CN110420604A - 圆盘芯片磁性微粒移动装置及检测装置及其移动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆盘芯片磁性微粒移动装置及检测装置及其移动控制方法，涉及医疗检测设备技术领域，包括：具有至少一个反应室的圆盘芯片；圆盘芯片安装在离心控制机构上，以能够在离心控制机构的驱动下沿自身的中轴线定轴转动；径向控制机构包括驱动组件和至少一个导轨组件；导轨组件的导向轨迹沿着圆盘芯片的径向设置，驱动组件与导轨组件驱动连接；磁性件安装在导轨组件上，以在导轨组件的驱动下沿着圆盘芯片的径向往复运动；离心控制机构和径向控制机构相对固定。上述技术方案中，径向控制机构与离心控制机构相配合可以通过对磁性件的控制间接控制磁性微粒在圆盘芯片上连续的周向和径向移动，提高了磁性微粒移动的精度，保障检测结果的精度。

Description

圆盘芯片磁性微粒移动装置及检测装置及其移动控制方法

技术领域

本发明涉及医疗检测设备技术领域，尤其是涉及一种圆盘芯片磁性微粒移动装置及检测装置及其移动控制方法。

背景技术

圆盘芯片具备集成性能好和控制简单的优势，从而广泛应用于POCT领域，包括生化、免疫和分子诊断。此外，圆盘芯片可以实现高通量反应和检测过程，进一步促进其在诊断等领域的应用。目前在诊断领域中，多数反应体系会涉及到磁性微粒的使用和操控，磁性微粒的精确控制将直接影响磁性微粒的转移效率和转移一致性，继而影响检测的精度。

现有技术中，利用圆盘芯片进行检测时，对磁性微粒移动的控制精度较低，且无法实现多个反应腔体的磁性微粒同步高精度移动，尤其是磁性微粒高通量的向心运动，而这对圆盘芯片上复杂的生化反应是必须的，进而也无法获得精度较高的检测结果。所以，如何提高磁性微粒移动的控制精度以提高检测结果的精度，以及如何提高圆盘芯片的高通量磁性微粒移动，一直是本领域内的难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆盘芯片磁性微粒移动装置及检测装置及其移动控制方法，以解决现有技术中存在的对磁性微粒移动的控制精度低、无法实现多个反应腔体的磁性微粒同步高精度移动的技术问题。

本发明提供的一种圆盘芯片磁性微粒移动装置，包括：

具有至少一个反应室的圆盘芯片；

离心控制机构，所述圆盘芯片安装在所述离心控制机构上，以能够在所述离心控制机构的驱动下沿自身的中轴线定轴转动；

径向控制机构，所述径向控制机构包括驱动组件和至少一个导轨组件；所述导轨组件的导向轨迹沿着所述圆盘芯片的径向设置，所述驱动组件与所述导轨组件驱动连接；

磁性件，所述磁性件安装在所述导轨组件上，以在所述导轨组件的驱动下沿着所述圆盘芯片的径向往复运动；

所述离心控制机构和所述径向控制机构相对固定。

值得说明的是，本发明的圆盘芯片包括圆形芯片，也包括其他具有中心几何对称形状的芯片，只要便于进行离心操作即可。

进一步的，所述离心控制机构包括第一电机、第一转轴和芯片安装结构；

所述第一电机的驱动端与所述第一转轴的一端驱动连接，所述第一转轴的另一端与所述芯片安装结构连接；所述圆盘芯片安装在所述芯片安装结构上，与所述第一转轴同轴设置。

进一步的，所述芯片安装结构包括安装盘以及沿着所述安装盘的中轴线设置的固定轴，所述安装盘与所述第一转轴传动连接且二者的中轴线重合，所述圆盘芯片的中心轴孔与所述固定轴套接装配；

所述圆盘芯片与所述安装盘相对定位。

进一步的，所述安装盘上设置有至少一个定位柱，所述圆盘芯片上设置有与该定位柱对应的定位孔；

所述圆盘芯片与所述安装盘通过所述定位柱和所述定位孔相对定位。

进一步的，所述固定轴的侧壁设置有至少一个定位凸起，所述中心轴孔的内孔壁设置有与该定位凸起对应的定位槽；

所述圆盘芯片与所述安装盘通过所述定位凸起和所述定位槽相对定位。

进一步的，所述反应室包括沿所述圆盘芯片的周向设置的第一反应腔体、第二反应腔体和第三反应腔体；

所述第一反应腔体和所述第二反应腔体之间通过第一转移通道连通，所述第二反应腔体和所述第三反应腔体之间通过第二转移通道连通；所述第一反应腔体、所述第二反应腔体和所述第三反应腔体上均设置有孔。

进一步的，所述导轨组件包括导轨和滑动件；所述滑动件与所述导轨直线滑动装配，所述磁性件安装在所述滑动件上，所述驱动组件与所述滑动件驱动连接。

进一步的，所述驱动组件包括第二电机、第一齿轮组和至少一个齿条；所述第二电机的驱动端与所述第一齿轮组的主动端驱动连接，所述第一齿轮组的从动端与所述齿条驱动连接；

所述齿条与所述滑动件连接。

进一步的，所述第一齿轮组包括第一主动齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮和至少一个第一从动齿轮；所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮同轴同步转动装配，所述第一中间齿轮的最高点低于所述第一从动齿轮的最低点；

所述第二电机的驱动端通过所述第一主动齿轮与所述第一中间齿轮驱动连接，所述第二中间齿轮通过所述第一从动齿轮与所述齿条驱动连接。

进一步的，所述驱动组件包括第三电机、第二齿轮组和至少一个连杆；所述第三电机的驱动端与所述第二齿轮组的主动端驱动连接，所述第二齿轮组的从动端通过所述连杆与所述滑动件铰接驱动。

进一步的，所述第二齿轮组包括第二主动齿轮、第三中间齿轮和第四中间齿轮；所述第三中间齿轮和所述第四中间齿轮同轴同步转动装配，所述第三中间齿轮的最高点低于所述连杆的最低点；

所述第三电机的驱动端通过所述第二主动齿轮与所述第三中间齿轮驱动连接，所述第四中间齿轮通过所述连杆与所述滑动件铰接驱动。

进一步的，所述驱动组件包括第四电机、第三主动齿轮、具有至少一个导向孔的第二从动齿轮和与所述导向孔配合的导向件；

所述第四电机的驱动端与所述第三主动齿轮驱动连接，所述第三主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合；所述第二从动齿轮与所述圆盘芯片同轴设置，所述导向孔呈弧形且自该导向孔一端至另一端的方向上与所述第二从动齿轮圆心的距离逐渐减小；

所述导向件与所述滑动件连接并沿着所述导向孔的轨迹滑动配合，所述滑动件在所述导向件的驱动下沿着所述导轨往复运动；所述滑动件上设置有支撑件，所述磁性件安装在所述支撑件上且位于所述第二从动齿轮的上方。

进一步的，所述导向件包括滚轮轴以及装配在所述滚轮轴上的滚轮；所述滚轮轴沿着所述第二从动齿轮的轴向安装在所述滑动件上，所述滚轮与所述导向孔滚动配合。

进一步的，所述支撑件穿过所述导向孔。

本发明还提供了一种检测装置，包括所述圆盘芯片磁性微粒移动装置。

本发明还提供了一种圆盘芯片高通量磁性微粒的移动控制方法，根据所述圆盘芯片磁性微粒移动装置，或根据所述检测装置，步骤如下：

利用所述驱动组件驱动所述导轨组件运动，使所述磁性件在所述导轨组件的驱动下沿着所述圆盘芯片的径向运动；所述磁性件通过磁力作用带动位于所述反应室内的磁性微粒在所述反应室的内腔中同步运动；

利用所述离心控制机构驱动所述圆盘芯片定轴转动，所述磁性件通过磁力作用带动所述磁性微粒在所述反应室的内腔中沿所述圆盘芯片的周向同步运动。

在上述技术方案中，对于磁性微粒的径向控制采用了导轨组件和驱动组件构成的径向控制机构实现。驱动组件用来驱动导轨组件直线移动，并通过导轨组件的直线控制效果间接的控制磁性件沿着圆盘芯片的径向移动，这种方式能够在驱动组件间接控制的过程中提高磁性件的移动精度，从而提高磁性微粒的移动精度。与之配合的，对于磁性微粒的周向控制采用了离心控制机构实现，离心控制机构能够驱动圆盘芯片定轴转动，与径向控制机构相配合后，可以通过对磁性件的控制间接控制磁性微粒在圆盘芯片上连续的周向和径向的移动，克服了现有技术中无法连续对磁性微粒周向和径向移动的难点，并同时提高了磁性微粒移动的精度，对检测结果有所保障，而且能实现多个反应室内的磁性微粒同步高精度移动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的移动装置的装配图；

图2为图1所示的移动装置的传动结构图；

图3为本发明另一个实施例提供的移动装置的装配图；

图4为图3所示的移动装置的传动结构图；

图5为本发明又一个实施例提供的移动装置的装配图；

图6为图5所示的移动装置的传动结构图；

图7为图5所示的导向件的装配图；

图8为本发明一个实施例提供的离心控制机构的结构图；

图9为本发明一个实施例提供的圆盘芯片的立体图；

图10为本发明一个实施例提供的圆盘芯片的平面图。

附图标记：

1、圆盘芯片；2、离心控制机构；3、径向控制机构；

11、磁性件；12、反应室；

121、第一反应腔体；122、第二反应腔体；

123、第三反应腔体；124、第一转移通道；

125、第二转移通道；126、孔；127、中心轴孔；

21、第一电机；22、第一转轴；23、芯片安装结构；

231、安装盘；232、固定轴；233、定位柱；

234、定位孔；235、定位凸起；236、定位槽；

31、导轨组件；32、驱动组件；

311、导轨；312、滑动件；

321、第二电机；322、第一齿轮组；323、齿条；

3221、第一主动齿轮；3222、第一中间齿轮；

3223、第二中间齿轮；3224、第一从动齿轮；

324、第三电机；325、第二齿轮组；326、连杆；

3251、第二主动齿轮；3252、第三中间齿轮；3253、第四中间齿轮；

327、第四电机；328、第三主动齿轮；329、第二从动齿轮；

3291、导向孔；3292、导向件；3293、支撑件；3294、滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图10所示，本发明提供的一种圆盘芯片高通量磁性微粒的移动装置，包括：具有至少一个反应室12的圆盘芯片1；

离心控制机构2，所述圆盘芯片1安装在所述离心控制机构2上，以能够在所述离心控制机构2的驱动下沿自身的中轴线定轴转动；

径向控制机构3，所述径向控制机构3包括驱动组件32和至少一个导轨组件31；所述导轨组件31的导向轨迹沿着所述圆盘芯片1的径向设置，所述驱动组件32与所述导轨组件31驱动连接；

磁性件11，所述磁性件11安装在所述导轨组件31上，以在所述导轨组件31的驱动下沿着所述圆盘芯片1的径向往复运动；

所述离心控制机构2和所述径向控制机构3相对固定。

本发明的圆盘芯片1包括圆形芯片，也包括其他具有中心几何对称形状的芯片，只要便于进行离心操作即可。在一些实施方式中，所述圆盘芯片1优选为圆形芯片。

在该移动装置中，离心控制机构2用来控制磁性微粒在圆盘芯片1的反应室12内周向移动，径向控制机构3用来控制磁性微粒在圆盘芯片1的反应室12内径向移动，通过离心控制机构2和径向控制机构3的配合，可以实现磁性件11在圆盘芯片1的径向和周向的连续位移，磁性微粒在磁性件11的磁力带动下，便能够在反应室12内径向和周向移动。所以，在这种控制方式中，磁性微粒的移动精度取决于磁性件11的移动精度。

磁性件11径向移动时，驱动组件32与导轨组件31相互配合，驱动组件32会驱动导轨组件31直线运动，通过导轨组件31进行导向，使磁性件11能够沿着圆盘芯片1的径向方向往复移动，从而磁力带动磁性微粒也沿着圆盘芯片1的径向方向往复移动。

在该控制方式下，通过调整驱动组件32的驱动精度，间接的控制导轨组件31的直线移动精度，实现对磁性件11和磁性微粒的径向移动精度的控制。所以，通过对导轨组件31直线移动精度的控制便可以提高磁性微粒的径向移动精度。

磁性件11周向移动时，主要依靠离心控制机构2对圆盘芯片1的定轴转动来实现。圆盘芯片1安装在离心控制机构2上以后，离心控制机构2可以驱动圆盘芯片1沿自身的中轴线定轴转动。圆盘芯片1定轴转动时会与导轨组件31上的磁性件11产生相对位移，即磁性件11不动、圆盘芯片1转动，从而可以使磁性件11相对于圆盘芯片1沿着圆盘芯片1的周向移动，磁性件11通过磁力带动反应室12内的磁性微粒也沿着圆盘芯片1的周向转动。在该控制方式下，通过调整圆盘芯片1的转动精度，间接实现对磁性件11和磁性微粒的周向移动精度的控制。所以，通过对圆盘芯片1周向转动精度的控制便可以提高磁性微粒的周向移动精度。

所以，该移动装置采用了主动控制磁性件11移动，利用磁性件11间接控制磁性微粒移动的方式，通过离心控制机构2和径向控制机构3的配合，将磁性微粒移动精度的控制转移到了导轨组件31的直线移动精度或圆盘芯片1周向转动精度上，而保证导轨组件31的直线移动精度或圆盘芯片1周向转动精度便大大降低了技术难点。对磁性微粒进行移动控制时，可以在离心控制机构2和径向控制机构3的配合下沿着圆盘芯片1的径向和周向移动，磁性微粒的径向移动和周向移动可以连续、交叉着进行，移动精度可以有效的进行掌控。

圆盘芯片1的材质可以采用玻璃、硅片或者常见的聚合物材料。聚合物材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)和氟塑料等。采用聚合物材料的圆盘芯片1材质可以是上述材料中的一种或者几种的组合。圆盘芯片1的加工方法可以根据材质和结构来确定，例如选取光刻、数控、浇注、注塑、激光雕刻、等离子刻蚀、湿法刻蚀等不同方法中的一种或者几种制成。

磁性件11可以采用如铷铁硼强磁铁及类似磁铁，磁铁的强度和尺寸可以根据磁性微粒量和运动速度来确定。反应室12的数量也可以是一个或多个，当数量为多个时，多个反应室12沿着圆盘芯片1的周向设置，从而在离心控制机构2和径向控制机构3配合控制下，使多个反应室12内的磁性微粒能够同步受控。多个反应室12可以用来测试不同样本的同一指标，或者同一样本的不同指标，从而提高检测效率，本领域技术人员可以根据需求设置和使用。

离心控制机构2和径向控制机构3相互配合时需要相对固定、保持相对位置，以保证对磁性件11的移动以及磁性件11和圆盘芯片1之间相对位移的精确。离心控制机构2和径向控制机构3的相对固定可以采用底座、支架等方式，例如将离心控制机构2和径向控制机构3通过共同或不同的支架相对固定，以在工作过程中保持相对位置，具体结构可以根据体积大小、便携性等需求进行设置，在此不做限定。同时，为了保证离心控制机构2和径向控制机构3工作的稳定性以及其他检测需求，还可以搭配减震部件、加样部件、温育部件以及其他检测部件等，增加该移动装置的综合性功能。

参考图8所示，所述离心控制机构2包括第一电机21、第一转轴22和芯片安装结构23；所述第一电机21的驱动端与所述第一转轴22的一端驱动连接，所述第一转轴22的另一端与所述芯片安装结构23连接；所述圆盘芯片1安装在所述芯片安装结构23上，与所述第一转轴22同轴设置。

离心控制机构2工作时，控制第一电机21转动，第一电机21转动后会通过其驱动端驱动第一转轴22定轴转动。由于圆盘芯片1安装在所述芯片安装结构23上后与所述第一转轴22同轴，所以通过第一转轴22的驱动，会使圆盘芯片1定轴转动(周向转动)。配合磁性件11的磁力作用，在二者的相对位移下，磁性微粒便可以在反应室12内周向移动。

该第一电机21可以采用步进电机或伺服电机，步进电机或伺服电机能够在转动过程中保证转动的角度。所以，根据磁性微粒转动精度的需求，可以选用对应步距角的步进电机或伺服电机，以实现对磁性微粒移动精度的控制。在第一电机21的驱动端与第一转轴22连接时，可以采用联轴器、固定焊接或其他连接方式同轴连接，在此不做赘述。

继续参考图8，所述芯片安装结构23包括安装盘231以及沿着所述安装盘231的中轴线设置的固定轴232，所述安装盘231与所述第一转轴22传动连接且二者的中轴线重合，所述圆盘芯片1的中心轴孔127与所述固定轴232套接装配；所述圆盘芯片1与所述安装盘231相对定位。磁性件11可设置在圆盘芯片1的上方或圆盘芯片1的下方，在一些实施方式中，当磁性件11设置在圆盘芯片1下方时，所述安装盘231与所述反应室12在所述圆盘芯片1的轴向方向无重合。

在将圆盘芯片1与第一转轴22相对安装时，采用了圆盘结构的安装盘231，圆盘芯片1通过固定轴232安装在安装盘231上后，在轴向上只覆盖圆盘芯片1上靠近圆心的周向部分，所以方便在圆盘芯片1上远离圆心的部分周向设置反应室12，保证反应室12与安装盘231在轴向方向无重合，在控制磁性件11移动时不与安装盘231发生相对干涉。同时，还能够在圆盘芯片1上靠近圆心的部分周向、均匀的承托圆盘芯片1，提高承托面积，保证圆盘芯片1转动时的稳定性。

所述圆盘芯片1与所述安装盘231相对定位时可以通过圆盘芯片1的中心轴孔127与固定轴232的过盈配合来实现，或者也可以采用其他定位结构来实现。

优选的，如图8所示，所述安装盘231上设置有至少一个定位柱233，所述圆盘芯片1上设置有与该定位柱233对应的定位孔234；所述圆盘芯片1与所述安装盘231通过所述定位柱233和所述定位孔234相对定位。

将圆盘芯片1的定位孔234与安装盘231上的定位柱233相对插接后，通过定位孔234和定位柱233之间的限位作用，能够防止圆盘芯片1和安装盘231之间周向错位，使安装盘231转动时同步带动圆盘芯片1转动。定位孔234与定位柱233的数量可以设置一对，也可以设置多对，根据强度需求以及布置需求可以任选定位孔234与定位柱233的数量，该结构可以适配不同实施例中对圆盘芯片1与安装盘231之间的相对定位，在此不做赘述。

可以参考图3的实施例所示，所述固定轴232的侧壁设置有至少一个定位凸起235，所述中心轴孔127的内孔壁设置有与该定位凸起235对应的定位槽236；所述圆盘芯片1与所述安装盘231通过所述定位凸起235和所述定位槽236相对定位。

将固定轴232侧壁的定位凸起235与中心轴孔127内孔壁的定位槽236相对插接后，通过定位凸起235和定位槽236之间的限位作用，能够防止圆盘芯片1和安装盘231之间周向错位，使安装盘231转动时同步带动圆盘芯片1转动。定位凸起235和定位槽236的数量可以设置一对，也可以设置多对，根据强度需求以及布置需求可以任选定位凸起235和定位槽236的数量，该结构也可以适配不同实施例中对圆盘芯片1与安装盘231之间的相对定位，在此不做赘述。

参考图9和图10，所述反应室12包括沿所述圆盘芯片1的周向设置的第一反应腔体121、第二反应腔体122和第三反应腔体123；所述第一反应腔体121和所述第二反应腔体122之间通过第一转移通道124连通，所述第二反应腔体122和所述第三反应腔体123之间通过第二转移通道125连通；所述第一反应腔体121、所述第二反应腔体122和所述第三反应腔体123上均设置有孔126。孔126同时也可作为排气口。

反应室12可以采用第一反应腔体121、第二反应腔体122和第三反应腔体123这三个反应腔体构成，该反应室12的结构尤其可以适用于磁微粒双抗夹心化学发光免疫分析以及类似的检测工作。在此，借以磁微粒双抗夹心化学发光免疫分析为例，对该移动装置的工作过程进行详细的说明。

在利用该移动装置进行磁微粒双抗夹心化学发光免疫分析的过程中，参考图10，可以首先将磁性件11与圆盘芯片1远离，将待测样本、磁性微粒和溶液通过第一反应腔体121上的孔126加入到第一反应腔体121中。启动离心控制机构2进入震荡模式，该震荡模式即通过离心控制机构2在周向方向上往复转动，带动圆盘芯片1也沿着周向往复转动，利用惯性作用使第一反应腔体121中的磁性微粒在第一反应腔体121内震荡，促使加入的溶液结合成为双抗夹心结构，该双抗夹心结构附着在磁性微粒上。根据震荡的需求，可以设置离心控制机构2的转动角度、速度以及往复频率，在此不做限定。

双抗夹心结构形成之后停止震荡模式，通过径向控制机构3驱动磁性件11在圆盘芯片1的径向方向靠近圆盘芯片1移动，将磁性微粒在磁性件11的磁性作用力下，吸附并聚集到第一反应腔体121内远离圆盘芯片1圆心一端的A位置。继续控制磁性件11移动，使磁性件11带动磁性微粒沿圆盘芯片1的径向方向移动到B位置。然后利用离心控制机构2转动圆盘芯片1，通过磁性件11和圆盘芯片1在其周向上相对位移，将磁性微粒在磁性件11的带动下移动沿圆盘芯片1的周向方向进入到第一转移通道124，经过第一转移通道124进入到第二反应腔体122到达C位置。磁性件11的移动速度可以根据磁性微粒量和磁性件11磁力强度等因素进行调节。

进入第二反应腔体122后，利用径向控制机构3驱动磁性件11沿着圆盘芯片1的径向远离圆心移动，带动磁性微粒从C位置运动到D位置。此时，继续利用径向控制机构3驱动磁性件11径向移动、远离磁性微粒，保证磁性微粒不再受磁性件11的磁力控制。通过第二反应腔体122的孔126将清洗液加入到第二反应腔体122，启动离心控制机构2进入震荡模式，该震荡模式即通过离心控制机构2在周向方向上往复转动，带动圆盘芯片1也沿着周向往复转动，利用惯性作用使第二反应腔体122中的磁性微粒在第二反应腔体122内震荡，以充分清洗磁性微粒。

清洗完成之后停止震荡模式，启动离心控制机构2和径向控制机构3，通过对磁性件11在圆盘芯片1径向和周向的移动，带动磁性微粒重复在第一反应腔体121和第二反应腔体122内的移动方式，使磁性微粒从D位置径向移动到E位置和F位置，再经过第二转移通道125进入到第三反应腔体123，依次到达G位置和H位置。此时，利用径向控制机构3驱动磁性件11远离磁性微粒，保证磁性微粒不再受磁性件11的磁力控制。通过第三反应腔体123的孔126加入底物液，再次通过离心控制机构2开启震荡模式，完成反应并进行发光检测，至此磁微粒双抗夹心化学发光免疫分析的检测过程完成。

除此之外，该移动装置还可以适用于常规体外诊断和生化检测领域，以及任何需要圆盘式微流控芯片和高通量磁性微粒移动需求的领域。本领域技术人员可以根据不同领域的检测需求对应的设置反应室12的结构，例如反应室12内包括不同结构、不同数量、不同排布的反应腔体，在此不做限定。

优选的，所述导轨组件31包括导轨311和滑动件312；所述滑动件312与所述导轨311直线滑动装配，所述磁性件11安装在所述滑动件312上，所述驱动组件32与所述滑动件312驱动连接。该导轨组件31通过滑动件312与导轨311的直线滑动配合，实现对磁性件11的直线驱动，导轨311作为导向基础，当利用驱动组件32驱动滑动件312沿着导轨311的轨迹直线移动时，便可以带动磁性件11直线移动(即相对于圆盘芯片1沿其径向移动)。

其中，所述驱动组件32可以采用齿轮结构、连杆326结构等，通过间接的驱动可以提高对导轨组件31的驱动精度，从而提高对磁性微粒移动的精度，保证检测结果具有较高的精度。

如图1和图2所示，在一个实施例中，所述驱动组件32包括第二电机321、第一齿轮组322和至少一个齿条323；所述第二电机321的驱动端与所述第一齿轮组322的主动端驱动连接，所述第一齿轮组322的从动端与所述齿条323驱动连接；所述齿条323与所述滑动件312连接。

第一齿轮组322通过多个齿轮啮合传动具有驱动精度高的优点，能够保证滑动件312在导轨311上高精度的直线移动。驱动组件32工作时第二电机321启动，通过第二电机321的驱动端驱动第一齿轮组322的主动端转动(该主动端也即第一齿轮组322中与第二电机321驱动连接的第一个齿轮)，从而通过第一齿轮组322中多个齿轮的传动配合利用第一齿轮组322的从动端与齿条323啮合传动(即第一齿轮组322中最后一个并与齿条323啮合的齿轮)，带动滑动件312在导轨311上做直线移动。

第二电机321也可以采用步进电机或伺服电机等。位于第二电机321和齿条323中间的第一齿轮组322，可以根据需求调整各个齿轮之间的传动比，从而与第二电机321的转速、步距角等相配合，实现对滑动件312直线移动距离的精确控制。

优选的，所述第一齿轮组322包括第一主动齿轮3221、第一中间齿轮3222、第二中间齿轮3223和至少一个第一从动齿轮3224；所述第一中间齿轮3222和所述第二中间齿轮3223同轴同步转动装配，所述第一中间齿轮3222的最高点低于所述第一从动齿轮3224的最低点；所述第二电机321的驱动端通过所述第一主动齿轮3221与所述第一中间齿轮3222驱动连接，所述第二中间齿轮3223通过所述第一从动齿轮3224与所述齿条323驱动连接。

在通过第一主动齿轮3221、第一中间齿轮3222、第二中间齿轮3223和第一从动齿轮3224构成的第一齿轮组322中，第一主动齿轮3221属于第一齿轮组322的主动端，第二电机321与第一主动齿轮3221驱动连接以驱动第一主动齿轮3221转动，第一主动齿轮3221与第一中间齿轮3222啮合以驱动第一中间齿轮3222转动。第二中间齿轮3223和所述第一中间齿轮3222同轴同步转动，所以当第一中间齿轮3222转动时，会带动第二中间齿轮3223转动，第二中间齿轮3223与第一从动齿轮3224啮合以驱动第一从动齿轮3224转动。第一从动齿轮3224属于第一齿轮组322的从动端，该第一从动齿轮3224与齿条323啮合以驱动齿条323运动，间接的驱动滑动件312在导轨311上做直线移动。

第一中间齿轮3222和第二中间齿轮3223可以通过共同的轴以同轴连接，也可以将第一中间齿轮3222和第二中间齿轮3223设置为同轴一体成型的结构(该结构的截面呈“工”字形)，只要使第一中间齿轮3222和第二中间齿轮3223同轴同步转动即可。第一齿轮组322除了采用第一主动齿轮3221、第一中间齿轮3222、第二中间齿轮3223和第一从动齿轮3224这四个齿轮构成以外，还可以采用其他数量的齿轮构成，在此不做限定。

需要说明的是，由于第二中间齿轮3223要间接的通过第一从动齿轮3224、齿条323来驱动滑动件312和导轨311之间的相对运动，所以第二中间齿轮3223、第一从动齿轮3224和齿条323会大致的处于同一平面内，为了使第二电机321通过第一齿轮组322间接通过齿条323驱动导轨组件31时不与导轨组件31在第二中间齿轮3223的周向发生干涉，至少要保证第一中间齿轮3222不与第一从动齿轮3224发生干涉，从而限定第一中间齿轮3222的最高点低于第一从动齿轮3224的最低点。

尤其是反应室12设置多个数量时，多个反应室12会在圆盘芯片1的周向分布，相应的导轨组件31也需要对应的沿着圆盘芯片1的周向设置多个数量。为了能够同步的驱动多个导轨组件31运动，多个第一从动齿轮3224会沿着第二中间齿轮3223的周向在第二中间齿轮3223的不同位置与其啮合传动。若需要保证第二电机321在驱动第一中间齿轮3222时不会与分布在第二中间齿轮3223周向的多个第一从动齿轮3224发生位置上的干涉，就至少需要第一中间齿轮3222的最高点低于第一从动齿轮3224的最低点。而二者之间的相对距离可以根据实际情况进行设置，在此不做限定。如此设置的好处在于，可以保证驱动组件32和导轨组件31之间的有效传动，而且还适合多个反应室12的设置，使整个结构的装配上合理、有效。

如图3和图4所示，在另一个实施例中，所述驱动组件32包括第三电机324、第二齿轮组325和至少一个连杆326；所述第三电机324的驱动端与所述第二齿轮组325的主动端驱动连接，所述第二齿轮组325的从动端通过所述连杆326与所述滑动件312铰接驱动。

第二齿轮组325通过多个齿轮啮合传动具有驱动精度高的优点，并且在第三电机324驱动下通过连杆326驱动滑动件312在导轨311上直线移动，能够保证滑动件312在导轨311上高精度的直线移动。驱动组件32工作时第三电机324启动，通过第三电机324的驱动端驱动第二齿轮组325的主动端转动(该主动端也即第二齿轮组325中与第三电机324驱动连接的第一个齿轮)，从而通过第二齿轮组325中多个齿轮的传动配合利用第二齿轮组325的从动端与连杆326驱动连接(即第二齿轮组325中最后一个并与连杆326连接的齿轮)，通过连杆326带动滑动件312在导轨311上做直线移动。

第三电机324也可以采用步进电机或伺服电机等。位于第三电机324和连杆326中间的第二齿轮组325，可以根据需求调整各个齿轮之间的传动比，从而与第三电机324的转速、步距角等相配合，实现对滑动件312直线移动距离的精确控制。

优选的，所述第二齿轮组325包括第二主动齿轮3251、第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253；所述第三中间齿轮3252和所述第四中间齿轮3253同轴同步转动装配，所述第三中间齿轮3252的最高点低于所述连杆326的最低点；所述第三电机324的驱动端通过所述第二主动齿轮3251与所述第三中间齿轮3252驱动连接，所述第四中间齿轮3253通过所述连杆326与所述滑动件312铰接驱动。

在通过第二主动齿轮3251、第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253构成的第二齿轮组325中，第二主动齿轮3251属于第二齿轮组325的主动端，第三电机324与第二主动齿轮3251驱动连接以驱动第二主动齿轮3251转动，第二主动齿轮3251与第三中间齿轮3252啮合以驱动第三中间齿轮3252转动。第四中间齿轮3253和所述第三中间齿轮3252同轴同步转动，所以当第三中间齿轮3252转动时，会带动第四中间齿轮3253转动，第四中间齿轮3253属于第一齿轮组322的从动端。第四中间齿轮3253通过连杆326滑动件312铰接传动，间接的驱动滑动件312在导轨311上做直线移动。

第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253可以通过共同的轴以同轴连接，也可以将第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253设置为同轴一体成型的结构(该结构的截面呈“工”字形)，只要使第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253同轴同步转动即可。第二齿轮组325除了采用第二主动齿轮3251、第三中间齿轮3252和第四中间齿轮3253这三个齿轮构成以外，还可以采用其他数量的齿轮构成，在此不做限定。

需要说明的是，由于第四中间齿轮3253要间接的通过铰接的连杆326来驱动滑动件312和导轨311之间的相对运动，所以第四中间齿轮3253和连杆326会大致的处于同一平面内，例如连杆326在第四中间齿轮3253的上表面铰接或下表面铰接。为了使第三电机324通过第二齿轮组325间接通过连杆326驱动导轨组件31时不与导轨组件31在第四中间齿轮3253的周向发生干涉，至少要保证第三中间齿轮3252不与连杆326发生干涉，从而限定第三中间齿轮3252的最高点低于连杆326的最低点。

尤其是反应室12设置多个数量时，多个反应室12会在圆盘芯片1的周向分布，相应的导轨组件31也需要对应的沿着圆盘芯片1的周向设置多个数量。为了能够同步的驱动多个导轨组件31运动，多个连杆326会沿着第四中间齿轮3253的周向在第四中间齿轮3253的不同位置与其铰接连接。若需要保证第三电机324在驱动第三中间齿轮3252时不会与分布在第四中间齿轮3253周向的多个连杆326发生位置上的干涉，就至少需要第三中间齿轮3252的最高点低于连杆326的最低点。而二者之间的相对距离可以根据实际情况进行设置，在此不做限定。如此设置的好处在于，可以保证驱动组件32和导轨组件31之间的有效传动，而且还适合多个反应室12的设置，使整个结构的装配上合理、有效。

如图5和图6所示，在另一个实施例中，所述驱动组件32包括第四电机327、第三主动齿轮328、具有至少一个导向孔3291的第二从动齿轮329和与所述导向孔3291配合的导向件3292；所述第四电机327的驱动端与所述第三主动齿轮328驱动连接，所述第三主动齿轮328与所述第二从动齿轮329啮合；所述第二从动齿轮329与所述圆盘芯片1同轴设置，所述导向孔3291呈弧形且自该导向孔3291一端至另一端的方向上与所述第二从动齿轮329圆心的距离逐渐减小；所述导向件3292与所述滑动件312连接并沿着所述导向孔3291的轨迹滑动配合，所述滑动件312在所述导向件3292的驱动下沿着所述导轨311往复运动；所述滑动件312上设置有支撑件3293，所述磁性件11安装在所述支撑件3293上且位于所述第二从动齿轮329的上方。

第一齿轮组322通过多个齿轮啮合传动具有驱动精度高的优点，与此同时，在通过第二从动齿轮329驱动滑动件312在导轨311上直线移动时，是依靠设置在第二从动齿轮329上的弧形导向孔3291和连接滑动件312的导向件3292之间的配合，在大角度转动第二从动齿轮329时能够以小位移驱动滑动件312在导轨311上直线移动，可以保证滑动件312在导轨311上高精度的直线移动。

驱动组件32工作时第四电机327启动，通过第四电机327的驱动端驱动第三主动齿轮328，第三主动齿轮328驱动所述第二从动齿轮329转动，并间接通过导向孔3291与导向件3292的导向配合带动滑动件312在导轨311上做直线移动。由于导向孔3291呈弧形且自该导向孔3291一端至另一端的方向上与所述第二从动齿轮329圆心的距离逐渐减小，所以当第二从动齿轮329在第三主动齿轮328的驱动下转动时，由于导向孔3291与导向件3292之间的导向配合，会使导向件3292沿着导向孔3291的轨迹移动，在导向件3292移动过程中，会带动滑动件312按照导向孔3291与第二从动齿轮329圆心的距离变化沿着第二从动齿轮329的径向直线移动。与此同时，第二从动齿轮329与圆盘芯片1同轴设置，所以，通过导向件3292在导向孔3291内的大距离移动转换成滑动件312在导轨311上的小距离移动，便可以大大的提高滑动件312的移动精度，从而也就提高了磁性件11和磁性微粒的移动精度。

第四电机327也可以采用步进电机或伺服电机等。导向孔3291的弧形度可以根据需求设置，从而与第四电机327的转速、步距角等相配合，实现对滑动件312直线移动距离的精确控制。

当反应室12设置多个数量时，多个反应室12会在圆盘芯片1的周向分布，相应的导轨组件31也需要对应的沿着圆盘芯片1的周向设置多个数量。为了能够同步的驱动多个导轨组件31运动，第二从动齿轮329上的导向孔3291也要对应的设置多条。

如图7所示，优选的，所述导向件3292包括滚轮轴以及装配在所述滚轮轴上的滚轮3294；所述滚轮轴沿着所述第二从动齿轮329的轴向安装在所述滑动件312上，所述滚轮3294与所述导向孔3291滚动配合。采用滚轮3294和滚轮轴配合的结构，可以使导向孔3291与滚轮3294相对配合移动时以滚动摩擦的方式运动，保证二者之间运动的顺畅性，降低摩擦带来的部件磨损。

优选的，所述支撑件3293穿过所述导向孔3291。当支撑件3293穿过导向孔3291时，第二从动齿轮329转动后，支撑件3293便与导向件3292在导向孔3291内同步的运动，通过支撑件3293保证磁性件11的径向运动，结构简单、可靠。

本发明还提供了一种检测装置，包括所述圆盘芯片磁性微粒移动装置。由于所述移动装置的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，相关内容在此便不再赘述。任何有关于所述移动装置的技术内容，均可参考前文记载。

本发明还提供了一种圆盘芯片1高通量磁性微粒的移动控制方法，根据所述圆盘芯片磁性微粒移动装置，或根据所述检测装置，步骤如下：

利用所述驱动组件32驱动所述导轨组件31运动，使所述磁性件11在所述导轨组件31的驱动下沿着所述圆盘芯片1的径向运动；所述磁性件11通过磁力作用带动位于所述反应室12内的磁性微粒在所述反应室12的内腔中同步运动；利用所述离心控制机构2驱动所述圆盘芯片1定轴转动，所述磁性件11通过磁力作用带动所述磁性微粒在所述反应室12的内腔中沿所述圆盘芯片1的周向同步运动。

在基于该移动装置的移动控制方法中，对于磁性微粒的径向控制采用了导轨组件31和驱动组件32构成的径向控制机构3实现。驱动组件32用来驱动导轨组件31直线移动，并通过导轨组件31的直线控制效果间接的控制磁性件11沿着圆盘芯片1的径向移动，这种方式能够在驱动组件32间接控制的过程中提高磁性件11的移动精度，从而提高磁性微粒的移动精度。与之配合的，对于磁性微粒的周向控制采用了离心控制机构2实现，离心控制机构2能够驱动圆盘芯片1定轴转动，与径向控制机构3相配合后，可以通过对磁性件11的控制间接控制磁性微粒在圆盘芯片1上连续的周向和径向的移动，克服了现有技术中无法连续对磁性微粒周向和径向移动的难点，并同时提高了磁性微粒移动的精度，对检测结果有所保障，而且能实现多个反应室内的磁性微粒同步高精度移动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，包括：

具有至少一个反应室的圆盘芯片；

离心控制机构，所述圆盘芯片安装在所述离心控制机构上，以能够在所述离心控制机构的驱动下沿自身的中轴线定轴转动；

径向控制机构，所述径向控制机构包括驱动组件和至少一个导轨组件；所述导轨组件的导向轨迹沿着所述圆盘芯片的径向设置，所述驱动组件与所述导轨组件驱动连接；

磁性件，所述磁性件安装在所述导轨组件上，以在所述导轨组件的驱动下沿着所述圆盘芯片的径向往复运动；

所述离心控制机构和所述径向控制机构相对固定。

2.根据权利要求1所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述离心控制机构包括第一电机、第一转轴和芯片安装结构；

所述第一电机的驱动端与所述第一转轴的一端驱动连接，所述第一转轴的另一端与所述芯片安装结构连接；所述圆盘芯片安装在所述芯片安装结构上，与所述第一转轴同轴设置。

3.根据权利要求2所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述芯片安装结构包括安装盘以及沿着所述安装盘的中轴线设置的固定轴，所述安装盘与所述第一转轴传动连接且二者的中轴线重合，所述圆盘芯片的中心轴孔与所述固定轴套接装配；

所述圆盘芯片与所述安装盘相对定位。

4.根据权利要求3所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述安装盘上设置有至少一个定位柱，所述圆盘芯片上设置有与该定位柱对应的定位孔；

所述圆盘芯片与所述安装盘通过所述定位柱和所述定位孔相对定位。

5.根据权利要求3所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述固定轴的侧壁设置有至少一个定位凸起，所述中心轴孔的内孔壁设置有与该定位凸起对应的定位槽；

所述圆盘芯片与所述安装盘通过所述定位凸起和所述定位槽相对定位。

6.根据权利要求1所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述反应室包括沿所述圆盘芯片的周向设置的第一反应腔体、第二反应腔体和第三反应腔体；

所述第一反应腔体和所述第二反应腔体之间通过第一转移通道连通，所述第二反应腔体和所述第三反应腔体之间通过第二转移通道连通；所述第一反应腔体、所述第二反应腔体和所述第三反应腔体上均设置有孔。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述导轨组件包括导轨和滑动件；所述滑动件与所述导轨直线滑动装配，所述磁性件安装在所述滑动件上，所述驱动组件与所述滑动件驱动连接。

8.根据权利要求7所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述驱动组件包括第二电机、第一齿轮组和至少一个齿条；所述第二电机的驱动端与所述第一齿轮组的主动端驱动连接，所述第一齿轮组的从动端与所述齿条驱动连接；

所述齿条与所述滑动件连接。

9.根据权利要求8所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述第一齿轮组包括第一主动齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮和至少一个第一从动齿轮；所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮同轴同步转动装配，所述第一中间齿轮的最高点低于所述第一从动齿轮的最低点；

所述第二电机的驱动端通过所述第一主动齿轮与所述第一中间齿轮驱动连接，所述第二中间齿轮通过所述第一从动齿轮与所述齿条驱动连接。

10.根据权利要求7所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述驱动组件包括第三电机、第二齿轮组和至少一个连杆；所述第三电机的驱动端与所述第二齿轮组的主动端驱动连接，所述第二齿轮组的从动端通过所述连杆与所述滑动件铰接驱动。

11.根据权利要求10所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述第二齿轮组包括第二主动齿轮、第三中间齿轮和第四中间齿轮；所述第三中间齿轮和所述第四中间齿轮同轴同步转动装配，所述第三中间齿轮的最高点低于所述连杆的最低点；

所述第三电机的驱动端通过所述第二主动齿轮与所述第三中间齿轮驱动连接，所述第四中间齿轮通过所述连杆与所述滑动件铰接驱动。

12.根据权利要求7所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述驱动组件包括第四电机、第三主动齿轮、具有至少一个导向孔的第二从动齿轮和与所述导向孔配合的导向件；

所述第四电机的驱动端与所述第三主动齿轮驱动连接，所述第三主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合；所述第二从动齿轮与所述圆盘芯片同轴设置，所述导向孔呈弧形且自该导向孔一端至另一端的方向上与所述第二从动齿轮圆心的距离逐渐减小；

所述导向件与所述滑动件连接并沿着所述导向孔的轨迹滑动配合，所述滑动件在所述导向件的驱动下沿着所述导轨往复运动；所述滑动件上设置有支撑件，所述磁性件安装在所述支撑件上且位于所述第二从动齿轮的上方。

13.根据权利要求12所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述导向件包括滚轮轴以及装配在所述滚轮轴上的滚轮；所述滚轮轴沿着所述第二从动齿轮的轴向安装在所述滑动件上，所述滚轮与所述导向孔滚动配合。

14.根据权利要求12所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，其特征在于，所述支撑件穿过所述导向孔。

15.一种检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-14中任一项所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置。

16.一种圆盘芯片高通量磁性微粒的移动控制方法，其特征在于，根据权利要求1-14中任一项所述的圆盘芯片磁性微粒移动装置，或根据权利要求15所述的检测装置，步骤如下：

利用所述驱动组件驱动所述导轨组件运动，使所述磁性件在所述导轨组件的驱动下沿着所述圆盘芯片的径向运动；所述磁性件通过磁力作用带动位于所述反应室内的磁性微粒在所述反应室的内腔中同步运动；

利用所述离心控制机构驱动所述圆盘芯片定轴转动，所述磁性件通过磁力作用带动所述磁性微粒在所述反应室的内腔中沿所述圆盘芯片的周向同步运动。