基于芯片的自动化高通量组装设备的制作方法

1.本发明应用于分子生物学技术背景，名称是基于芯片的自动化高通量组装设备。


背景技术：

2.dna组装是合成生物学研究的核心技术，随着合成生物学的发展，研究者开发了依赖于dna聚合酶或dna连接酶的不同dna组装技术，而现有的dna组装多为人工操作，在组装过程中避免不了会造成污染或是人为因素造成失误，其成功率与效率较低，故，有必要提供基于芯片的自动化高通量组装设备，可以达到高效自动化组装的作用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供基于芯片的自动化高通量组装设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于芯片的自动化高通量组装设备，包含反应箱，所述反应箱的左侧管路连接有多组输送泵，多组所述输送泵的左侧管路连接有基因舱，所述反应箱的上端固定安装有试剂舱，所述反应箱的前侧固定安装有触摸屏，所述反应箱的内侧设置有混合腔室，所述混合腔室的内侧为疏水材质，所述混合腔室的下侧设置有电极，所述混合腔室的右端管路连接有样品腔室，所述试剂舱与样品腔室管路连接，所述样品腔室的下端设置有发热导丝，所述反应箱的内侧设置有控制芯片，所述控制芯片与触摸屏电连接，所述电极与控制芯片电连接，所述输送泵与控制芯片电连接。
5.在一个实施例中，所述反应箱的前侧轴承连接有定时旋钮，所述定时旋钮的下侧活动连接有定时盘，所述定时盘的上侧内部设置有解锁槽，所述解锁槽的内侧固定安装有弹簧块，所述弹簧块与定时旋钮固定连接，所述定时盘的内侧设置有设定槽，所述解锁槽的下侧与设定槽的外侧管路连接，所述设定槽的外侧管路连接有气源，所述设定槽的内侧活动连接有定时活塞，所述反应箱的内侧设置有锁定槽，所述定时盘的后侧固定安装有定时电机，所述定时电机与控制芯片电连接。
6.在一个实施例中，所述反应箱的前侧轴承连接有温控旋钮，所述温控旋钮的后侧固定安装有温控盘，所述温控盘的右侧设置有液压槽，所述温控盘的下侧设置有电阻槽，所述电阻槽的内侧活动连接有电阻块，所述电阻槽的左端设置有接触块，所述接触块与发热导丝导线连接，所述电阻块的一侧导线连接有电源，所述电阻槽的内部左侧设置有导电液体，所述电阻槽的右端与液压槽的下端管路连接，所述温控盘的后端固定连接有温控电机，所述温控电机与控制芯片电连接。
7.在一个实施例中，所述温控盘的内侧设置有扭簧，所述温控盘的外侧固定安装有棘齿，所述温控盘的左侧设置有定位槽，所述定位槽的内侧活动连接有弹簧活塞，所述弹簧活塞的内侧轴承连接有弹簧棘爪，所述弹簧棘爪与棘齿配合连接，所述锁定槽的内侧活动连接有锁定活塞，所述锁定槽的上端与定位槽的右端管路连接。
8.在一个实施例中，所述dna组装控制系统包括添加混合模块和热循环模块，所述添
加混合模块包括自动添加模块和电压控制模块，所述热循环模块包括数据记录模块、设定调整模块和循环启动模块，所述添加混合模块和热循环模块各自通过无线电连接；
9.所述自动添加模块与控制芯片信号连接，所述电压控制模块与控制芯片信号连接，所述设定调整模块与触摸屏信号连接。
10.在一个实施例中，所述dna组装控制系统的运行包含以下步骤：
11.s1、自动将变性后的dna样品输送到混合腔室内；
12.s2、通过改变电压对电极的影响使得dna样品在混合腔室内移动混合；
13.s3、混合后的dna样品与试剂进入到样品腔室后，第一次手动调节反应时间与温度，系统记录其具体步骤；
14.s4、第一次完成反应结束后进行设定其循环次数，进行自动热循环操作。
15.在一个实施例中，所述s1-s2中添加混合模块的方式如下：
16.s21、系统通过控制芯片控制输送泵将基因样本泵入混合腔室内；
17.s22、根据电润湿技术通过调节疏水程度的手段，通过电压来改变接触角大小，使液滴发生形变、位移，从而使得混合腔室内的各基因样本向样品腔室内移动，避免人工干预，减少流体体积消耗且剂量精准。
18.在一个实施例中，所述s3-s4中热循环模块的方式如下：
19.s41、通过记录每次定时电机与温控电机转动的角度从而得出每次加热的时间以及温度，并将其记录在系统当中；
20.s42、将手动调整的一个循环的加热过程所记录在系统中的参数合并，在触摸屏上设定循环的次数，通过气源的开关从而对定时活塞进行解锁，通过控制定时电机与温控电机的转动角度来控制加热时间及温度，启动开始热循环反应，减少人工，提高效率。
21.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有反应箱和dna组装控制系统，能够达到通过水润湿技术控制基因样本自动移动混合吗，通过定时旋钮和温控旋钮便捷调整加热时间和温度，并通过系统对调整参数进行记录，控制电机进行热循环反应，提高工作效率，减小人工消耗。
附图说明
22.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
23.在附图中：
24.图1是本发明的整体结构示意图；
25.图2是本发明的反应箱剖面俯视示意图；
26.图3是本发明的定时旋钮内部示意图；
27.图4是本发明的定时旋钮侧面示意图；
28.图5是本发明的温控旋钮内部示意图；
29.图6是本发明的系统结构示意图；
30.图中：1、基因舱；2、输送泵；3、反应箱；4、试剂舱；5、样品腔室；6、混合腔室；7、定时旋钮；8、温控旋钮；9、触摸屏；10、定时电机；11、定时盘；12、设定槽；13、定时活塞；14、锁定槽；15、锁定活塞；16、解锁槽；17、弹簧块；18、温控电机；19、温控盘；20、扭簧；21、液压槽；
22、棘齿；23、定位槽；24、弹簧活塞；25、弹簧棘爪；26、电阻槽；27、电阻块；28、接触块。
具体实施方式
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
32.请参阅图1-6，本发明提供技术方案：基于芯片的自动化高通量组装设备，包含反应箱3，其特征在于：反应箱3的左侧管路连接有多组输送泵2，多组输送泵2的左侧管路连接有基因舱1，反应箱3的上端固定安装有试剂舱4，反应箱3的前侧固定安装有触摸屏9，反应箱3的内侧设置有混合腔室6，混合腔室6的内侧为疏水材质，混合腔室6的下侧设置有电极，混合腔室6的右端管路连接有样品腔室5，试剂舱4与样品腔室5管路连接，样品腔室5的下端设置有发热导丝，反应箱3的内侧设置有控制芯片，控制芯片与触摸屏9电连接，电极与控制芯片电连接，输送泵2与控制芯片电连接，通过控制芯片控制输送泵2将基因舱1内部存储的各项变性完成的基因样本泵入反应箱3的混合腔室6内，通过控制电压从而影响电极，使得基因样本的疏水程度发生变化，从而改变接触角的大小使其发生形变及移动，以此控制基因样本在混合腔室6内进行移动混合，当混合的基因样本移动到样品腔室5内时，试剂舱4中的试剂也被注入其中进行组装，通过控制芯片控制发热导丝的发热温度及时间来进行反应，减少人工干预，避免发生错误，提高工作效率；
33.反应箱3的前侧轴承连接有定时旋钮7，定时旋钮7的下侧活动连接有定时盘11，定时盘11的上侧内部设置有解锁槽16，解锁槽16的内侧固定安装有弹簧块17，弹簧块17与定时旋钮7固定连接，定时盘11的内侧设置有设定槽12，解锁槽16的下侧与设定槽12的外侧管路连接，设定槽12的外侧管路连接有气源，设定槽12的内侧活动连接有定时活塞13，反应箱3的内侧设置有锁定槽14，定时盘11的后侧固定安装有定时电机10，定时电机10与控制芯片电连接，通过设定槽12内的定时活塞13与锁定槽14的配合从而对定时盘11进行锁定，当顺时针旋转定时旋钮7时，定时旋钮7带动弹簧块17在解锁槽16内顺时针移动，从而挤压解锁槽16内的油液通过管路进入设定槽12的外侧，从而使得定时活塞13受油液压力向内侧移动与锁定槽14解除配合锁定，定时旋钮7得以带动定时盘11转动进行设定时间，设定完成后定时电机10带动定时盘11顺时针转动，当定时盘11上的定时活塞13转动到锁定槽14位置时，受弹簧弹力进入锁定槽14内，定时盘11被锁定，定时电机10过载停止转动，从而完成定时，机械定时不容易损坏且较为直观便捷；
34.反应箱3的前侧轴承连接有温控旋钮8，温控旋钮8的后侧固定安装有温控盘19，温控盘19的右侧设置有液压槽21，温控盘19的下侧设置有电阻槽26，电阻槽26的内侧活动连接有电阻块27，电阻槽26的左端设置有接触块28，接触块28与发热导丝导线连接，电阻块27的一侧导线连接有电源，电阻槽26的内部左侧设置有导电液体，电阻槽26的右端与液压槽21的下端管路连接，温控盘19的后端固定连接有温控电机18，温控电机18与控制芯片电连接，在电阻槽26内通过设置有导电液体使得电阻块27与接触块28之间形成电阻，当电阻块
27处于电阻槽26最右端时，电阻块27与接触块28之间的电阻较大，电源无法给发热导丝通电，通过顺时针旋转温控旋钮8使其挤压液压槽21内的油液通过管路进入电阻槽26的右端，对电阻块27产生向左的压力，电阻块27受力向左侧移动，电阻块27与接触块28的距离逐渐减小，电阻槽26内的导电液体被排出，电阻块27与接触块28之间的逐渐减小，发热导丝得到的电流逐渐增大从而进行发热，温控旋钮8转动的越大，发热导丝的温度就越高，从而便捷调整发热的温度；
35.温控盘19的内侧设置有扭簧20，温控盘19的外侧固定安装有棘齿22，温控盘19的左侧设置有定位槽23，定位槽23的内侧活动连接有弹簧活塞24，弹簧活塞24的内侧轴承连接有弹簧棘爪25，弹簧棘爪25与棘齿22配合连接，锁定槽14的内侧活动连接有锁定活塞15，锁定槽14的上端与定位槽23的右端管路连接，当定时旋钮7调整完成后，弹簧棘爪25与温控盘19上的棘齿22进行配合，旋转温控旋钮8调节温度完成后，通过棘齿22与弹簧棘爪25的配合使其进行定位，当加热结束定时活塞13进入锁定槽14内后，对锁定活塞15产生压力使其向上移动，锁定活塞15挤压上端的油液通过管路进入定位槽23的右端，对弹簧活塞24产生向左的压力，弹簧活塞24受力带动弹簧棘爪25向左侧移动与棘齿22脱离配合，温控盘19失去锁定受扭簧20的扭力迅速转动到初始位置从而停止加热，提高其联动控制能力，保证热循环正常；
36.dna组装控制系统包括添加混合模块和热循环模块，添加混合模块包括自动添加模块和电压控制模块，热循环模块包括数据记录模块、设定调整模块和循环启动模块，添加混合模块和热循环模块各自通过无线电连接；
37.自动添加模块与控制芯片信号连接，电压控制模块与控制芯片信号连接，设定调整模块与触摸屏9信号连接，添加混合模块用于将基因样本自动输送到反应箱3内，并且通过电润湿的原理实现控制基因样本的自动移动，热循环模块用于根据系统所记录的人工调节的时间及温度，以此设为循环样本，在设定循环次数后自动开始热循环反应，提高工作效率；
38.dna组装控制系统的运行包含以下步骤：
39.s1、自动将变性后的dna样品输送到混合腔室内；
40.s2、通过改变电压对电极的影响使得dna样品在混合腔室内移动混合；
41.s3、混合后的dna样品与试剂进入到样品腔室后，第一次手动调节反应时间与温度，系统记录其具体步骤；
42.s4、第一次完成反应结束后进行设定其循环次数，进行自动热循环操作；
43.s1-s2中添加混合模块的方式如下：
44.s21、系统通过控制芯片控制输送泵2将基因样本泵入混合腔室6内；
45.s22、根据电润湿技术通过调节疏水程度的手段，通过电压来改变接触角大小，使液滴发生形变、位移，从而使得混合腔室6内的各基因样本向样品腔室5内移动，避免人工干预，减少流体体积消耗且剂量精准；
46.s3-s4中热循环模块的方式如下：
47.s41、通过记录每次定时电机10与温控电机18转动的角度从而得出每次加热的时间以及温度，并将其记录在系统当中；
48.s42、将手动调整的一个循环的加热过程所记录在系统中的参数合并，在触摸屏9
上设定循环的次数，通过气源的开关从而对定时活塞13进行解锁，通过控制定时电机10与温控电机18的转动角度来控制加热时间及温度，启动开始热循环反应，减少人工，提高效率。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的。
50.以上对本技术实施例所提供的一种清洗装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。