CN106769866A - 一种生物芯片载物台 - Google Patents

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徐洋
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Abstract

公开了一种生物芯片载物台，其包括：底座，所述底座上设有滑槽，使得生物芯片能沿所述滑槽滑动；锁紧结构，位于所述底座上，用于将所述生物芯片固定在所述底座上；导光结构，包括相互耦合的准直透镜和光纤；以及导光结构安装座，所述导光结构安装座将所述导光结构安装在所述底座上，使得从所述导光结构的所述光纤导入的激发光能经由所述导光结构的所述准直透镜以准直光束形式射入至所述生物芯片。本发明利用相互耦合的准直透镜和光纤传导激发光，能够提高对激发光光源能量的利用率。通过调节导光结构安装座可以调节所述激发光的射入生物芯片的射入角度。因此，该生物芯片载物台体积更小，能量利用率更高，检测方式更加灵活。

Description

一种生物芯片载物台
技术领域
本发明涉及生物芯片检测领域，更具体地，涉及一种生物芯片载物台。
背景技术
生物芯片是近几年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术在只有几平方厘米的固体芯片表面构建的微生物化学系统，以实现对DNA、蛋白质、细胞等生物样品的快速、准确与高通量的检测。其主要的检测原理为：采用化学或物理方法，将大量探针固化于支持物的表面，然后根据生物分子之间的亲和作用，如核酸分子的碱基配对作用、抗原抗体的结合等进行反应，再对反应信号进行检测分析，即可得到该样品的相关信息。由于该技术可以将大量的探针同时固定于支持物上，因此仅需一次就可以对大量的生物分子进行检测分析，具有高自动化、高通量的特点。
随着生物芯片技术的发展，对生物芯片检测技术也提出了更高的要求。生物芯片检测手段可分为荧光检测和非荧光检测，荧光检测存在诸多问题，而非荧光检测又以共振光散射方式为代表。
现有的生物芯片检测装置，大致包括生物芯片载物台、装载机构以及光电传感器等。装载机构用于将生物芯片装入生物芯片载物台，生物芯片设置耦合透镜组与LED光源连接，LED光源发出的激发光经过耦合透镜对光束整形，整形后的激发光射入待检测的生物芯片中，生物芯片上的样品收到激发光的激发后发生共振光散射，向外辐射特定波长的共振散射光，利用光电传感器收集上述共振散射光并将光信号转化为电信号，通过对该电信号分析从而实现对生物芯片的检测。
然而，上述装置通常配合两个或两个以上LED光源与耦合透镜组合使用，设备总体体积较大，同时LED光源与耦合透镜的配合方式使得光源利用率较低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种生物芯片载物台，其结构精简，利用相互耦合的准直透镜和光纤提高对激发光光源能量的利用率。
根据本发明提供的一种生物芯片载物台，其包括：底座，所述底座上设有滑槽，使得生物芯片能沿所述滑槽滑动；锁紧结构，位于所述底座上，用于将所述生物芯片固定在所述底座上；导光结构，包括相互耦合的准直透镜和光纤；以及导光结构安装座，所述导光结构安装座将所述导光结构安装在所述底座上，使得从所述导光结构的所述光纤导入的激发光能经由所述导光结构的所述准直透镜以准直光束形式射入至所述生物芯片。
优选地，所述准直透镜为自聚焦准直透镜。
优选地，所述导光结构为一体的光纤耦合透镜。
优选地，所述底座为U形，包括开口端、与开口端相对的封闭端以及相对的两个分支。
优选地，所述导光结构的数目为两个，对称安装在所述底座的两个分支上。
优选地，所述锁紧结构包括设置在所述底座开口端的第一弹片和设置在所述底座封闭端的第二弹片。
优选地，所述第一弹片与所述底座开口端处的所述滑槽之间的距离大于所述第二弹片与所述底座封闭端处的所述滑槽之间的距离。
优选地，所述第一弹片与所述底座开口端处的所述滑槽之间的距离大于所述生物芯片的厚度，所述第二弹片与所述底座封闭端处的所述滑槽之间的距离小于所述生物芯片的厚度。
优选地，所述底座的两个分支的安装所述导光结构的表面设置成凹陷结构，使得当所述生物芯片固定在所述生物芯片载物台上时来自所述导光结构的激发光能入射到所述生物芯片的侧面。
优选地，所述底座还包括多个定位孔，用于将所述生物芯片载物台与其他装置连接。
优选地，所述生物芯片载物台：保护罩，其安装在所述底座上并容纳所述导光结构安装座。
根据本发明的生物芯片载物台，导光结构包括相互耦合的准直透镜和光纤，利用该导光结构传导激发光，能够提高对激发光光源能量的利用率。通过对导光结构安装座的调节可以调节所述激发光射入生物芯片的射入角度。因此，该生物芯片载物台体积更小，能量利用率更高，检测方式更加灵活。
本发明的生物芯片载物台包括锁紧结构，锁紧结构包括设置在所述底座开口端的第一弹片和设置在所述底座封闭端的第二弹片，第一弹片和第二弹片中的至少一个能将生物芯片压紧在底座的滑槽上，使生物芯片的位置更加稳定，便于检测。
所述第一弹片与所述底座开口端处的所述滑槽之间的距离大于所述生物芯片的厚度，方便生物芯片的顺利插入。所述第二弹片与所述底座封闭端处的所述滑槽之间的距离小于所述生物芯片的厚度，使得生物芯片插入滑槽时具有一定摩擦力，第二弹片与滑槽相配合使生物芯片的位置更稳固。
底座还包括多个定位孔，从而方便将所述生物芯片载物台与其他装置连接，并且使生物芯片载物台与其他装置之间位置更精准。
在优选的实施例中，生物芯片载物台还包括保护罩，其安装在所述底座上并容纳所述导光结构安装座，从而为导光结构安装座以及导光结构提供保护。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1和图2示出根据本发明实施例的生物芯片载物台在不同角度的立体图。
图3和图4示出根据本发明实施例的生物芯片载物台装载生物芯片时在不同角度的立体图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
本发明提供的生物芯片载物台可用于共振光散射方式的生物芯片检测中，此方式的生物芯片检测装置大致包括生物芯片载物台、装载机构以及光电传感器等。装载机构用于将生物芯片装入生物芯片载物台，光电传感器用于收集上述生物芯片的共振散射光并进行处理。
图1和图2示出根据本发明实施例的生物芯片载物台在不同角度的立体图，图3和图4示出该生物芯片载物台100装载生物芯片200时在不同角度的立体图。
本发明实施例的生物芯片载物台100包括：底座110、锁紧结构、导光结构120、以及导光结构安装座130。其中，底座110上设有滑槽111，使得生物芯片200能沿该滑槽111滑动。锁紧结构位于底座110上，用于将生物芯片200固定在底座110上。导光结构120包括相互耦合的准直透镜和光纤。导光结构安装座130将导光结构120安装在底座110上，使得从导光结构120的所述光纤导入的激发光能经由导光结构120的所述准直透镜以准直光束形式射入至生物芯片200，通过调节导光结构安装座130可以调节该激发光的射入角度。
底座110大致为U形，包括开口端、与开口端相对的封闭端以及相对的两个分支，其中滑槽111可以设置在上述两个分支之间。
准直透镜优选为自聚焦准直透镜。进一步地，本实施例中相互耦合的准直透镜和光纤组成的导光结构120采用一体的光纤耦合透镜。
在本实施例中，光纤耦合透镜120为一对，导光结构安装座130也为一对，一对导光结构安装座130分别对应将一对所述光纤耦合透镜120对称安装在底座110的两个分支上。一对导光结构安装座130的位置可以根据实际需要设置，例如其位置对应待检测生物芯片200的中心。导光结构安装座130上设有至少两个开口，包括第一开口和第二开口，与导光结构安装座130配合连接的螺栓有两个，包括第一螺栓161和第二螺栓162。其中第一开口与光纤耦合透镜120形状对应，光纤耦合透镜120的部分伸入第一开口，并且利用第一螺栓161将光纤耦合透镜120与导光结构安装座130固定。第二开口面向生物芯片200，使得光纤耦合透镜120发出准直激发光能射入生物芯片200。第二螺栓162可将导光结构安装座130固定在底座110上，当以第二螺栓162为轴将导光结构安装座130转动不同角度进行固定时，第二开口的朝向也会跟随变化，从而调节激发光射入生物芯片200的射入角度。当然，通过调节导光结构安装座130安装座的高度也能调节激发光射入生物芯片200的射入方向。另外，通过调节导光结构安装座130上所述第一开口的位置和朝向，也能调节激发光射入生物芯片200的射入角度，使得对生物芯片200的检测更加灵活。
生物芯片200是通过微加工技术在固体芯片表面构建的微生物化学系统，其包括相对的第一表面和第二表面。
在本实施例中，两个对称延伸在底座110的两个分支内侧的凸起部分形成上述滑槽111。两个凸起部分与生物芯片200的第二表面接触，其中该两个凸起部分与生物芯片200所接触的表面平整且处于同一高度，共同承托待检测的生物芯片200。本实施例的滑槽111包括两个对称相隔设置的凸起部分，可以理解的是，在替代的实施例中，两个凸起部分也可以连为一体从而形成滑槽，滑槽也可以是其他可以承托待检测的生物芯片200的形状。
锁紧结构在本实施例中包括第一弹片141和第二弹片142。其中第一弹片141设置在底座110的开口端，第二弹片142设置在底座110的封闭端附近。
本实施例的第一弹片141和第二弹片142都横跨在底座110的两个分支之间，利用分设在第一弹片141、第二弹片142两端的螺栓紧固在底座110上。第一弹片141与滑槽111之间以及第二弹片142与滑槽111之间都具有一定距离，从而可以容纳生物芯片200。
优选地，第一弹片141与底座110开口端处的所述滑槽111之间的距离大于第二弹片142与底座110封闭端处的所述滑槽111之间的距离。在本实施例中，第一弹片141与底座110开口端处的所述滑槽111之间的距离略大于生物芯片200的厚度，第二弹片142与底座110封闭端处的所述滑槽111之间的距离略小于生物芯片200的厚度。以生物芯片200的厚度是1mm为例，可以设置第一弹片141与底座110开口端处的所述滑槽111之间的距离为1.2mm，其略大于生物芯片200的厚度，从而方便生物芯片200的顺利插入；同时可以设置第二弹片142与底座110封闭端处的所述滑槽111之间的距离为0.8mm或0.9mm，其略小于生物芯片200的厚度，使得生物芯片200插入滑槽时具有一定摩擦力，检测时，第二弹片142与生物芯片200的第一表面接触，将生物芯片200压紧在滑槽111上，从而使得生物芯片200的位置更稳固。
可以理解的是，锁紧结构可以不限于包括两个弹片，也可以是其他数量，即使是采用两个弹片，该两个弹片的位置也不限于对应底座的开口端和封闭端，也可以是处于底座的开口端与封闭端之间的任何合适的位置。
本发明实施例的生物芯片载物台100还可以包括保护罩150，本实施例中的保护罩150的数目对应于导光结构120以及导光结构安装座130的数目，为两个，保护罩150安装在底座110上并且分别容纳一个导光结构安装座130，其中在附图1和图2中，为清楚示出导光结构120以及导光结构安装座130结构，将保护罩150与生物芯片载物台100的主体结构适当分离绘示。设置保护罩150可以为导光结构安装座130以及导光结构120提供保护，同时可以使结构更美观。
此外，底座还包括多个定位孔112，用于将本发明实施例的生物芯片载物台100与其他装置连接。本实施例的生物芯片载物台100例如可以通过多个定位孔112与装载机构连接，该装载机构能将生物芯片200装入生物芯片载物台100的滑槽111中，或从滑槽111中将生物芯片200取出，从而实现生物芯片检测时生物芯片的自动装载与卸载。
根据本发明的生物芯片载物台100，导光结构120包括相互耦合的准直透镜和光纤，利用该导光结构120传导激发光，能够提高对激发光光源能量的利用率。通过对导光结构安装座130的调节可以调节所述激发光射入生物芯片的射入角度。因此，该生物芯片载物台100体积更小，能量利用率更高，检测方式更加灵活。
锁紧结构包括与生物芯片200包括设置在所述底座110开口端的第一弹片141和设置在所述底座110封闭端的第二弹片142，第一弹片141和第二弹片142中的至少一个能将生物芯片200压紧在底座110的滑槽111上，使生物芯片200的位置更加稳定，便于检测。
其中，第一弹片141与底座110开口端处的滑槽111之间的距离大于生物芯片200的厚度，方便生物芯片的顺利插入。第二弹片142与底座110封闭端处的滑槽111之间的距离小于生物芯片200的厚度，使得生物芯片插入滑槽时具有一定摩擦力，检测时，第二弹片142将生物芯片200压紧在滑槽111上，从而使生物芯片200的位置更稳固。
底座110上设置的多个定位孔112方便将生物芯片载物台110与其他装置连接，并且使生物芯片载物台与其他装置之间位置更精准。安装在底座110上的保护罩150能为导光结构安装座130以及导光结构120提供保护。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种生物芯片载物台，其特征在于，包括：
底座，所述底座上设有滑槽，使得生物芯片能沿所述滑槽滑动；
锁紧结构，位于所述底座上，用于将所述生物芯片固定在所述底座上；
导光结构，包括相互耦合的准直透镜和光纤；以及
导光结构安装座，所述导光结构安装座将所述导光结构安装在所述底座上，使得从所述导光结构的所述光纤导入的激发光能经由所述导光结构的所述准直透镜以准直光束形式射入至所述生物芯片。
2.根据权利要求1所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述准直透镜为自聚焦准直透镜。
3.根据权利要求1所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述导光结构为一体的光纤耦合透镜。
4.根据权利要求1所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述底座为U形，包括开口端、与开口端相对的封闭端以及相对的两个分支。
5.根据权利要求4所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述导光结构的数目为两个，对称安装在所述底座的两个分支上。
6.根据权利要求4所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述锁紧结构包括设置在所述底座开口端的第一弹片和设置在所述底座封闭端的第二弹片。
7.根据权利要求6所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述第一弹片与所述底座开口端处的所述滑槽之间的距离大于所述第二弹片与所述底座封闭端处的所述滑槽之间的距离。
8.根据权利要求6所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述第一弹片与所述底座开口端处的所述滑槽之间的距离大于所述生物芯片的厚度，所述第二弹片与所述底座封闭端处的所述滑槽之间的距离小于所述生物芯片的厚度。
9.根据权利要求5所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述底座的两个分支的安装所述导光结构的表面设置成凹陷结构，使得当所述生物芯片固定在所述生物芯片载物台上时来自所述导光结构的激发光能入射到所述生物芯片的侧面。
10.根据权利要求1所述的生物芯片载物台，其特征在于，所述底座还包括多个定位孔，用于将所述生物芯片载物台与其他装置连接。
11.根据权利要求1所述的生物芯片载物台，其特征在于，还包括：保护罩，其安装在所述底座上并容纳所述导光结构安装座。
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