CN104492742B - 一种清洗生物芯片的装置 - Google Patents

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Abstract

一种清洗生物芯片的装置，包括：一针头进动装置，由一电机驱动；针头进动装置上设有进液针头和废液针头，进液针头通过抽液蠕动泵连接至洗液瓶，废液针头通过电磁阀连接至废液瓶；一电机主控板，控制抽液蠕动泵、电磁阀以及电机的动作；一生物芯片固定座，用于固定生物芯片；进液针头和废液针头分别对应生物芯片的注入孔和排出孔。本发明可以替代生物芯片免疫杂交后的人工清洗步骤，节约了时间、简化了操作步骤并有效降低了人工，解决了生物芯片在清洗的过程中清洗质量不易控制、人力耗费大的问题，简化了检测人员或科研工作者对生物芯片的操作，提高了清洗质量。

Description

一种清洗生物芯片的装置
技术领域
本发明涉及生物芯片清洗领域，具体地提供了一种用于生物芯片清洗的装置。
技术背景
CMOS核酸芯片及蛋白芯片都是以杂交原理为基础的生物学反应，当抗原与抗体或探针与目的片段进行杂交反应后，需要用缓冲溶液清洗掉不与目的蛋白或目的探针反应以及一部分非特异性结合的物质，目前大多都需要人工操作来清洗，市场上没有适合CMOS生物芯片清洗的设备，造成了因人为操作带来的误差并浪费人力和时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洗生物芯片的装置，以解决因清洗不足或清洗过度，芯片表面阵列生物样品被破坏或相互污染的问题。
为实现上述目的，本发明提供的清洗生物芯片的装置，包括：
一针头进动装置，由一电机驱动；
针头进动装置上设有进液针头和废液针头，进液针头通过抽液蠕动泵连接至洗液瓶，废液针头通过电磁阀连接至废液瓶；
一主控板，控制抽液蠕动泵、电磁阀以及电机的动作；
一生物芯片固定座，用于固定生物芯片；
进液针头和废液针头分别对应生物芯片的注入孔和排出孔。
所述清洗生物芯片的装置，其中，电机为直线电机。
所述清洗生物芯片的装置，其中，进液针头和废液针头为不锈钢针头。
所述清洗生物芯片的装置，其中，进液针头、抽液蠕动泵以及洗液瓶之间采用硅胶管连接；废液针头、电磁阀以及废液瓶之间采用硅胶管连接。
所述清洗生物芯片的装置，其中，针头进动装置的两侧分别设有位置传器。
所述清洗生物芯片的装置，其中，生物芯片固定座上设有两个针头运动导向塞，分别对应生物芯片的注入孔和排出孔。
所述清洗生物芯片的装置，其中，针头进动装置、电机、进液针头、废液针头、抽液蠕动泵以及电磁阀置于一机壳内。
所述清洗生物芯片的装置，其中，设有通信接口和电源供给模块。
本发明的特点是：
1)自动清洗芯片，减少人为操作，节约了人力和时间；
2)确保清洗控制精准，解决了清洗不足或清洗过度，芯片表面阵列生物样品被破坏或相互污染的问题；
3)流量、操作流程等可通过指令设定，方便进行调整矫正；
4)操作简单方便，声光报警，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
图2是本发明的针头进动装置结构示意图。
图3是本发明涉及到的生物芯片结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，是本发明清洗生物芯片的装置结构示意图。
本发明的装置中设有一针头进动装置3，该针头进动装置3受一直线电机8的驱动而前进或后退。针头进动装置3上设有不锈钢材质的进液针头4A和废液针头4B，进液针采用硅胶管通过抽液蠕动泵2连接至洗液瓶1，废液针采用硅胶管通过电磁阀9连接至废液瓶10。与针头进动装置3相对应地设有一生物芯片固定座13，用于固定生物芯片，进液针头4A和废液针头4B分别对应于生物芯片5的注入孔和排出孔。为保证针头进动装置在一限定的范围内行动，本发明的针头进动装置两侧分别各安装一位置传感器6、7。本发明的装置中，直线电机8、抽液蠕动泵2、电磁阀9等器件的动作是由一主控板进行控制。本发明的装置中，针头进动装置、直线电机、进液针头、废液针头、抽液蠕动泵以及电磁阀可以置于一机壳内。
以下举CMOS生物芯片为例，对本发明的装置具体操作流程进行说明：
固定CMOS生物芯片，此生物芯片由底壳14和上盖15构成，上盖开有两个小孔，用于洗液的注入和排出，底壳内有用于生化反应的反应腔，反应腔通过两侧微小的通道分别与上盖的注入孔16和排出孔17相连通，注入孔和排出孔外侧结构为平头圆锥面，有利于针头的插入和密封。由直线电机开始按照设定的速度运转，针头进动装置向生物芯片插入装置方向运动，针头进动装置上带有两根空心不锈钢针头(分别为进液针头和废液针头)，当两个针头紧密插入生物芯片的IN(注入)孔和OUT(排出)孔后，针头进动装置由位置传感器的运动极限停止运动，抽液蠕动泵开始按照已设定好的速度运转，计时器开始计时，其产生的负压从洗液瓶吸入干净的洗液，由进液针头通过生物芯片的注入孔注入生物芯片内部。清洗液流过生物芯片内部的反应腔后，从排出孔通过废液针头流出生物芯片；流出生物芯片内部的废液经过电磁阀收集到废液瓶内。当到达预先设定的工作时间后，抽液蠕动泵停止工作，电磁阀关闭以防止废液倒流，同时，针头进动装置由位置传感器的运动极限从清洗位置回退到预备位置，完成一个清洗过程。针头进动装置的运行以及电磁阀的开关时机、电机运转启停等是通过主控板进行逻辑控制的。
本发明的工作电源可以将市电引入内部的电源供给模块为整个设备提供电力供应。
本发明的外部通讯接口为标准RS232接口，用户可用标准工业串口线与个人计算机相连，用串口调试终端发送指令对其参数进行修改、保存等操作。用户在使用清洗机的过程中，如果感觉清洗效果不佳或针对生物芯片类型不同需要对运行的速度、时间等参数进行调整，此时可以通过外部通讯接口传入参数进行设置、保存、恢复等一系列操作，提高了装置的灵活性和适应性。
为保证本发明的清洗效果，进液针头、废液针头与生物芯片的注入孔以及排出孔应对齐插入到位，以使清洗液不泄露，同时能使清洗液顺利流过生物芯片。为此，本发明的进液针头和废液针头的前端呈圆形、平整圆滑，而生物芯片的注入孔以及排出孔的通道呈锥形，当液针头和废液针头的前端与注入孔以及排出孔的通道接触时，无需很大力度就可以很紧密的形成一个环形接触面。另外，本发明在生物芯片固定座13上对应生物芯片的注入孔以及排出孔的位置，分别设置两个针头运动导向塞11，针头运动导向塞11的中间穿孔略大于进液针头和废液针头。同时，本发明的针头进动装置的运行距离能影响对接效果，本发明的针头进动装置内通过刚性弹簧与两个针头连接在一起，针头进动装置运行距离会略大于实际需求直线距离，靠内部的刚性弹簧12来保证针头与生物芯片液体通道的接触压力，另一方面也能缓解机械接触应力，提高了设备的可靠性。
本发明的装置适合清洗生物芯片杂交后非特异性结合物质，可以替代生物芯片免疫杂交后的人工清洗步骤，节约了时间、简化了操作步骤并有效降低了人工，解决了生物芯片在清洗的过程中清洗质量不易控制、人力耗费大的问题，简化了检测人员或科研工作者对生物芯片的操作，提高了清洗质量。

Claims (6)

1.一种清洗生物芯片的装置，包括：
一针头进动装置，由一电机驱动；
针头进动装置上设有进液针头和废液针头，进液针头通过抽液蠕动泵连接至洗液瓶，废液针头通过电磁阀连接至废液瓶；在所述针头进动装置内，一刚性弹簧与进液针头相连接，一刚性弹簧与废液针头相连接，针头进动装置运行距离会略大于实际需求直线距离；
一电机主控板，控制抽液蠕动泵、电磁阀以及电机的动作；
一生物芯片固定座，用于固定生物芯片；
进液针头和废液针头分别对应生物芯片的注入孔和排出孔；
其中，生物芯片固定座上设有两个针头运动导向塞，分别对应生物芯片的注入孔和排出孔；
所述针头进动装置、电机、进液针头、废液针头、抽液蠕动泵以及电磁阀置于一机壳内。
2.根据权利要求1所述清洗生物芯片的装置，其中，电机为直线电机。
3.根据权利要求1所述清洗生物芯片的装置，其中，进液针头和废液针头为不锈钢针头。
4.根据权利要求1所述清洗生物芯片的装置，其中，进液针头、抽液蠕动泵以及洗液瓶之间采用硅胶管连接；废液针头、电磁阀以及废液瓶之间采用硅胶管连接。
5.根据权利要求1所述清洗生物芯片的装置，其中，针头进动装置的两侧分别设有位置传感器。
6.根据权利要求1所述清洗生物芯片的装置，其中，设有通信接口和电源供给模块。
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