CN103966082A - 基因芯片原位杂交单元 - Google Patents

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CN103966082A CN201310035125.3A CN201310035125A CN103966082A CN 103966082 A CN103966082 A CN 103966082A CN 201310035125 A CN201310035125 A CN 201310035125A CN 103966082 A CN103966082 A CN 103966082A
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王升启
肖瑞
陈玮
伯晓晨
荣振
陈苏红
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Institute of Radiation Medicine of CAMMS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
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Abstract

本发明涉及一种生物芯片杂交、清洗装置。具体说是针对基因芯片检测过程的复杂性，设计出集成化操作平台，用于实现温浴、杂交、清洗的自动化流程，以减少复杂操作，该单元包括：压力固定模块、密封液路模块和温育模块，压力固定模块为组装结构，各部件连接成一体，形成固定夹合结构，密封液路模块通过橡胶上板垫使基因芯片与液路构建成密闭流路空间，将清洗及杂交反应体系与外界进行严密有效的隔离，并通过压力固定模块压定，温育模块通过加热部件对液路和基因芯片加热，温度控制按照设定的温控模式控制。本发明可简化操作步骤，密封性好，能保证生物样品的安全，杂交结果受人为因素影响小，使杂交结果更为可靠，其杂交结果的检测可以直接由CCD分析系统和基因芯片扫描仪完成，本发明不仅能用于基因芯片的杂交，还适用于蛋白芯片、组织芯片等多种生物芯片的杂交。

Description

基因芯片原位杂交单元
技术领域
本发明涉及一种集杂交、清洗于一体的原位杂交单元，属于生物、医学及相关领域。
背景技术
随着现代生物芯片检测技术地快速发展，其在功能基因研究、新药筛选、疾病的基因诊断等领域具有越来越广泛的应用。基因芯片检测是一个复杂的过程，包括：靶基因的扩增、探针的标记、芯片杂交与清洗、杂交信号检测及分析等。在这样一个复杂的检测流程中，容易产生由于操作过程的复杂性而带来的检测结果不稳定。比如：采用加样、盖玻片进行杂交，是将基因芯片装于杂交盒后，放在一定温度下的水浴锅中静止杂交，杂交信号经常会出现不均匀的现象；采用基于流路的自动杂交仪器进行杂交，往往需要较多的杂交液，这样同样多的探针分子，浓度就会稀释约5倍左右，造成杂交信号减弱；采用一体化的杂交盒与生物芯片包装盒只能是一次性使用，增加了芯片制作的成本和复杂程度，而且在检测时，需要拆盒取出芯片或是使用特殊的芯片扫描仪。在此背景下，本发明专利利用已建立的具有自主知识产权的生物芯片新技术平台，研制出新型基因芯片原位杂交单元，以克服现有技术中存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足而设计一种基因芯片杂交与清洗流程的自动化操作单元，以减少检测结果的人为因素的干扰，提高生物芯片在基因多态性分析及疾病诊断等方面的应用水平。
9.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基因芯片原位杂交单元，包括压力固定模块、密封液路模块和温育模块；
所述压力固定模块为组装结构，用于装取、放置和定位基因芯片；
所述密封液路模块，构建密闭流路空间，将清洗及杂交反应体系与外界进行严密有效的隔离，拆解后易于清洗、可反复使用；
所述温育模块，通过加热部件对液路和基因芯片加热，用于保证杂交的特异性和适当速率下杂交的稳定性。
本发明的有益效果是：
1、结构简洁可靠，装配调试方便，系统稳定性好，降低相关人员职业要求；
2、本发明具有工作效率高、操作简单的特点；
3、结构简洁、操作简单、价格合理、性能可靠的基因芯片原位杂交单元对生物芯片的普及推广具有现实意义。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述压力固定模块包括底板、定位块、轴架、压板外架、轴、压板内架、销轴、导向轴、压力调节弹簧和轴端挡圈；所述底板用于固定连接定位块和轴架；所述轴架通过轴和轴端挡圈将压板外架连接起来；所述压板外架通过销轴与压板内架连接；所述压力调节弹簧沿导向轴轴向将轴架压紧在底板上，压紧力由导向轴下端安装螺母调整。
采用上述进一步方案的有益效果是，有利于基因芯片的快速取放安装，减少操作复杂性。
进一步，所述密封液路模块包括上板、橡胶上垫板和基因芯片；所述上板侧面开有与外液路连同的螺纹扣孔，上部加工有与橡胶上垫板形状一致沉槽，橡胶上垫板嵌装于上板沉槽内；所述基因芯片压贴在橡胶上垫板上，与橡胶上垫板凸台形成密闭空间，并与上板共同构建成流路通道。
采用上述进一步方案的有益效果是，确保密封效果的可靠性，便于基因芯片拆除清洗。
进一步，所述温育模块为铝制加热组件，嵌装在底板上，通过外部温控系统可直接对基因芯片加热温育。
采用上述进一步方案的有益效果是，选定合适的温度是保证有效而特异进行的重要条件。
进一步，所述压板外架通过轴可在轴架上旋转，通过手拧螺钉可与定位块固定；所述压板内架通过销轴与压板外架连接，压板内架可在压板外架上旋转。
采用上述进一步方案的有益效果是，便于对基因芯片进行压紧或取出，操作简洁，确保压板外架上的压力均匀施加。
进一步，所述压板外架施力大小均由压力调节弹簧定量调节。
采用上述进一步方案的有益效果是，便于调定对基因芯片整体均匀施加压力大小。
进一步，所述上板上进液口、出液口、加样口和沉槽均为整体成型加工，与外液路连接螺纹口底面均为平面密封面；所述橡胶上垫板套孔内侧有凸棱，能使基因芯片与之密封形成闭合空间。
采用上述进一步方案的有益效果是，确保整体液路一致性好，各孔位尺寸精确，有利于整体装配。
进一步，所述底板下方开有方形沉孔，嵌装铝制加热组件，上方开有适于基因芯片的方孔，确保基因芯片限位固定并与铝制加热组件贴合，受热均匀。
采用上述进一步方案的有益效果是，保证基因芯片与铝制加热组件相对位置定位准确，减少温控误差。
附图说明
图1为本发明用于基因芯片原位杂交单元的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的仰视图；
图4为图1的左视图；
图5为图1的轴测图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、上板，2、橡胶上板垫，3、底板，4、定位块，5、轴架，6、压板外架，7、轴，8、压板内架，9、销轴，10、导向轴，11、铝制加热组件，12、压力调节弹簧，13、轴端挡圈，14、基因芯片
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
基因芯片原位杂交单元，包括基因芯片原位杂交单元，包括压力固定模块、密封液路模块和温育模块；
所述压力固定模块为组装结构，用于装取、放置和定位基因芯片；
所述密封液路模块，构建密闭流路空间，将清洗及杂交反应体系与外界进行严密有效的隔离，拆解后易于清洗、可反复使用；
所述温育模块，通过加热部件对液路和基因芯片加热，用于保证杂交的特异性和适当速率下杂交的稳定性。
如图1、图2、图3、图5所示，所述压力固定模块包括底板3、定位块4、轴架5、压板外架6、轴7、压板内架8、销轴9、导向轴10、压力调节弹簧12和轴端挡圈13；所述底板3用于固定连接定位块4和轴架5；所述轴架5通过轴7和轴端挡圈13将压板外架6连接起来；所述压板外架6通过销轴9与压板内架8连接；所述压力调节弹簧12沿导向轴10轴向将轴架5压紧在底板3上，压紧力由导向轴10下端安装螺母调整。
如图1所示，所述密封液路模块包括上板1、橡胶上垫板2和基因芯片14；所述上板1侧面开有与外液路连同的螺纹扣孔，上部加工有与橡胶上垫板2形状一致沉槽，橡胶上垫板2嵌装于上板1沉槽内；所述基因芯片14压贴在橡胶上垫板2上，与橡胶上垫板2凸台形成密闭空间，并与上板1共同构建成流路通道。
如图1、图3所示，所述温育模块为铝制加热组件11，嵌装在底板3上，通过外部温控系统可直接对基因芯片14加热温育。
如图1、图5所示，所述压板外架6通过轴7可在轴架5上旋转，通过手拧螺钉可与定位块4固定；所述压板内架8通过销轴9与压板外架6连接，压板内架8可在压板外架6上旋转。
如图1所示，所述上板1上进液口、出液口、加样口和沉槽均为整体成型加工，与外液路连接螺纹口底面均为平面密封面；所述橡胶上垫板2套孔内侧有凸棱，能使基因芯片与之密封形成闭合空间。
如图1所示，所述上板1上进液口、出液口、加样口和沉槽均为整体成型加工，与外液路连接螺纹口底面均为平面密封面；所述橡胶上垫板2套孔内侧有凸棱，能使基因芯片与之密封形成闭合空间。
如图1、图3所示，所述底板3下方开有方形沉孔，嵌装铝制加热组件11，上方开有适于基因芯片14的方孔，确保基因芯片14限位固定并与铝制加热组件11贴合，受热均匀。
本发明用于基因芯片原位杂交单元的工作原理如下：
首先将橡胶上垫板2压入上板1相应的沉槽中，然后将基因芯片14放入底板3上定位槽，再将嵌装好橡胶上垫板2的上板1贴合到基因芯片上，最后压合压板外架6即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基因芯片原位杂交单元，其特征在于：包括压力固定模块、密封液路模块和温育模块；
所述压力固定模块为组装结构，用于装取、放置和定位基因芯片；
所述密封液路模块，构建密闭流路空间，将清洗及杂交反应体系与外界进行严密有效的隔离，拆解后易于清洗、可反复使用；
所述温育模块，通过加热部件对液路和基因芯片加热，用于保证杂交的特异性和适当速率下杂交的稳定性。
2.根据权利要求1所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述压力固定模块包括底板(3)、定位块(4)、轴架(5)、压板外架(6)、轴(7)、压板内架(8)、销轴(9)、导向轴(10)、压力调节弹簧(12)和轴端挡圈(13)；所述底板(3)用于固定连接定位块(4)和轴架(5)；所述轴架(5)通过轴(7)和轴端挡圈(13)将压板外架(6)连接起来；所述压板外架(6)通过销轴(9)与压板内架(8)连接；所述压力调节弹簧(12)沿导向轴(10)轴向将轴架(5)压紧在底板(3)上，压紧力由导向轴(10)下端安装螺母调整。
3.根据权利要求1所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述密封液路模块包括上板(1)、橡胶上垫板(2)和基因芯片(14)；所述上板(1)侧面开有与外液路连同的螺纹扣孔，上部加工有与橡胶上垫板(2)形状一致沉槽，橡胶上垫板(2)嵌装于上板(1)沉槽内；所述基因芯片(14)压贴在橡胶上垫板(2)上，与橡胶上垫板(2)凸台形成密闭空间，并与上板(1)共同构建成流路通道。
4.根据权利要求1所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述温育模块为铝制加热组件(11)，嵌装在底板(3)上，通过外部温控系统可直接对基因芯片(14)加热温育。
5.根据权利要求1和2所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述压板外架(6)通过轴(7)可在轴架(5)上旋转，通过手拧螺钉可与定位块(4)固定；所述压板内架(8)通过销轴(9)与压板外架(6)连接，压板内架(8)可在压板外架(6)上旋转。
6.根据权利要求1和2所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述压板外架(6)施力大小均由压力调节弹簧(12)定量调节。
7.根据权利要求1和3所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述上板(1)上进液口、出液口、加样口和沉槽均为整体成型加工，与外液路连接螺纹口底面均为平面密封面；所述橡胶上垫板(2)套孔内侧有凸棱，能使基因芯片与之密封形成闭合空间。
8.根据权利要求1、2和4所述的基因芯片原位杂交单元，其特征在于：所述底板(3)下方开有方形沉孔，嵌装铝制加热组件(11)，上方开有适于基因芯片(14)的方孔，确保基因芯片(14)限位固定并与铝制加热组件(11)贴合，受热均匀。
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