CN107583918B - 一种半自动生物芯片清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半自动生物芯片清洗装置，该装置包括支架和固定安装在支架上的芯片固定加热模块、硬接触下压式接口模块、进液模块、真空抽吸模块及电子控制模块；芯片加热模块用于安装固定和加热待清洗的生物芯片,芯片固定加热模块上设置有抽吸接头，抽吸接头连接真空抽吸模块与生物芯片上的管路接口；硬接触下压式接口模块上设置有进液接头，进液接头连接进液模块与生物芯片的进液口；电子控制模块与芯片固定加热模块、进液模块和真空抽吸模块相连接。本发明可以非常简便地将生物芯片放入固定位置，然后按照流程顺序完成生物芯片的半自动化清洗，省时省力，实现简单快速及稳定精准地清洗生物芯片，有效解决现有技术清洗缓慢、清洗效率低的问题。

Description

一种半自动生物芯片清洗装置

技术领域

本发明属于生物芯片技术领域，尤其涉及一种半自动生物芯片清洗装置。

背景技术

生物芯片，又称蛋白芯片或基因芯片，它们起源于DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA或其他样品分子(例如蛋白、因子或小分子)进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。生物芯片在医疗生物检测仪器上的开发应用是国家实现精准医疗的基本条件，而伴随着生物芯片的出现，相应的配套设施也应到位。其中，为了实现生物芯片的回收再利用需对生物芯片进行清洗。现有生物芯片的清洗方式是由工作人员手持注射器进行清洗，速度慢，清洗用到的试剂种类多，清洗顺序容易出错，还很容易出现漏液、清洗不干净等问题。随着生物医疗检测仪器在微流控技术部分应用的发展，对生物芯片的清洗急需新技术出现，来代替原有工作人员手工清洗的方式，以解决现有技术清洗缓慢，清洗过程漏液，清洗效率低等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种半自动生物芯片清洗装置，可以非常简便地将生物芯片放入固定位置，然后按照流程顺序完成生物芯片的半自动化清洗，省时省力，从而实现简单快速及稳定精准地清洗生物芯片，具有耗时短，不浪费清洗剂，稳定性较高，效率高，清洗干净的优点，且极大降低综合成本，解决现有技术清洗缓慢、清洗过程漏液、清洗效率低的问题，为生物芯片的回收再利用奠定了基础，对生物芯片的发展速度产生很大影响。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，该装置包括支架和固定安装在所述支架上的芯片固定加热模块、硬接触下压式接口模块、进液模块、真空抽吸模块及电子控制模块；所述芯片加热模块用于安装固定和加热待清洗的生物芯片,所述芯片固定加热模块上设置有抽吸接头，所述抽吸接头连接所述真空抽吸模块与所述生物芯片上的管路接口；所述硬接触下压式接口模块上设置有进液接头，所述进液接头连接所述进液模块与所述生物芯片的进液口；所述电子控制模块与所述芯片固定加热模块、进液模块和真空抽吸模块相连接。

所述芯片固定加热模块还包括垫板、加热膜、下压板、弹簧压板和下压弹簧，所述芯片固定加热模块通过所述垫板固定安装在所述支架上，所述加热膜与所述垫板的下表面固定连接，所述下压板与所述垫板的上表面可拆卸地连接；所述弹簧压板安装在所述下压板的上方，所述下压弹簧设置在所述弹簧压板和下压板之间；多个所述抽吸接头贯穿所述下压板和弹簧压板，并在所述下压弹簧的作用下与所述生物芯片的管路接口压紧。

所述下压弹簧的预压缩量能调整；所述抽吸接头采用POM材料制作而成。

所述硬接触下压式接口模块还包括基座、直线导轨、滑块、肘夹和压头，所述硬接触下压式接口模块通过所述基座固定安装在所述支架上；所述直线导轨垂直固定安装在所述基座上，所述滑块滑动设置在所述直线导轨上，所述进液接头固定安装在所述滑块上且位于所述生物芯片的进液口正上方；所述肘夹安装在所述基座上，并能相对于所述基座转动；所述压头安装在所述肘夹的一端，所述压头能随所述肘夹的转动而与所述滑块相接触，从而带动所述进液接头向下运动。

所述肘夹为水平压紧型肘夹；所述进液接头采用POM材料制作而成。

所述硬接触下压式接口模块还包括拉簧，所述拉簧的两端分别与所述直线导轨的上端和所述滑块相连接。

所述进液模块包括固定安装在所述支架上的清洗试剂储存装置、柱塞泵和电磁阀，以及与所述电磁阀的出口相连接的进液管；所述清洗试剂储存装置与所述电磁阀的入口相连接，所述柱塞泵与所述电磁阀相连接，所述进液管与所述进液接头相连接。

所述柱塞泵内设置复位传感器；所述清洗试剂储存装置包括多个。

所述真空抽吸模块包括真空泵，多个所述真空泵分别与各所述抽吸接头相连接。

所述电子控制模块包括开关电源、温控器和控制主板，所述控制主板用于控制所述进液模块的进液动作和所述真空抽吸模块的抽吸动作。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的一种半自动生物芯片清洗装置，通过在支架上集成安装芯片固定加热模块、硬接触下压式接口模块、进液模块、真空抽吸模块和电子控制模块，可以非常简便地固定生物芯片，然后按照流程顺序完成生物芯片的半自动化清洗，省时省力，实现简单快速及稳定精准地清洗生物芯片，有效解决现有技术清洗缓慢、清洗效率低的问题。2、本发明的一种半自动生物芯片清洗装置，通过芯片固定加热模块实现对生物芯片的多管路一次性密封对接，同时通过下压弹簧保证抽吸接头与生物芯片的管路接口压紧，有效解决现有技术清洗过程漏液的问题。3、本发明的一种半自动生物芯片清洗装置，具有耗时短，不浪费清洗剂、稳定性较高、效率高、清洗干净的优点，且极大降低综合成本，解决现有技术清洗缓慢、清洗过程漏液、清洗效率低的问题，可以广泛应用于各种生物芯片的清洗，为生物芯片的回收再利用奠定了基础，对生物芯片的发展速度产生很大影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明芯片固定加热模块的结构示意图；

图3是本发明硬接触下压式接口模块的结构示意图；

图4是本发明进液模块的结构示意图；

图5是本发明真空抽吸模块的结构示意图；

图6是本发明电子控制模块正面视角的结构示意图；

图7是本发明电子控制模块背面视角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种半自动生物芯片清洗装置，其包括固定安装在支架1上的芯片固定加热模块2、硬接触下压式接口模块3、进液模块4、真空抽吸模块5和电子控制模块6；支架1包括相互垂直固定连接的水平板11和竖直板12，通过支架1集成安装各部件，结构更紧凑。

其中，如图2所示，芯片固定加热模块2包括垫板21、加热膜22、下压板23、抽吸接头24、弹簧压板25和下压弹簧26；芯片固定加热模块2通过垫板21固定安装在支架1的水平板11上，垫板21的上表面用于定位安装待清洗的生物芯片7；加热膜22与垫板21的下表面固定连接，用于加热生物芯片7；下压板23与垫板21的上表面可拆卸连接，可拆卸连接可以是螺栓连接也可以是卡扣式连接。下压板23上设有可调节的螺母，垫板21上设有与螺母匹配的螺栓，通过旋转螺母将待清洗的生物芯片7夹紧固定在垫板21和下压板23之间；弹簧压板25安装在下压板23上方；多个抽吸接头24贯穿弹簧压板25和下压板23，与生物芯片7的管路接口相连接；弹簧压板25与下压板23之间设有下压弹簧26，通过调整下压弹簧26将抽吸接头24与生物芯片7的管路接口压紧，可以避免了力量过大导致玻璃材质的生物芯片7被压碎，或是压力较小出现漏液现象，避免生物芯片7清洗不干净的情况出现。

如图3所示，硬接触下压式接口模块3包括基座31、直线导轨32、滑块33、进液接头34、肘夹35、压头36和拉簧37。硬接触下压式接口模块3通过基座31固定安装在支架2的水平板11上，直线导轨32垂直固定安装在基座31上；滑块33滑动设置在直线导轨32上；进液接头34固定安装在滑块33上且位于生物芯片7进液口正上方的位置，用于与生物芯片7的进液口相连接；肘夹35是水平压紧型肘夹，并安装在基座31上，并能相对于基座31转动；压头36安装在肘夹35的一端，并可随着肘夹35的转动，压头36与滑块33相接触，并压迫滑块33向下运动，直至进液接头34与生物芯片7的进液口相接触，肘夹35的锁紧，使进液接头34与生物芯片7的进液口完成密封连接；滑块33与直线导轨32之间还连接有拉簧37，拉簧37将滑块33悬吊在直线导轨32上而不下滑，并在没有压头36压迫时将滑块33恢复至原始位置。肘夹35连杆式定位方式，端部的压头36可以上下调节以适应于3-10mm不同高度的生物芯片7的装夹贴合。

如图4所示，进液模块4包括试剂管41、柱塞泵42、电磁阀43和进液管44。试剂管41、柱塞泵42和电磁阀43均固定安装在支架1的竖直板12上，多个试剂管41分别用于盛装不同的清洗试剂；柱塞泵42与电磁阀43相连接，电磁阀43的入口与试剂管41相连接、出口与进液管44相连接，进液管44与进液接头34相连接；根据流程手动调整电磁阀43的入口与各个试剂管41相连接，电磁阀43调整进液方向，柱塞泵42控制进液/排液速度和量，柱塞泵42内置复位传感器，以避免过载。

如图5所示，真空抽吸模块5包括安装板51和真空泵52，安装板51固定安装在水平板11的一侧，真空泵52固定安装在安装板51上，多个真空泵52通过管道分别与各抽吸接头24相连接，用来抽吸生物芯片7管路中的液体。

如图6所示，电子控制模块6包括固定安装在支架1的竖直板12上的开关电源61、温控器62和控制主板63；开关电源61用于为清洗装置提供电源，温控器62用于控制生物芯片7的加热温度，控制主板63用于控制真空泵52的抽吸等动作，以保证清洗装置的正确运行。

上述实施例中，抽吸接头24采用POM(polyformaldehyde，聚甲醛)材料制作而成，既不太软也不太硬，可以有效保证密封性。

上述实施例中，以肘夹35连杆式定位方式，锁紧进液接头34与生物芯片7进液口的紧密贴合；进液接头34也采用POM材料制作而成，可以保证反复压紧不漏液不损坏。

本发明的一种半自动生物芯片清洗装置在使用时，首先，将待清洗的生物芯片7安装到芯片固定加热模块2的垫板21的上表面上，然后将下压板23安装到垫板21的上表面，通过旋转下压板23上的螺母将待清洗的生物芯片7夹紧固定在垫板21和下压板23之间；接着安装弹簧压板25、下压弹簧26和抽吸接头24，将抽吸接头24对准生物芯片7上的管路接口后将旋钮拧紧，抽吸接头24在下压弹簧26的作用下与生物芯片7压紧，从而完成生物芯片7的装载，芯片固定加热模块2起到将生物芯片7与液路连接的作用。在本实施例中，生物芯片7共有7个直径只有1mm管路接口，相应的抽吸接头24也为7个；通过调整公差与加工工艺，保证生物芯片7的7个管路接口与抽吸接头24一次性对接准确，不发生漏液，实现了对生物芯片7的多管路一次性密封对接；同时，在下压板23安装过程中，将下压弹簧26预紧1.5mm，给抽吸接头24一定的预紧力，当下压板23安装到位后，随着下压弹簧26的压缩压力加大，经过压力计算及选择不同直径、丝径的下压弹簧26，最后达到既密封又不会将生物芯片7压碎的目标。然后，下压肘夹35把手带动压头36运动与滑块33相接触，并压迫滑块33向下运动，直至进液接头34与生物芯片7的进液口相接触，肘夹35的锁紧，使进液接头34与生物芯片7的进液口完成密封连接。将进液接头34与进液模块4的进液管44相连接，将抽吸接头24与真空抽吸模块5相连接。通过进液模块4的柱塞泵42和电磁阀43，按流程切换洗液，使不同的清洗试剂按流程从试剂管41经进液管44和进液接头34，最后由生物芯片7的进液口进入生物芯片7；清洗试剂流经生物芯片7的各管路后通过抽吸接头24被真空泵52吸走，实现对生物芯片7的清洗。最后，上扳肘夹35把手，压头36松开，滑块33在拉簧37的作用的复位，进液接头34松开生物芯片7的进液口，真空泵52继续抽取空气，使生物芯片7的管路干燥；旋松弹簧压板25和下压板23的旋钮和螺母，取走清洗完成的生物芯片7，从而完成对生物芯片7的清洗。综上所述，本发明的清洗装置可以非常简便地将生物芯片7放入固定位置，按照流程顺序按下各个操作按钮，即可完成生物芯片7清洗，省时省力，具有耗时短、不浪费清洗剂、效率高、清洗干净的优点。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，该装置包括支架和固定安装在所述支架上的芯片固定加热模块、硬接触下压式接口模块、进液模块、真空抽吸模块及电子控制模块；所述芯片固定加热模块用于安装固定和加热待清洗的生物芯片,所述芯片固定加热模块上设置有抽吸接头，所述抽吸接头连接所述真空抽吸模块与所述生物芯片上的管路接口；所述硬接触下压式接口模块上设置有进液接头，所述进液接头连接所述进液模块与所述生物芯片的进液口；所述电子控制模块与所述芯片固定加热模块、进液模块和真空抽吸模块相连接；

所述芯片固定加热模块还包括垫板、加热膜、下压板、弹簧压板和下压弹簧，所述芯片固定加热模块通过所述垫板固定安装在所述支架上，所述加热膜与所述垫板的下表面固定连接，所述下压板与所述垫板的上表面可拆卸地连接；所述弹簧压板安装在所述下压板的上方，所述下压弹簧设置在所述弹簧压板和下压板之间；多个所述抽吸接头贯穿所述下压板和弹簧压板，并在所述下压弹簧的作用下与所述生物芯片的管路接口压紧。

2.如权利要求1所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述下压弹簧的预压缩量能调整；所述抽吸接头采用POM材料制作而成。

3.如权利要求1或2所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述硬接触下压式接口模块还包括基座、直线导轨、滑块、肘夹和压头，所述硬接触下压式接口模块通过所述基座固定安装在所述支架上；所述直线导轨垂直固定安装在所述基座上，所述滑块滑动设置在所述直线导轨上，所述进液接头固定安装在所述滑块上且位于所述生物芯片的进液口正上方；所述肘夹安装在所述基座上，并能相对于所述基座转动；所述压头安装在所述肘夹的一端，所述压头能随所述肘夹的转动而与所述滑块相接触，从而带动所述进液接头向下运动。

4.如权利要求3所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述肘夹为水平压紧型肘夹；所述进液接头采用POM材料制作而成。

5.如权利要求3所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述硬接触下压式接口模块还包括拉簧，所述拉簧的两端分别与所述直线导轨的上端和所述滑块相连接。

6.如权利要求1或2或4或5所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述进液模块包括固定安装在所述支架上的清洗试剂储存装置、柱塞泵和电磁阀，以及与所述电磁阀的出口相连接的进液管；所述清洗试剂储存装置与所述电磁阀的入口相连接，所述柱塞泵与所述电磁阀相连接，所述进液管与所述进液接头相连接。

7.如权利要求6所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述柱塞泵内设置复位传感器；所述清洗试剂储存装置包括多个。

8.如权利要求1或2或4或5或7所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述真空抽吸模块包括真空泵，多个所述真空泵分别与各所述抽吸接头相连接。

9.如权利要求1或2或4或5或7所述的一种半自动生物芯片清洗装置，其特征在于，所述电子控制模块包括开关电源、温控器和控制主板，所述控制主板用于控制所述进液模块的进液动作和所述真空抽吸模块的抽吸动作。