[發(fā)明專利]一種用于移液器吸頭的雙層濾芯

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410473075.1
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104190485A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳高明;胡玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01L3/02
• 分類號: B01L3/02;B01D35/02
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)耗材領(lǐng)域，涉及一種用于移液器吸頭的雙層濾芯。

背景技術(shù)

移液器是實(shí)驗(yàn)室常用的液體轉(zhuǎn)移和樣本吸取工具，與之配套的吸頭(又稱吸嘴)是配套的消耗材料。吸頭通常用聚丙烯(PP)注塑而成，有10μL、100μL、200μL、1000μL和5mL等規(guī)格。移液器是長期使用的精密設(shè)備，吸頭是一次性使用。在吸液時，移液器的活塞裝置下壓，推出套筒內(nèi)的空氣，當(dāng)松去壓力，套筒內(nèi)形成一定體積的負(fù)壓，和套筒相連的吸頭就吸取了一定體積的液體。吸液量的準(zhǔn)確取決于如下因素：其一是推出套筒內(nèi)的空氣體積要準(zhǔn)確，推出的空氣體積等于吸液體積。其二是負(fù)壓形成的氣道要通暢，不能有太大阻力，高阻力會使吸液量比預(yù)計(jì)的偏少。其三是液體的粘度不能太大，粘度太大也會使吸液量比預(yù)計(jì)的偏少。

在吸液的過程中，液體的擾動，包括流動、飛濺、掛壁、吹出余液等動作會產(chǎn)生氣溶膠(aerosol)。氣溶膠是由固體或液體小質(zhì)點(diǎn)分散并懸浮在氣體介質(zhì)中形成的膠體分散體系，固體和液體小質(zhì)點(diǎn)大小為0.001～100μm，包括液滴、細(xì)菌、病毒、支原體、DNA、RNA、超微量分子，比如<100bp的小片段DNA，一些特殊的試劑分子等。氣溶膠隨著負(fù)壓形成的通道進(jìn)入移液器，最后通過兩種途徑擴(kuò)散。第一種是吸取下一個樣本時，進(jìn)入下一個樣本，通常叫做樣本交叉污染；第二種是擴(kuò)散到空氣中，當(dāng)樣本是危險(xiǎn)樣本時會對操作者造成不利影響，比如在吸取埃博拉和艾滋病病毒樣本或者有放射性的樣本時。

現(xiàn)行的濾芯吸頭設(shè)計(jì)的目標(biāo)主要是避免氣溶膠的交叉污染。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)的使用，單拷貝的DNA都可以污染下一個樣本，氣溶膠對檢測環(huán)境的污染常常會導(dǎo)致假陽性，引起臨床診斷的誤判。濾芯吸頭能有效阻隔氣溶膠，減少樣本交叉污染。在PCR實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)在常規(guī)使用。

現(xiàn)行的濾芯吸頭使用的濾芯通常用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)或高密度聚乙烯(HDPE)生產(chǎn)。UHMW-PE是強(qiáng)疏水性物質(zhì)，吸水率<0.01％，低于聚丙烯6倍，低于尼龍100倍，是阻隔氣溶膠的最佳材料。在濾芯生產(chǎn)時，選取一定大小的UHMW-PE顆粒，裝填在多孔模具中，加壓燒結(jié)，顆粒之間搭橋形成迷宮式的孔道。平均孔徑大小通常為10μm或20μm。濾芯通常有如下要求。第一是材料要純凈，不能影響樣本的性能；第二是要沒有RNase、DNase、PCR抑制劑污染；第三是氣阻小，吸液流暢。

為了增加氣溶膠的阻隔效果又不影響吸液的流暢性。有如下兩個進(jìn)展：

第一個進(jìn)展是專利US201213408462和專利JP2011252693公開了一種雙層濾芯。雙層濾芯由UHMW-PE生產(chǎn)，下層過濾層孔徑為20-50μm，上層過濾層孔徑較小，小于20μm。此種濾芯顯而易見的好處為，上下過濾層形成一個高效的雙重屏障。下層過濾層在樣品側(cè)，孔徑大，主要截留液滴、濺液和空氣懸浮物。上層過濾層，孔徑小，甚至可以有效地濾過生物分子。然而該雙層濾芯阻隔原理單一，有潛在的透過風(fēng)險(xiǎn)；為了實(shí)現(xiàn)對氣溶膠的有效阻隔，上下層濾芯采用不同孔徑，造成加工困難、生產(chǎn)成本較高。

第二個進(jìn)展是申請人逗點(diǎn)生物公司推出的遇水封閉濾芯(自封閉濾芯)，能確保氣溶膠和溶液不會透過帶濾芯吸頭，真正保證移液器不會被樣品污染。無論做核酸擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)，還是轉(zhuǎn)移放射線同位素、病毒、血清學(xué)樣品，遇水封閉濾芯吸頭不僅能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，而且有效保護(hù)儀器和研究人員的安全。

綜上所述，將現(xiàn)有的幾種濾芯比較如下：

1、普通的單一孔徑的濾芯。阻隔氣溶膠的原理為疏水作用，阻隔效果取決于孔徑以及濾芯厚度的選擇。需要在氣阻和阻隔效果間平衡，選擇效果恰當(dāng)者。實(shí)驗(yàn)證明，單一孔徑的濾芯不能杜絕交叉污染，污染物有時仍然能夠通過濾芯，造成交叉污染。

2、兩種孔徑的雙層濾芯。阻隔氣溶膠的原理為疏水作用，兩種孔徑兼顧了氣阻和阻隔效果，提高了阻隔效果。缺點(diǎn)是阻隔原理單一，有潛在的透過風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)成本高。

3、遇水封閉濾芯。阻隔氣溶膠的原理為兩種，一種是疏水作用，一種是直接吸附氣溶膠中的液體小質(zhì)點(diǎn)，比如液滴、水汽及其包裹物。遇水封閉濾芯還能防止液體過沖。缺點(diǎn)為樣品側(cè)的材質(zhì)不純凈，濾芯內(nèi)的封閉劑可能接觸到樣本，對樣本可能造成潛在的影響。

現(xiàn)行吸頭用濾芯的設(shè)計(jì)理念是盡可能用最純凈的材料來生產(chǎn)，避免濾芯對樣本產(chǎn)生潛在影響。所以在很長時間內(nèi)沒有發(fā)展新的濾芯技術(shù)。吸頭用濾芯最主要的應(yīng)用是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，隨著應(yīng)用的復(fù)雜化，提出越來越高的要求，比如：