CN109613286A - 一种定性/定量生物芯片检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定性/定量生物芯片检测装置，特点是包括检测箱体和检测盒，检测箱体上设置有图像显示机构，检测盒内设置有生物芯片反应机构、光源和图像捕获机构，图像捕获机构与图像显示机构电连接。优点是上述检测装置将生物芯片的反应和检测集成在一个检测盒内，反应完成后，通过光源为生物芯片在检测时提供光源，然后通过图像捕获机构捕获生物芯片上的图像信息并将捕获的图像信息传送给图像显示机构，结构简单、便携性好且能够得到较为精准的观察结果。
Description
技术领域
本发明涉及生物芯片检测领域，尤其是涉及一种定性/定量生物芯片检测装置。
背景技术
生物芯片（biochip或bioarray）是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指通过不同方法将生物分子（寡核苷酸、cDNA、genomicDNA、多肽、抗体、抗原等）固着于硅片、玻璃片（珠）、塑料片（珠）、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵。芯片的概念取之于集成的概念，生物芯片是生物材料的集成。像实验室检测一样，在生物芯片上检查血糖、蛋白、酶活性等，是基于同样的生物反应原理。所以生物芯片就是一个载体平台，是一个载体，是将生命科学领域中不连续的分析过程集成于基片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。生物芯片具备的技术优势使检测更加快速、灵敏和准确。
常规的生物芯片检测首先需要对生物样本进行反应，反应完成后，针对生物芯片的具体检测和研究目前主要通过两种方式，一种是借助显微镜，通过人体的肉眼对生物芯片进行观察，然后根据观察到的结果进行分析和研究；另一种则是通过扫描仪，对生物芯片进行扫描，将扫描的结果输入电脑，通过电脑进行观察，根据观察结果进行深入研究。上述两种方式主要存在以下问题：前者借助显微镜通过人体的肉眼对生物芯片进行观察，但难以记录观察结果，只能一边观察一边画出观察结果的草图，这对观察者的绘图能力要求较高，因此该检测和研究方式不仅不方便记录观察结果，而且观察结果的准确度难以保证，从而对后续的研究造成一定程度的影响；后者虽然能够借助扫描仪和电脑相结合得到较为清楚的观察结果，但是扫描仪和电脑在该检测方式中必须是共存的，缺一不可，若只有扫描仪，虽然能够对生物芯片进行扫描，但是无法显示扫描结果，若只有电脑则无法对生物芯片进行扫描，一样得不到观察结果，而扫描仪和电脑体积都比较庞大，便携性差，使用不方便。同时在对生物样本进行反应时，需要使用到核酸扩增仪、芯片杂交仪、芯片清洗机等设备，而目前市场上的上述整套相关仪器设备不仅价格昂贵，且体积大而笨重，不宜经常移动，且移动困难较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、便于移动且能够得到较为精准的观察结果的的定性/定量生物芯片检测系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种定性/定量生物芯片检测装置，包括检测箱体和检测盒，所述的检测箱体上设置有图像显示机构，所述的检测盒内设置有生物芯片反应机构、光源和图像捕获机构，所述的图像捕获机构与所述的图像显示机构电连接。
所述的检测箱体的前端面设置有所述的图像显示机构，所述的图像显示机构为显示屏，所述的检测箱体的后端设置有多个与所述的检测盒相配合的检测腔，所述的检测盒可拆卸地插入设置在所述的检测腔内，所述的检测腔内设置有电连接接口，所述的电连接接口与所述的显示屏电连接，所述的检测盒上设置有与所述的电连接接口相配合的电连接插头，所述的图像捕获机构与所述的电连接插头电连接。上述结构设计可有效提高生物样本的反应和检测效率。
所述的生物芯片反应机构包括一透明的反应圆盘，所述的反应圆盘内沿圆周呈辐射状设置有多个反应区域，每个所述的反应区域包括自内向外依次设置的液体池和反应池，所述的液体池和反应池之间通过一导管相连通，所述的反应圆盘的中心与每个所述的反应区域中的所述的液体池的中心、所述的反应池的中心之间的连线与所述的导管的中心轴线相重合，所述的反应圆盘上设置有多个加样孔，每个所述的液体池上连通设置有一个所述的加样孔，所述的反应圆盘上设置有多个排气孔，每个所述的反应池的侧部连通设置有一个所述的排气孔。通过在反应圆盘上设置的多个反应区域，使得该生物芯片反应机构可在同一时间进行多组反应，提高了操作效率，且每个反应区域包括自内向外依次设置的液体池和反应池，液体池和反应池之间通过一导管相连通，液体池上设置有加样孔，生物样本和反应试剂通过加样孔加入到液体池中，然后给反应圆盘施加一个转动力，液体池中的生物样本和反应试剂可在该转动力的作用下通过导管进入到反应池进行反应，而在此过程中添加其他试剂，则同样将该试剂通过加样孔加入到液体池，然后通过给反应圆盘施加转动力，使得该试剂通过导管进入到反应池中，结构简单，操作方便，有效避免了生物样本在试剂滴加过程中被污染，从而得到较为精准的实验数据，排气孔的设置使得生物样本和反应试剂能够顺利进入到反应池。
所述的液体池与所述的反应池之间设置有用于防止液体倒流回所述液体池的止回池，所述的导管分为第一导管段和第二导管段，所述的液体池与所述的止回池之间通过所述的第一导管段相连通，所述的止回池与所述的反应池之间通过所述的第二导管段相连通，所述的反应圆盘的中心与每个所述的反应区域中的所述的液体池的中心、所述的反应池的中心和所述的止回池的中心之间的连线与所述的导管的中心轴线相重合，所述的止回池的宽度大于所述的导管的宽度。上述结构的止回池的设置可有效防止反应池中的液体回流到液体池中，从而确保反应的正常进行，结构简单，使用稳定。
所述的检测盒内设置有一反应腔，所述的反应腔上可翻转地设置有一透明的腔盖，所述的反应腔内设置有一水平隔板，所述的水平隔板将所述的反应腔分隔为上腔室和下腔室，所述的上腔室内设置有加热板，所述的水平隔板上设置有用于搁置所述的反应圆盘的搁置座，所述的图像捕获机构为摄像头，所述的水平隔板上设置有一上下贯通的拍摄孔，所述的摄像头正对所述的拍摄孔用于拍摄所述的反应圆盘上的生物信息，所述的摄像头、所述的加热板和所述的光源均与所述的电连接插头电连接，所述的光源设置在所述的腔盖的内端面用于照亮所述的上腔室。反应腔用于反应圆盘的反应以及反应完成后的检测，反应腔上设置的腔盖为透明的腔盖，便于观察，水平隔板将反应腔分隔为上腔室和下腔室，其中上腔室用于反应，下腔室用于摄像头等零部件的安装，结构整齐；摄像头用于捕获经反应完成的反应圆盘上的生物样本的图像，加热板用于给生物样本的反应提供环境温度，光源用于给摄像头的拍摄提供照明光线，以便获取更为清晰的生物样本的图像。
所述的搁置座内设置有电机，所述的电机与所述的电连接插头电连接，所述的电机的输出轴竖向伸出所述的搁置座，所述的输出轴上固定连接有一安装柱，所述的安装柱的侧部向外凸起设置有防转凸块，所述的反应圆盘的中心同轴设置有与所述的安装柱配合安装的安装孔，所述的安装孔内设置有与所述的防转凸块相配合的防转凹槽，所述的安装柱的底部同轴设置有一搁置圆盘。电机用于给反应圆盘提供离心力，同时在检测时，通过电机的转动带动反应圆盘转动，可通过摄像头完整捕获一个反应圆盘上的所有生物样本的信息；防转凸块与防转凹槽的配合，确保反应圆盘能够跟着电机输出轴同步转动，搁置圆盘用于对反应圆盘起到支撑作用。
所述的下腔室内设置有散热风扇，所述的散热风扇与所述的电连接插头电连接，所述的检测盒的底部设置有散热通槽。通过散热风扇的设置，配合散热通槽，使得反应结束后，反应腔内的温度可快速回落，对设置在其中的电气元件形成保护。
所述的检测箱体内设置有电路板，所述的电路板上布设有控制电路，所述的显示屏和所述的电连接接口分别与所述的控制电路电连接，所述的检测箱体上还设置有USB接口，所述的USB接口与所述的控制电路电连接。控制电路给显示屏供电；当检测盒插入安装到检测箱体时，电连接接口和对应插入的电连接插口实现电导通，通过控制电路控制电机的转动、加热板的加热和摄像头的拍摄；另外USB接口可用于将摄像头拍摄到的图片数据传输出去，且可外接电源给控制电路供电。
所述的反应腔内设置有一温度传感器，所述的温度传感器的测温探头伸入设置在所述的上腔室内，所述的温度传感器与所述的电连接插头电连接。温度传感器用于检测上腔室的温度，从而驱使控制电路控制加热板提供较为适宜的反应温度。
所述的检测箱体内设置有充电电池，所述的充电电池与所述的控制电路电连接，所述的检测箱体上设置有用于给所述的充电电池充电的充电接口，所述的充电接口与所述的充电电池电连接。充电电池用于给控制电路供电，充电接口用于给充电电池充电，以使充电电池更好地给整个设备供电，使得整个装置的便携性好。
与现有技术相比，本发明的优点在于：上述检测装置将生物芯片的反应和检测集成在一个检测盒内，反应完成后，通过光源为生物芯片在检测时提供光源，然后通过图像捕获机构捕获生物芯片上的图像信息并将捕获的图像信息传送给图像显示机构，结构简单、便携性好且能够得到较为精准的观察结果。
附图说明
图1为本发明中反应圆盘的结构示意图；
图2为本发明中检测盒拆去反应圆盘的结构示意图；
图3为本发明中检测盒拆去生物芯片和腔盖的结构示意图；
图4为本发明中安装上反应圆盘的检测盒的剖视结构示意图；
图5为本发明中检测箱体的正面立体结构示意图；
图6为本发明中检测箱体的背面立体结构示意图；
图7为本发明的其中一个检测盒插入安装到检测箱体内的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图7所示，一种定性/定量生物芯片检测装置，包括检测箱体B和检测盒C，检测箱体B上设置有图像显示机构，检测盒C内设置有生物芯片反应机构、光源（图中未显示）和图像捕获机构，图像捕获机构与图像显示机构电连接。
在此具体实施例中，检测箱体B的前端面设置有图像显示机构，图像显示机构为显示屏B1，检测箱体B的后端设置有多个与检测盒C相配合的检测腔B2，检测盒C可拆卸地插入设置在检测腔B2内，检测腔B2内设置有电连接接口B21，电连接接口B21与显示屏B1电连接，检测盒C上设置有与电连接接口B21相配合的电连接插头C1，图像捕获机构与电连接插头C1电连接。
在此具体实施例中，生物芯片反应机构包括一透明的反应圆盘A1，反应圆盘A1内沿圆周呈辐射状设置有多个反应区域A2，每个反应区域A2包括自内向外依次设置的液体池A21和反应池A22，液体池A21和反应池A22之间通过一导管相连通，反应圆盘A1的中心与每个反应区域A2中的液体池A21的中心、反应池A22的中心之间的连线与导管的中心轴线相重合，反应圆盘A1上设置有多个加样孔A11，每个液体池A21上连通设置有一个加样孔A11，反应圆盘A1上设置有多个排气孔A12，每个反应池A22的侧部连通设置有一个排气孔A12。
在此具体实施例中，液体池A21与反应池A22之间设置有用于防止液体倒流回液体池A21的止回池A23，导管分为第一导管段A24和第二导管段A25，液体池A21与止回池A23之间通过第一导管段A24相连通，止回池A23与反应池A22之间通过第二导管段A25相连通，反应圆盘A1的中心与每个反应区域A2中的液体池A21的中心、反应池A22的中心和止回池A23的中心之间的连线与导管的中心轴线相重合，止回池A23的宽度大于导管的宽度。
在此具体实施例中，检测盒C内设置有一反应腔，反应腔上可翻转地设置有一透明的腔盖C2，反应腔内设置有一水平隔板C3，水平隔板C3将反应腔分隔为上腔室C4和下腔室C5，上腔室C4内设置有加热板C41，水平隔板C3上设置有用于搁置反应圆盘A1的搁置座C31，图像捕获机构为摄像头C8，水平隔板C3上设置有一上下贯通的拍摄孔C32，摄像头C8正对拍摄孔C32用于拍摄反应圆盘A1上的生物信息，摄像头C8、加热板C41和光源（图中未显示）均与电连接插头C1电连接，光源设置在腔盖C2的内端面用于照亮上腔室C4。
在此具体实施例中，搁置座C31内设置有电机C6，电机C6与电连接插头C1电连接，电机C6的输出轴C61竖向伸出搁置座C31，输出轴C61上固定连接有一安装柱C62，安装柱C62的侧部向外凸起设置有防转凸块C621，反应圆盘A1的中心同轴设置有与安装柱C62配合安装的安装孔A13，安装孔A13内设置有与防转凸块C621相配合的防转凹槽A131，安装柱C62的底部同轴设置有一搁置圆盘C622。
在此具体实施例中，下腔室C5内设置有散热风扇C51，散热风扇C51与电连接插头C1电连接，检测盒C的底部设置有散热通槽C9。
在此具体实施例中，检测箱体B内设置有电路板B6，电路板B6上布设有控制电路，显示屏B1和电连接接口B21分别与控制电路电连接，检测箱体B上还设置有USB接口B3，USB接口B3与控制电路电连接。
在此具体实施例中，反应腔内设置有一温度传感器C7，温度传感器C7的测温探头伸入设置在上腔室C4内，温度传感器C7与电连接插头C1电连接。
在此具体实施例中，检测箱体B内设置有充电电池B4，充电电池B4与控制电路电连接，检测箱体B上设置有用于给充电电池B4充电的充电接口B5，充电接口B5与充电电池B4电连接。
Claims (10)
1.一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于包括检测箱体和检测盒，所述的检测箱体上设置有图像显示机构，所述的检测盒内设置有生物芯片反应机构、光源和图像捕获机构，所述的图像捕获机构与所述的图像显示机构电连接。
2.如权利要求1所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的检测箱体的前端面设置有所述的图像显示机构，所述的图像显示机构为显示屏，所述的检测箱体的后端设置有多个与所述的检测盒相配合的检测腔，所述的检测盒可拆卸地插入设置在所述的检测腔内，所述的检测腔内设置有电连接接口，所述的电连接接口与所述的显示屏电连接，所述的检测盒上设置有与所述的电连接接口相配合的电连接插头，所述的图像捕获机构与所述的电连接插头电连接。
3.如权利要求2所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的生物芯片反应机构包括一透明的反应圆盘，所述的反应圆盘内沿圆周呈辐射状设置有多个反应区域，每个所述的反应区域包括自内向外依次设置的液体池和反应池，所述的液体池和反应池之间通过一导管相连通，所述的反应圆盘的中心与每个所述的反应区域中的所述的液体池的中心、所述的反应池的中心之间的连线与所述的导管的中心轴线相重合，所述的反应圆盘上设置有多个加样孔，每个所述的液体池上连通设置有一个所述的加样孔，所述的反应圆盘上设置有多个排气孔，每个所述的反应池的侧部连通设置有一个所述的排气孔。
4.如权利要求3所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的液体池与所述的反应池之间设置有用于防止液体倒流回所述液体池的止回池，所述的导管分为第一导管段和第二导管段，所述的液体池与所述的止回池之间通过所述的第一导管段相连通，所述的止回池与所述的反应池之间通过所述的第二导管段相连通，所述的反应圆盘的中心与每个所述的反应区域中的所述的液体池的中心、所述的反应池的中心和所述的止回池的中心之间的连线与所述的导管的中心轴线相重合，所述的止回池的宽度大于所述的导管的宽度。
5.如权利要求3所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的检测盒内设置有一反应腔，所述的反应腔上可翻转地设置有一透明的腔盖，所述的反应腔内设置有一水平隔板，所述的水平隔板将所述的反应腔分隔为上腔室和下腔室，所述的上腔室内设置有加热板，所述的水平隔板上设置有用于搁置所述的反应圆盘的搁置座，所述的图像捕获机构为摄像头，所述的水平隔板上设置有一上下贯通的拍摄孔，所述的摄像头正对所述的拍摄孔用于拍摄所述的反应圆盘上的生物信息，所述的摄像头、所述的加热板和所述的光源均与所述的电连接插头电连接，所述的光源设置在所述的腔盖的内端面用于照亮所述的上腔室。
6.如权利要求5所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的搁置座内设置有电机，所述的电机与所述的电连接插头电连接，所述的电机的输出轴竖向伸出所述的搁置座，所述的输出轴上固定连接有一安装柱，所述的安装柱的侧部向外凸起设置有防转凸块，所述的反应圆盘的中心同轴设置有与所述的安装柱配合安装的安装孔，所述的安装孔内设置有与所述的防转凸块相配合的防转凹槽，所述的安装柱的底部同轴设置有一搁置圆盘。
7.如权利要求5所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的下腔室内设置有散热风扇,所述的散热风扇与所述的电连接插头电连接，所述的检测盒的底部设置有散热通槽。
8.如权利要求5所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的检测箱体内设置有电路板，所述的电路板上布设有控制电路，所述的显示屏和所述的电连接接口分别与所述的控制电路电连接，所述的检测箱体上还设置有USB接口，所述的USB接口与所述的控制电路电连接。
9.如权利要求5所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的反应腔内设置有一温度传感器，所述的温度传感器的测温探头伸入设置在所述的上腔室内，所述的温度传感器与所述的电连接插头电连接。
10.如权利要求8所述的一种定性/定量生物芯片检测装置，其特征在于所述的检测箱体内设置有充电电池，所述的充电电池与所述的控制电路电连接，所述的检测箱体上设置有用于给所述的充电电池充电的充电接口，所述的充电接口与所述的充电电池电连接。
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