專利名稱：一種移液裝置及使用于該裝置中的移液管與系列容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種移液裝置，特別是有關于一種利用一移液管來結合 使用一系列式多巢室容器內預先填充的試劑，以進行核酸純化、萃取、分離 或篩選的自動化微量移液裝置。
背景技術：
隨著人類基因組、功能組不斷地深入研究，生命科學對于大規(guī)模分子生物學的研發(fā)技術越趨近成熟，譬如:核酸、蛋白質、酵素等，而生物樣品往往 是各種組份的混合體，其成份非常的復雜，現(xiàn)有的技術是利用分離、萃取或 加熱，來自于血液、細胞…等純化后的樣本再進行篩檢。由于核酸純化的技術己經(jīng)逐漸成熟，其因應純化過程的操作步驟有安置 樣本、加入緩沖液、摻入磁珠、混合緩沖液與磁珠、磁性分離、再次加入緩 沖液、加熱、抽取純化物等等。基于核酸純化的程序已標準化，其相對所需 要的檢測試劑亦可預先依序填充針對不同核酸純化所需要的不同試劑配套量產，而現(xiàn)有技術主要問題可以區(qū)分成三個部份做說明如何準確控制在移液 管內試劑溶液量的吸取、釋放、移動等，因現(xiàn)有的移液設備是利用改變移液 管內部的活塞位置來達到腔體內、外部大氣壓力差，還必需要配合使用移液頭(Tip)作為液體儲存腔體，才能達到對試劑的吸取、移動、與混合，其重復使用的活塞式移液頭在樣品進行不同樣本的移液過程中容易產生交叉污染， 又移液頭搭配移液管內設置的活塞環(huán)需要定期更換、維修等缺點，并且通過
使用活塞式移液頭搭配移液管來儲存液體1坎為移動試劑的手段，為了能達到 移液量的精準控制，而添增了復雜的結構設計以及不利于便利性操作的缺點， 大量地耗費了時間、人力以及作業(yè)程序等成本，確實有其改善的必要；而在 核酸純化進行磁性分離的部份，現(xiàn)有的技術是利用一中空磁棒套，該磁棒套 可提供容置一磁性部件，結合磁性部件的磁棒套再伸入預先填充試劑的試劑 盒內，以進行磁性分離，但其缺點在于磁棒套每次只能從填充試劑的試劑盒 內分離出部分的磁珠，因此必須要將該磁套棒反覆深入試劑盒內進行磁性分 離，直到獲得萃取物樣本，這種不便利的磁性分離過程，需要多余時間及作 業(yè)程序等成本的投入，更進一步有其改善的必要；再者，現(xiàn)有的封膜制程中 為了日后檢測時方便撕除膠膜，因此制作封膜時不確實緊密，導致試劑盒在 空運過程中受到壓力的影響而使預先填充試劑外漏，又或因為封膜的不緊密 導致試劑盒內預先填充的揮發(fā)性液體流失，又或者制作封膜太緊密，導致在 卸除膠膜時施力過當，使得試劑盒內容物的濺灑或溢漏。韓國專利KR10-0445560中揭露一種分離核酸的組件，其具有一分離式圓 柱體容器與一相對的圓形蓋子，該容器內設有若干個巢室，其對應的圓形蓋 子上設置有內徑的突出部，該內徑提供磁性棒一插入空間，以供核酸純化時 必經(jīng)的磁性分離步驟，而該巢室內已預先填充了緩沖液或酵素之后，再以封 膜以予密封。在使用該現(xiàn)有技術于純化步驟時，是由圓形蓋子上的突出部直 接戳破覆蓋在巢室上的密封封膜，以進行純化步驟；此現(xiàn)有技術的問題在于，經(jīng)過運輸之后，巢室的外包封膜表面有極高的機會沾染到混淆純化純度結果 的污染品，又或者，在搬運、拆封的過程中經(jīng)歷多道手續(xù)，則也有很大的機 會使人體或動物的皮屑、血液、汗液等污染物沾附在封膜的表面，當突出部 直接戳破覆蓋在巢室上的封膜時也會一并將污染物沾染到緩沖液內，而破壞 了最終產出物的純度。上述現(xiàn)有的移液系統(tǒng)均有其缺陷，因此有必要作進一步改良，以提供一 種可以避免因移液管所造成的交叉感染，同時又提供一種緊閉卻易撕除的封 膜裝置，避免封膜的表面沾染物污染了最后檢驗成果的純度，以克服現(xiàn)有技 術的缺點。


圖1為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置的結構正視圖。 圖2為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置的結構側視圖。 圖3為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置的操作態(tài)樣結構示意圖。圖4為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置另一操作態(tài)樣結構示意圖。 圖5A、圖5B為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置結構放大示意圖。 圖6A、圖6B為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置封膜結構示意圖。 圖7A、圖7B為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置再一種結構放大示意圖。 圖8為依據(jù)本發(fā)明的移液裝置的結構作動示意圖。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種移液裝置及使用于該裝置中的移液管與系列容 器，以確保生化純化、萃取、篩選或檢測過程中，移液管內試劑溶液量的精 準控制，亦可確保隔離外界及樣品可能產生的交叉污染。為達成上述目的或是其它目的，本發(fā)明采用如下技術方案 一種移液裝 置包含有 一移液管、 一系列容器、 一封膜及一動作控制機構，其中移液管 具有中空的內部及呈軸向延伸的第一末端及第二末端，該第一末端設置有一 開口，而該第二末端具有一密閉式彈性可變容積，當該彈性可變容積的體積 改變時，形成壓力差，而使該移液管產生吸力與釋放力，該移液管設有至少
一固定部；系列容器是由一平板部連接若干個巢室構成，該系列容器內依序 預先填入進行生化操作步驟對應所需的試劑，該系列容器設有一扣合部；封 膜設置有一膠膜其于填入試劑至該系列容器后完全覆蓋該平板部的表面；以 及動作控制機構包含有一機械手臂與一底盤，該底盤具有至少一凹槽，凹槽 內具有至少一嵌入部，利用該系列容器的扣合部與設置在底盤凹槽內的嵌入 部兩者枏互扣接，使該系列容器固定于該底盤上。為達成上述目的或是其它目的，本發(fā)明還采用如下技術方案 一種移液 管是應用于移液裝置中，該移液管包含有一移液管，該移液管具有中空的內 部及位于軸向兩端的第一末端及第二末端，該第一末端設置有一開口，而該 第二末端具有一密閉式彈性可變容積，當該彈性可變容積的體積改變時，形 成壓力差，而使該移液管產生吸力與釋放力，該移液管設有至少一固定部。為達成上述目的或是其它目的，本發(fā)明還采用如下技術方案 一種系列 容器是應用于移液裝置中，該系列容器包含有一系列容器及一封膜，其中系 列容器是由 一平板部連接若干個巢室構成，若干個巢室內具有一特別外型之 磁珠反應巢室系設置于該系列容器的一端，該磁珠反應巢室底端呈扁平狀， 具有一側邊斜面，其配合一磁性元件即可進行磁性分離作業(yè)，亦即將該磁性 元件靠近磁珠反應巢室之一側邊斜面，以將摻入在巢室內的磁珠固定吸附在 該斜面上，并可將該移液管深入巢室內吸取磁性分離后的試劑。又通過固定 在側邊斜面上磁珠，移動移液管至該斜面上方并釋放暫存在液體存忙腔內的 試劑，再至巢室底部吸取試劑，如此將試劑反覆地沖刷吸附在側邊斜面的磁 珠，即可獲得純度較高的萃取物樣本。該系列容器設有一扣合部；以及該封膜設置有一膠膜，另于該序列容器 內依序預先填入進行生化操作步驟對應所需的試劑，其于填入試劑至該系列 容器后將膠膜完全覆蓋該平板部的表面，並在該平板部另設有一孔洞，該孔
洞可供容置一獨立巢室，該獨立巢室具胄一蓋體，其系為最終產物收集杯， 故而設置在該系列容器的端緣，靠近最終產物收集杯的平板部表面上設有一 尖端部，該尖端部與該平板部有些許的高度差距。在填充所需之試劑或緩沖 液后，可設有一膠膜覆蓋在該平板部的表面與該尖端部，以完全密封覆蓋復 數(shù)個巢室，而通過該尖端部的設置，能輕易有效的將封膜卸除。相較于先前技術，本發(fā)明所提供的移液裝置及使用于該裝置中的移液管 與系列容器，包含一次性可拋棄密封式的中空錐狀移液管，免除了在移液的 過程中容易產生交叉感染的問題，又本發(fā)明的移液管密閉式可拋棄的制程完 全克服了現(xiàn)有產品復雜的操作程序，卻仍保有移液量的準確精度。本發(fā)明還 包含有一系列式預先填充生化操作試劑的系列容器與底盤，兩者扣合卡接， 并以該尖端部為施力點拆卸覆蓋在該平板部的膠膜，進一步地，避免了拆封 時，外在污染物或是封膜表面的臟污，沾附到系列容器內的試劑而混淆了核 酸純化、萃取、篩選或檢測的純度。
具體實施方式
為使本發(fā)明上述目的更能顯而易懂，如下系將配合所附圖式，以作詳細 說明。請參閱圖1及圖2，本發(fā)明的移液裝置及使用于該裝置中的移液管與系列容器，其包含有一移液管ioo，呈一軸向延伸的中空錐狀物，可以一體成型亦 可由兩個以上的元件組合而成，具有第一末端103及第二末端104，其第二末 端104上設有一固定部101，通過該固定部101使得該移液管100可被夾持固 定在具有一可固定部102的機械手臂203上，其由一馬達2031 、傳動組件2032、 傳動輪軸2033、面板2034所構成(請參閱第2圖)，該機械手臂203具有若干 個可固定部102，相對于該可固定部102該移液管100上亦設有若干個固定部
101，該固定部101與可園定部102兩者對位后可相互干涉配合卡接，并將該 移液管100以徑向方向卡接在該機械手臂203上。本發(fā)明的移液管可以水平 運動的方式安裝或移除，用以降低在卡接過程中所產生的交叉污染，但是此 僅為本發(fā)明的一種安裝態(tài)樣，本發(fā)明并不僅限于徑向安裝。又，該可固定部 102是用來限制該移液管IOO卡接在該機械手臂203上的高度與位置。該移液管100的第二末端104為一密閉式體積可變氣囊204，可為一伸縮 蛇腹結構并由彈性材質制成，利用其材質的特性可回復受外力施壓后該氣囊 204收縮的體積，同時該氣囊204可為直列式、橫列式、或是球型(圖示中該 氣囊的形狀僅為一特定實施例并不能用來限定本發(fā)明)，該密閉式體積可變氣 囊204往第一末端103軸向延伸并具有一液體存貯腔體205，提供純化、萃取、 篩選或檢測過程中試劑吸取、移動、混合的暫存空間，該移液管100的第一 末端103系為一噴嘴206。該移液管IOO可以采取塑料射出的方式制成，其材 質可為聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物等。請參閱圖3，其中顯示出根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例操作時的示意圖。如 圖3所示，本發(fā)明的移液裝置及使用于該裝置中的移液管與系列容器，其利 用牽引機構207產生一作用力，牽引或壓縮以固定在其中的該等移液管100 的密閉式體積可變氣囊204產生體積的改變，形成壓力差，進而達到移液管 內試劑的釋放與吸取。通過該牽引機構207對該移液管100產生一向上作用 力A，致使該密閉式體積可變氣囊204的體積變大，同時通過該噴嘴206使得 預先填入在該巢室301a內的試劑被吸取暫存在該液體存貯腔體205，利用該 機械手臂203(請參閱圖2)沿著主軸方向向上帶動，將暫存在存貯腔體205內 的試劑依序往下一個巢室301移動，以進行核酸純化、萃取、篩選或檢測。如圖4所示，該牽引機構207對該移液管100亦可產生一向下作用力B， 致使該密閉式體積可變氣囊204的體積變小，同時通過該噴嘴206釋放暫存 在該存貯腔體205內的試劑，與預先依序填充在巢室301a內的試劑進行混合。 如前所述，該牽引機構207可以往復式進行壓縮，換句話說，即對該移液管 100產生一向上作用力A或是一向下作用力B，直接改變了該密閉式體積可變 氣囊204的體積，其不但可以控制該移液管100進行吸取或釋放該液體存貯 腔體205內的試劑，又Bj確保該密閉式體積可變氣囊204回復速率的一致性。 本發(fā)明并不局限于利用牽引機構207作用于該密閉式體積可變氣囊204而使 得該移液管100進行試劑的吸取與釋放，其可依特定實施態(tài)樣的需求進一步 變化及組合，但是其要點在于密閉式體積可變氣囊204產生體積的改變，形 成壓力差，進而達到移液管100內試劑的釋放與吸取。請參閱圖5A、圖5B、圖6A、圖6B、圖7A及圖7B，本發(fā)明還包含有一系 列容器300，由一平板部303連接若干個巢室301、 301a及301b所構成，該 系列容器300內依序預先填入進行生化純化、萃取、篩選或檢測步驟對應所 需的試劑，其中該平板部303另設有一孔洞704，該孔洞704可用以容置一獨 立巢室706，該獨立巢室706具有一蓋體705，其為最終產物收集杯，因此而 設置在該系列容器300的端緣；該系列容器300內另有一特別外型的磁珠反 應巢室301a，該磁珠反應巢室301a底端呈一扁平狀，具有一側邊斜面，可與 一磁性元件C配合以進行磁性分離(請參閱圖2)，亦即將該磁性元件靠近磁珠 反應巢室的一側邊斜面，以將摻入在巢室內的磁珠(圖中未示)固定吸附在該 斜面上，并將該移液管深入巢室內吸取磁性分離后的試劑，又透過固定在側 邊斜面上磁珠，移動移液管至該斜面上方并釋放暫存在液體儲存腔內的試劑， 再吸取試劑，通過將試劑反覆地沖刷吸附在側邊斜面的磁珠，即可獲得純度 較高的萃取物樣本。該系列容器300內還具有若干個溫控巢室301b，其對應
溫控元件D(請參閱圖2)以控制特定制程的最佳溫度范圍。該系列容器300預先填入適用于生化純化、萃取、篩選或檢測所需的試 劑以及緩沖液后，另設有一膠膜305覆蓋在該平板部303的表面，以完全密 封覆蓋若干個系列容器300;系列容器300并設有一尖端部306,其設置在靠 近獨立巢室(最終產物收集杯)706的平板部303表面上，該尖端部306與該平 板部303有些許的高度差距，而通過該尖端部306的設置，能輕易有效的將 膠膜305卸除。該系列容器300兩端具有一扣合部302，其數(shù)量與設置位置并非用來局限 本發(fā)明，但是就制造便利性而言，自當設置在該系列容器的兩端為宜，其可 與具有至少一凹槽703的底盤700結合，該底盤700可用來承載該系列容器 300，另外，該凹槽703具有嵌入部701、 702，通過該嵌入部與扣合部302 二 者相互扣合卡接，使得該系列容器300固定于該底盤700上，再利用該尖端 部306為施力點拆卸覆蓋在該平板部303的膠膜305，不但可以避免該膠膜 305表面的污染物沾染到試劑而破壞了最終萃取物的純度，其緊密的封膜制程 更可以避免該系列容器300內揮發(fā)性液體的流失。該膠膜305可以高周波或 熱壓等方式進行密封。在本發(fā)明的較佳實施例中，該系列容器300系由聚碳 酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物等材質制成。請參閱圖8所示，為了達到生化純化、萃取、篩選或檢測的精準控制， 本發(fā)明提供的該移液管100通過機械手臂203與底盤700兩者以一相互運動 狀態(tài)運動，即由挾持固定在該機械手臂203上的移液管100提供垂直或是水 平的移動，而該底盤700靜止不動，并通過該牽引裝置207，將該移液管IOO 內的試劑釋放與吸取，或是夾持固定在該機械手臂203上的移液管100提供 水平移動而該底盤700提供垂直移動、又或是由挾持固定在該機械手臂203 上的移液管100提供垂直移動，而該底盤700提供水平移動，再通過該牽引
裝置207，將該移液管100內的試劑釋放與吸取，以完成核酸純化、萃取、篩 選或檢測的制程。相較于先前技術，本發(fā)明所提供的移液裝置及使用于該裝置中的移液管 與系列容器，包含一次性可拋棄密封式的中空錐狀移液管，免除了在移液的 過程中容易產生交叉感染的問題，又本發(fā)明的移液管密閉式可拋棄的制程完 全克服了現(xiàn)有產品復雜的操作程序，卻仍保有移液量的準確精度。本發(fā)明還 包含有一系列式預先填充生化操作試劑的系列容器與底盤，兩者扣合卡接， 并以該尖端部為施力點拆卸覆蓋在該平板部的膠膜，進一步地，避免了拆封 時，外在污染物或是封膜表面的臟污，沾附到系列容器內的試劑而混淆了核 酸純化、萃取、篩選或檢測的純度。
權利要求
1. 一種移液裝置，其特征在于所述的移液裝置包含有移液管、系列容器、封膜及動作控制機構，其中所述的移液管具有中空的內部及呈軸向延伸的第一末端及第二末端，該第一末端設置有一開口，而所述的第二末端具有一密閉式彈性可變容積，當該彈性可變容積的體積改變時，形成壓力差，而使所述的移液管產生吸力與釋放力且所述的，移液管設有至少一固定部；所述的系列容器由一平板部連接多個巢室構成，且設有一扣合部；所述的封膜為一完全覆蓋該平板部的表面的膠膜；以及，所述的動作控制機構，包含機械手臂與底盤，該底盤具有凹槽，而所述的凹槽內具有嵌入部，利用所述的系列容器的扣合部與設置在底盤凹槽內的嵌入部兩者相互扣接，使所述的系列容器固定于該底盤上。
2. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述的移液管第二末 端設置的密閉式彈性可變容積系為一密閉式體積可變氣囊，該氣囊為一伸縮 蛇腹結構并由彈性材質制成且該氣囊的形狀可為直列式或橫列式的其中之
3. 如權利要求2所述的移液裝置，其特征在于所述的氣囊還可為一 彈性結構其形狀為球形。
4. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述的機械手臂上設 置有至少一可固定部，該可固定部與設置在所述的移液管上的固定部相互挾 持固定。
5. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述的動作控制機構 包含有牽引機構，其可對所述的移液管產生一作用力，而對所述的密閉式彈 性可變容積的體積作改變，而使該移液管產生吸力與釋放力。
6. 如權利要求l所述的移液裝置，其特征在于所述移液管的固定部 可為凹槽、環(huán)狀溝槽、孔洞中的其中之I 。
7. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述的平板部另設有 孔洞，該孔洞可容置一獨立巢室，該獨立巢室具有一蓋體，系為最終產物收 集杯，且該最終產物收集杯設置在該系列容器的端緣。
8. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述系列容器的多個 巢室內設有一磁珠反應巢室，其底端呈一扁平狀，并具有一側邊斜面，用以 方便固定巢室內進行磁性分離所使用到的磁珠。
9. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述系列容器的多個 巢室內還具有多個溫控巢室，以提供該移液裝置所需的溫度控制。
10. 如權利要求7所述的移液裝置，其特征在于所述的系列容器其靠 近該最終產物收集杯的平板部表面上設有一尖端部。
11. 如權利要求1所述的移液裝置，其特征在于所述的動作控制機構 內裝設的移液管與底盤可呈一作動關系，該作動關系可為所述的移液管呈水 平、垂直方向位移，而所述的底盤靜止不動、還可為所述的移液管呈水平方 向位移，而所述的底盤呈垂直方向位移或是所述的移液管呈垂直方向位移， 而所述的底盤呈水平方向位移。
12. —種移液管，應用于移液裝置中，其特征在于 所述的移液管具有中空的內部及位于軸向兩端的第一末端及第二末端，該第 一末端設置有一開口，而該第二末端具有一密閉式彈性可變容積，當所述的 彈性可變容積的體積改變時，形成壓力差，而使所述的移液管產生吸力與釋 放力，所述的移液管設有至少一固定部。
13. 如權利要求12所述的移液管，其特征在于所述的固定部可為凹槽、 環(huán)狀溝槽、孔洞中的其中之l ，可以將所述的移液管挾持固定于其他部件上，所述的固定部除了設置于該移液管的第二末端之外，亦可設置于該移液管的 任一部位。
14. 如權利要求12所述的移液管，其特征在于所述移液管的第二末端 設置有密閉式彈性可變容積系為一密閉式體積可變氣囊，所述的氣囊為一伸 縮蛇腹結構并由彈性材質制成且該氣囊的形狀可直列式或橫列式的其中之
15. 如權利要求12所述的移液管，其特征在于所述的氣囊為一彈性結 構其形狀為球形。
16. —種系列容器，應用于移液裝置中，其特征在于 所述的系列容器由一平板部連接若干個巢室構成，且所述的系列容器設有一 扣合部；該系列容器還包含有一封膜，所述的封膜為一膠膜，其完全覆蓋所 述平板部的表面。
17. 如權利要求16所述的系列容器，其特征在于所述系列容器的扣合 部可與設置有一嵌入部的部件固定后相互卡接一固定狀態(tài)。
18. 如權利要求16所述的系列容器，其特征在于所述系列容器的平板 部另設有孔洞該孔洞可容置一獨立巢室，該獨立巢室具有一蓋體，其系為最 終產物收集杯且所述的最終產物收集杯設置在該系列容器的端緣，另設有一 尖端部其設于靠近所述的最終產物收集杯的平板部表面上。
19. 如權利要求16所述的系列容器，其特征在于所述系列容器的多個 巢室中具有一磁珠反應巢室，其底端呈一扁平狀，并具有一側邊斜面，用以 方便固定巢室內進行磁性分離所使用到的磁珠。
20. 如權利要求16所述的系列容器，其特征在于所述的多個巢室中還 具有多個溫控巢室，以提供該移液裝置所需的溫度控制。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種移液裝置及使用于該裝置中的移液管與系列容器，特別是應用在生化操作的裝置，該裝置包含有一移液管，具有中空的內部及呈軸向延伸的錐狀物，該移液管具有第一末端及第二末端，該第一末端設置有一開口，而該第二末端具有一密閉式體積可變氣囊，通過體積的改變，使其密閉式氣囊內部產生壓力差，進而達到移液管內試劑的釋放與吸取。該移液裝置另包含有一系列容器，由一平板部連接若干個巢室構成，在該系列容器內依序預先填入進行生化操作步驟對應所需的試劑，該系列容器設有一扣合部。該移液裝置還包含一動作控制機構、一機械手臂與一底盤，該底盤設有至少一凹槽，該凹槽內具有至少一嵌入部，利用該系列容器的扣合部與設置在底盤凹槽內的嵌入部兩者相互扣合卡接，使該系列容器固定于該底盤上。
文檔編號B01L3/00GK101398437SQ200710046750
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權日2007年9月30日
發(fā)明者棟 梁 申請人:棟 梁