一种反应装置及反应系统的制作方法

1.本公开涉及生物检测技术领域，特别涉及一种反应装置及反应系统。


背景技术：

2.聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，简称pcr)是一种可用于扩增特定的dna片段的分子生物学技术。该方法可对基因的选择性片段进行体外高效扩增，进而实现目的基因的检测。
3.在核酸扩增的操作中，有时需要向容器中加入或从其中取出部分制剂，这时需要手动掀开反应装置的盖子，加入或取出制剂后，再手动关闭盖子。


技术实现要素：

4.本公开提供一种新型的反应装置，该反应装置的新型结构使其特别适宜进行核酸扩增的操作。
5.本技术提供一种反应装置，其特征在于，包括：
6.弹性密封件，所述弹性密封件包括待刺穿区；
7.容器，所述容器的一端被所述弹性密封件密封；
8.其中，所述待刺穿区被配置为在被一个刺穿管刺穿的状态下，所述待刺穿区上形成一个被所述刺穿管撑开的自密封口，所述被撑开的自密封口的内侧与所述刺穿管的外侧之间存在透气间隙，所述透气间隙平衡所述容器内外的气压；
9.其中，所述待刺穿区被配置为在所述刺穿管从所述待刺穿区拔出后，所述被撑开的自密封口自动封闭，形成自密封状态。
10.在一些实施方案中，刺穿区被刺穿管沿从容器外指向容器内的方向刺穿。
11.在一些实施方案中，待刺穿区是一层弹性密封材料。
12.在一些实施方案中，所述待刺穿区被所述刺穿管刺穿的状态下，所述自密封口的内侧轮廓围合形成第一横截面，所述刺穿管的外侧轮廓围合形成第二横截面，所述第二横截面仅覆盖所述第一横截面的部分区域，以形成所述透气间隙。
13.在一些实施方案中，第一横截面和所述第二横截面是指位于同一个平面的横截面。
14.在一些实施方案中，所述第一横截面具有第一长宽比，所述第二横截面具有第二长宽比，所述第一长宽比与所述第二长宽比的比值大于1。
15.在一些实施方案中，所述第一横截面具有第一长宽比，所述第二横截面具有第二长宽比，所述第一长宽比与所述第二长宽比的比值大于1.5，例如大于2。
16.在一些实施方案中，所述第一横截面的形状为梭形或与其类似的形状。
17.在一些实施方案中，所述第二横截面的形状为圆形、正多边形、或与其类似的形状。与圆形类似的形状例如是长宽比为1.5以下(如1.2以下)的椭圆形。与正多边形类似的形状例如是长款比为1.5以下(如1.2以下)的多边形。
18.在一些实施方案中，所述刺穿管的横截面的形状为圆形、正多边形、或与其类似的形状。
19.在一些实施方案中，所述刺穿管的外侧面上设有沿刺穿管长度方向延伸的排气槽。
20.在一些实施方案中，所述刺穿管的一个横截面的外轮廓为凹多边形或与其类似的形状。类似的形状例如是十字形、多角星形(例如三角星形、四角星形、五角星形等)、圆角凹多边形等。
21.在一些实施方案中，所述待刺穿区包括预设的自密封口，所述自密封口在未被所述刺穿管刺穿并撑开的状态下呈自密封状态。
22.在一些实施方案中，所述自密封口在自密封状态下具有线形横截面，所述线形横截面的长度大于所述刺穿管的外径。
23.在一些实施方案中，线形横截面的长度与所述刺穿管的外径的比值大于1.5。
24.在一些实施方案中，线形横截面的长度与所述刺穿管的外径的比值大于2。
25.在一些实施方案中，所述弹性密封件的待刺穿区上没有开口，所述待刺穿区被所述刺穿管刺穿后形成自密封口。
26.在一些实施方案中，所述容器包括侧壁和位于侧壁一端的开口，所述弹性密封件包括从所述开口嵌入所述容器的嵌入部，所述嵌入部被所述侧壁压紧，所述嵌入部上设置有所述待刺穿区。
27.在一些实施方案中，所述弹性密封件的邵氏硬度为0-100ha，例如0-10ha、10-20ha、20-30ha、30-40ha、40-50ha、50-60ha、60-70ha、70-80ha、80-90ha或90-100ha。
28.在一些实施方案中，所述弹性密封件的弹性模量为10
4-108pa，例如105～107pa，例如106～107pa。
29.在一些实施方案中，所述弹性密封件的材质包括弹性高分子材料。例如橡胶、硅橡胶、聚氨酯等。
30.在一些实施方案中，所述反应装置为核酸扩增用反应装置，例如pcr反应装置。
31.在一些方面，本技术提供一种反应系统，其特征在于，包括
32.上述任一项所述的反应装置；以及
33.刺穿管，所述刺穿管用于刺穿所述反应装置的待刺穿区。
34.在一些实施方案中，刺穿管是上述任一项所定义的刺穿管。
35.在一些实施方案中，所述刺穿管的外侧面上设有沿刺穿管长度方向延伸的排气槽。
36.在一些实施方案中，上述任一项所述的反应装置包括：
37.移液枪，所述移液枪包括枪体和枪头，所述枪头包括所述刺穿管。
38.在一些实施方案中，所述容器中预置有制剂，例如核酸扩增用制剂。
39.在一些方面，本技术提供一种操作反应系统的方法，包括以下步骤：
40.a)提供上述任一项所述的反应系统；
41.b)使用刺穿管刺穿所述待刺穿区，向所述容器内注入制剂和/或从所述容器内提取制剂；
42.优选地，操作反应系统的方法还包括
43.c)将反应装置置于预设环境中，使容器内的制剂发生反应，例如核酸扩增或核酸检测相关的反应；
44.优选地，所述操作反应系统的方法是核酸扩增方法或核酸检测方法。
45.术语说明：
46.如果本实用新型使用了如下的术语，它们可以具有以下含义：
47.可以使用诸如“前”、“后”、“顶”和“底”、“上”、“下”、“上方”、“下方”等各种相对术语以促进对各种实施例的描述。相对术语关于结构的常规方位来限定，而不必表示结构在制造或使用时的实际方位。
48.如描述和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另外清楚地指出。
49.术语“容器”涉及适于接收、存储、运输和/或释放诸如测试样品(例如血液，尿液，血清，血浆或液化活检样品等)、测试制剂(例如用于免疫化学测试、临床化学测试、凝结测试、血液学测试、分子生物学测试等的制剂)或其组合的内容物的器皿。
50.术语“容器”可以为具有圆柱形、圆锥形、长方体形状的器皿。容器可具有封闭的底部和敞开的顶部。圆柱形器皿的封闭底部可以为圆形的。单个圆柱形或圆锥形分离器皿的非限制性示例为本领域公知的主要或次要容器。另选地，可以将两个或更多个容器布置为多容器组件。这种多容器组件的非限制性示例为多孔板，其在本领域中是公知的。
51.术语“侧面”是指平行于刺穿管刺穿待刺穿区方向的面。
52.术语“外径”，对于圆形截面是指其直径，对于非圆形截面是指其同外接圆的直径。
53.术语“凹多边形”(concave polygon)指如果把一个多边形的所有边中，有一条边向两方无限延长成为一直线时，其他各边不都在此直线的同旁，那么这个多边形就叫做凹多边形，其内角中至少有一个优角。
54.术语“弹性”可以是变形后恢复其原始大小和形状的性质。弹性密封件的材质可以是弹性模量(杨氏模量)为104～108pa，例如105～107pa，例如为106～107pa的材质。弹性密封件的材质可以是弹性体聚合物，例如橡胶或硅橡胶。
55.术语“自密封”是指弹性密封件被刺穿后，待刺穿从弹性密封件拔出后，刺穿管在弹性密封件上形成刺穿孔(自密封孔)在被自动压紧恢复密封的性质。具有自密封性质的弹性密封件在本领域是已知的。
56.在一些实施方案中，弹性密封塞的自密封性能可以参考美国药典(usp)通则《381》中描述的自密封能力测试进行自密封能力(self-sealing capacity)的评估。技术人员也可以根据对密封程度的具体要求对上述评估方法和通过标准进行调整。
57.在一些实施方案中，自密封口形成自密封状态是指：通过美国药典(usp)通则《381》中描述的自密封能力测试或与其相似的测试。
58.在一些实施方案中，自密封口形成自密封状态是指能通过以下测试：将10个反应装置内装水至标称体积。将反应装置浸入0.1％(每升1克)亚甲蓝溶液中，并将外部环境降低至负压环境，持续10分钟。外部环境恢复到大气压力，并让反应装置继续浸泡30分钟。冲洗反应装置的外部，检查反应装置内部，反应装置内部没有渗入蓝色则通过测试。
59.在一些实施方案中，自密封口形成自密封状态是指能通过以下测试：将10个反应装置内装水至标称体积，将反应装置倒置(弹性密封塞朝下)放入负压环境内，保持120s，无
液体溢出为通过测试。
60.在一些实施方案中，负压环境是指-10kpa至-90kpa，例如-20kpa至-80kpa，例如-30kpa至-70kpa，例如-40kpa至-60kpa，例如-60kpa。技术人员可以根据应用场景对于密封程度的具体要求选择适合的负压压力。
61.术语“刺穿管”是指能够刺穿待刺穿区，并能够注入/提取制剂的锐形器。
62.术语“核酸扩增”通常是指增加样品或样本中核酸分子的拷贝数的技术。可用于核酸扩增的技术是本领域熟知的。核酸扩增的实例是聚合酶链式反应(pcr)，其中在允许引物与样品中的核酸模板杂交的条件下，将从受试者收集的核酸样品与引物接触(核酸样品可以是单链的或双链的，若核酸样品为双链，则先将双链解离，再退火与引物接触)，使引物在合适的条件下延伸，之后重复解离(变性)、退火和延伸的步骤，以扩增核酸的拷贝数。体外扩增技术的其它实例包括链置换扩增、无转录等温扩增、修复链反应扩增、连接酶链反应、缺口填充连接酶链反应扩增、偶联连接酶检测和pcr、以及rna无转录扩增等。
63.术语“核酸”通常指任何长度的核苷酸(脱氧核糖核苷酸(dntp)或核糖核苷酸(rntp))或其类似物的聚合形式。核酸可具有任何三维结构，并且可执行任何已知或未知的功能。对于本技术涉及的实用新型，核酸的非限制性实例包括dna、rna、基因或基因片段的编码区或非编码区、由连锁分析确定的一个或多个基因座、外显子、内含子、信使rna(mrna)、转运rna(trna)、核糖体rna(rrna)、短干扰rna(sirna)、短发夹rna(shrna)、微小rna(mirna)、核酶、cdna、重组核酸、分支核酸、质粒、载体、分离的任意序列的dna、分离的任意序列的rna、核酸探针和引物。核酸可包含一种或多种经修饰的核苷酸，如甲基化核苷酸和核苷酸类似物。核酸的核苷酸序列可被非核苷酸组分中断。核酸可在聚合后被进一步修饰(例如通过与报告剂偶联或结合)。
64.术语制剂是指任何气态、液态或固态的物质。制剂可以是液体。
65.有益效果
66.本公开一项或多项技术方案具有以下一项或多项有益效果：
67.(1)使用刺穿管刺穿待刺穿区，即可实现制剂的加入和取出，无需将弹性密封件整体与容器分离；
68.(2)将刺穿管从容器内抽出后，弹性密封件上的自密封口会形成自密封，避免容器中的制剂泄漏；
69.(3)采用刺穿管在容器内部注入或提取制剂时，由于刺穿管的外侧与所述被撑开的自密封口的内侧之间存在透气间隙，透气间隙平衡容器内外的气压，刺穿管注入或提取制剂的量更为精准，避免了内外气压不平衡导致的注入或提取制剂的量发生偏差。
附图说明
70.图1的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置的侧视图；
71.图2的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置的俯视图；
72.图3的(a)和(b)分别示出一些实施例的刺穿管的侧视图和aa剖面图。
73.图4的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置的俯视图；
74.图5的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置的俯视图；
75.图6示出一些实施例的反应装置的侧视图；
76.图7示出一些实施例的移液枪的示意图。
77.图8示出一些实施例的反应系统的示意图
具体实施方式
78.下面将结合实施例对本实用新型的实施例进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用制剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
79.图1的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置10的侧视图。图2的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置10的俯视图。在图1和图2中，(a)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿前的状态，(b)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿的状态，(c)为弹性密封件被刺穿后，刺穿管20拔出的状态。
80.参考图1～2，在一些实施例中，本技术一种反应装置10，包括：弹性密封件12，弹性密封件12包括待刺穿区123；容器11，容器11的一端被弹性密封件12密封；刺穿管20，刺穿管20用于刺穿待刺穿区123。
81.如图1～2的(b)所示，待刺穿区123被刺穿管20刺穿的状态下，刺穿管20在弹性密封件12上形成一个被刺穿管20撑开的自密封口13，刺穿管20的外侧205与被撑开的自密封口13的内侧135之间存在透气间隙30，透气间隙30平衡容器11内外的气压。
82.如图1～2的(c)所示，在刺穿管20待刺穿区123拔出后，被撑开的自密封口13在弹性的作用下自动封闭，形成自密封。
83.上述方案具有以下一项或多项有益效果：
84.(1)使用刺穿管20刺穿待刺穿区123，即可实现制剂的加入和取出，无需将弹性密封件12整体与容器11分离；
85.(2)将刺穿管20从容器11内抽出后，弹性密封件12上的自密封口13会形成自密封，避免容器11中的制剂泄漏；
86.(3)采用刺穿管20在容器11内部注入或提取制剂时，由于刺穿管20的外侧205与被撑开的自密封口13的内侧135之间存在透气间隙30，透气间隙30平衡容器11内外的气压，刺穿管20注入或提取制剂的量更为精准，避免了内外气压不平衡导致的注入或提取制剂的量发生偏差。
87.参考图2，在一些实施例中，待刺穿区123被刺穿管20刺穿的状态下，自密封口13的内侧135轮廓围合形成第一横截面，刺穿管20的外侧205轮廓围合形成第二横截面，第二横截面仅覆盖第一横截面的部分区域，以形成透气间隙。例如，第二横截面仅覆盖第一横截面10～90％的区域，例如第二横截面仅覆盖第一横截面30～70％的区域，例如第二横截面仅覆盖第一横截面40～60％的区域。
88.参考图2，在一些实施例中，所述第一横截面与所述第二横截面具有不同的形状。
89.参考图2，在一些实施例中，刺穿管20的横截面的外轮廓为十字形。
90.参考图2，在一些实施例中，待刺穿区123包括预设的自密封口13，自密封口13在未被刺穿管20刺穿时呈自密封状态。
91.参考图2，在一些实施例中，自密封状态是指所述自密封口13的内侧135彼此压紧
贴合，以形成密封状态。
92.参考图2，在一些实施例中，自密封口13在自密封状态下具有线形横截面，线形横截面的长度大于刺穿管20的外径。
93.在一些实施例中，横截面是指垂直于刺穿管20刺穿待刺穿区13的方向。
94.在一些实施例中，横截面是指平行于穿待刺穿区13所在表面的方向。
95.参考图2，在一些实施例中，自密封口13在自密封状态下具有线形横截面(例如直线形)，线形横截面的长度与刺穿管20的外径的比值为2以上。在一些实施例中，刺穿管20的外径是指刺穿管20的横截面的外轮廓的外接圆直径。
96.图3的(a)和(b)分别示出一些实施例的刺穿管20的侧视图和aa剖面图。
97.参考图3，刺穿管20的外侧205上设有沿刺穿管20长度方向延伸的排气槽207。
98.参考图3，在一些实施例中，所述刺穿管20的一个横截面的外轮廓为凹多边形或与其类似的形状。
99.图4的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置10的俯视图。图4中，(a)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿前的状态，(b)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿的状态，(c)为弹性密封件被刺穿后，刺穿管20拔出的状态。
100.参考图4，在一些实施例中，待刺穿区123被刺穿管20刺穿的状态下，自密封口13的内侧135轮廓围合形成第一横截面，刺穿管20的外侧205轮廓围合形成第二横截面，第二横截面仅覆盖第一横截面的部分区域。
101.参考图4，在一些实施例中，所述第一横截面具有第一长宽比，所述第二横截面具有第二长宽比，所述第一长宽比与所述第二长宽比的比值大于1。
102.参考图4，在一些实施例中，所述第一横截面具有第一长宽比，所述第二横截面具有第二长宽比，所述第一长宽比与所述第二长宽比的比值大于1.5。
103.参考图4，在一些实施例中，所述第一横截面的形状为梭形或与其类似的形状。
104.参考图4，在一些实施例中，所述第二横截面的形状为圆形、正多边形、或与其类似的形状。
105.参考图4，在一些实施例中，所述自密封口13在自密封状态下具有线形横截面，所述线形横截面的长度(即投影于横截面上的线段长度)大于所述刺穿管20的外径。
106.参考图4，在一些实施例中，线形横截面的长度与所述刺穿管20的外径的比值大于1。
107.参考图4，在一些实施例中，线形横截面的长度与所述刺穿管20的外径的比值大于1.5。
108.图5的(a)～(c)示出一些实施例的反应装置10的俯视图。图5中，(a)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿前的状态，(b)为弹性密封件12被刺穿管20刺穿的状态，(c)为弹性密封件被刺穿后，刺穿管20拔出的状态。
109.参考图5，在一些实施例中，如图5的(a)所示，弹性密封件12的待刺穿区123没有开口；如图5的(b)所示，待刺穿区123被刺穿管20刺穿后形成自密封口13；如图5的(c)所示，在刺穿管20待刺穿区123拔出后，被撑开的自密封口13在弹性的作用下自动封闭，形成自密封。
110.图6示出一些实施例的反应装置10的侧视图。
111.参考图6，在一些实施例中，反应装置10的容器11包括侧壁15和位于侧壁15一端的开口17，弹性密封件12包括从开口17嵌入容器11的嵌入部124，嵌入部124被侧壁15压紧，嵌入部124上设有待刺穿区123。
112.在上述方案中，嵌入部124被容器11的侧壁15压紧(径向压紧)，位于嵌入部124的凹槽126内的待刺穿区123也受到容器11侧壁对其的压力(径向压力)，这使得位于待刺穿区123内的自密封口13具有增强的密封性能。
113.在上述方案中，径向是指垂直于刺穿管20刺穿待刺穿区13的方向。
114.参考图6，在一些实施例中，所述嵌入部124上设有减薄区，所述减薄区的厚度小于所述嵌入部其它位置的厚度，所述减薄区上设置有所述待刺穿区123。
115.参考图6，在一些实施例中，所述嵌入部124上设有向容器11内方向延伸的凹槽126，所述凹槽126的底部厚度小于所述嵌入部124其它位置的厚度，所述凹槽126的底部设置有所述待刺穿区123。凹槽126的结构使得位于嵌入部124的待刺穿区123具有的减薄厚度，使得自密封口13容易被刺穿管20刺穿。
116.参考图6，在一些实施例中，待刺穿区上设有字谜封口13。
117.图7示出一些实施例的移液枪的示意图。
118.参考图7，在一些实施例中，反应装置10包括移液枪2，所述移液枪2包括枪体25和枪头23，所述枪头23包括所述刺穿管20。
119.在一些实施例中，上述反应装置10为核酸扩增用反应装置10。
120.图8示出一些实施例的反应系统的示意图。
121.参考图8，在一些实施例中，提供一种反应系统80，其包括上述任一项的反应装置10以及刺穿管20，所述刺穿管20用于刺穿所述反应装置10的待刺穿区123.
122.在一些实施例中，本公开提供一种操作上述反应系统80的方法，包括以下步骤：
123.a)提供上述任一项的反应系统80；
124.b)使用刺穿管20刺穿待刺穿区13，向容器11内注入制剂和/或从容器11内提取制剂。
125.在一些实施例中，操作上述反应装置10的方法还包括：
126.c)将反应装置10置于预设环境中，使容器11内的制剂发生反应，例如核酸扩增或核酸检测相关的反应；
127.在一些实施例中，操作反应系统10的方法是核酸扩增方法或核酸检测方法。
128.尽管本实用新型的具体实施方式已经得到详细的描述，但本领域技术人员将理解：根据已经公开的所有教导，可以对细节进行各种修改变动，并且这些改变均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。