪,吴晶,孟庆亮
受保护的技术使用者:青岛华大智造科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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