CN110596411A - 一种微流控芯片点样机及点样方法 - Google Patents

一种微流控芯片点样机及点样方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物芯片点样设备领域，具体是一种微流控芯片点样机及点样方法，微流控芯片点样机包括机架、夹具、第一xy直线模组、点样头、第二xy直线模组、相机和称重装置，夹具设置在机架上，夹具设有至少两套；第一xy直线模组安装在机架上，点样头与第一xy直线模组连接；第二xy直线模组安装在机架上，相机与第二xy直线模组连接；称重装置设在机架上。本发明分别通过第一xy直线模组和第二xy直线模组驱动点样头和相机移动，点样头进行点样的同时，相机可以进行图像采集，利于连续生产，点样效率高；当一个芯片存放盘上的所有微流控芯片全部完成点样后，相机再对该芯片存放盘上的芯片进行检测，从而防止漏检不合格品，保证点样质量。

Description

一种微流控芯片点样机及点样方法
技术领域
本发明涉及生物芯片点样设备领域，具体是一种微流控芯片点样机及点样方法。
背景技术
微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于其在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。微流控芯片的外形是一种75*25*2的PMMA板，内部设有多个通道，芯片涂有1-4种抗原抗体蛋白，如肌酸激酶同工酶(CK-MB)，可以诊断早期心肌梗塞。工作时，点样机将人体的血清样品滴到微流控芯片上，样品会顺着微流控芯片上的通道流动，到达四种检测蛋白，起反应从而检测疾病。
CN101839688B公开了一种基于机器视觉的生物芯片点样过程实时检测系统，该检测系统配置在生物芯片点样设备上，参见该文献的说明书第0075段，数字相机随着点样头的运动而运动，点样头在x-y平台上快速移动，到达指定位置后，作短暂的停顿时段，然后依靠压电原理点样，然后再做短暂的等待时段后采集图像拍摄设备所拍摄图像并对图像进行分析，接着，奔往下一个指定点，继续重复以上的“停顿-点样-等待-拍摄-启动”过程，图像拍摄设备拍摄的图片用于检测生物芯片上的个别漏点、形状畸形、或者与大多数点大小悬殊较大的点，可以给出量化的检测结果，克服了人工检测易疲劳、主观性较强、结果模糊的缺点。但是，该基于机器视觉的生物芯片点样过程实时检测系统存在以下不足：(1)多个生物芯片是放在一个芯片存放盘中的，芯片存放盘上用于存放生物芯片的凹槽与生物芯片存之间存在0.2-0.3mm的间隙，当一个生物芯片完成点样后，在后续对同一个芯片存放盘的生物芯片的点样过程中，点样会造成生物芯片的振动进而造成该芯片存放盘的振动，这可能导致已点样的样品变形，在该检测系统中，数字相机对已经点样的生物芯片拍摄图片后，该生物芯片上的样品依然可能会因为后续的点样而变形，因此该系统所拍摄的图像不是生物芯片点样后的最终状态，是不准确的；(2)实际点样过程中，为了保证生物芯片的定位精度，相机需要在点样前先拍摄生物芯片的图片以确定其坐标位置(参见CN102636378A)，在该检测系统中，由于数字相机随着点样头的运动而运动，因此相机拍照完毕后需等待点样，导致数字相机的拍摄和点样头的点样无法同时进行，不利于连续生产，点样效率低；(3)该检测系统只能对点样的合格率进行统计分析，而无法实时对芯片存放盘上的不合格品进行标记，不能及时剔除不合格品；(4)相机只能拍摄生物芯片的垂直投影图，无法对样本的厚度进行检测，因此无法对样品的滴出量进行检测。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种微流控芯片点样机，分别通过第一xy直线模组和第二xy直线模组驱动点样头和相机移动，点样头进行点样的同时，相机可以进行图像采集，利于连续生产，点样效率高；当一个芯片存放盘上的所有微流控芯片全部完成点样后，相机再对该芯片存放盘上的芯片进行检测，从而防止漏检不合格品，保证点样质量。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种微流控芯片点样机，包括机架、夹具、第一xy直线模组、点样头、第二xy直线模组、相机和称重装置，所述夹具设置在机架上，所述夹具设有至少两套；所述第一xy直线模组安装在机架上，所述点样头与第一xy直线模组连接；所述第二xy直线模组安装在机架上，所述相机与第二xy直线模组连接；所述称重装置设在机架上。
本发明的技术方案还有：还包括不合格品标记装置，所述不合格品标记装置与第一xy直线模组连接。采用本技术方案，能够及时将不合格品标记，以利于将其剔除。
本发明的技术方案还有：所述不合格品标记装置为喷码器。采用本技术方案，喷码器对生物芯片的作用极小，对芯片存放盘产生振动可以忽略不计。
本发明的技术方案还有：还包括废液盒，所述废液盒设在机架上。
本发明还提供了一种微流控芯片的点样方法，包括以下步骤：
a、点样头排液，然后第一xy直线模组驱动点样头移动到称重装置处，点样头在称重装置上点样，称重装置对样品称重，如果称重值在预设范围内，则进行步骤b，如果称重值不在预设范围内，则由工作人员对点样头的参数进行调整；
b、将盛装有微流控芯片的芯片存放盘安装在夹具上；
c、第二xy直线模组驱动相机移动到微流控芯片上方，相机采集微流控芯片的图像，以确定微流控芯片的坐标；
d、第一xy直线模组根据步骤c中确定的微流控芯片的坐标驱动点样头移动，点样头在微流控芯片上点样；同时，第二xy直线模组驱动相机移动，相机采集未确定坐标的微流控芯片的图像，以确定微流控芯片的坐标；
e、当点样头对一个芯片存放盘上的微流控芯片点样全部完成后，第二xy直线模组驱动相机移动，采集该芯片存放盘上的微流控芯片的图像，以检测不合格品；同时，第一xy直线模组驱动点样头移动，点样头对另一个芯片存放盘上已确定坐标的微流控芯片点样，或者，第一xy直线模组驱动不合格品标记装置移动，不合格品标记装置对不合格品进行标记；
f、重复步骤b-e。
相对于现有技术，本发明微流控芯片点样机的有益效果为：(1)分别通过第一xy直线模组和第二xy直线模组驱动点样头和相机移动，点样头进行点样的同时，相机可以进行图像采集，利于连续生产，点样效率高；(2)当一个芯片存放盘上的所有微流控芯片全部完成点样后，相机再对该芯片存放盘上的芯片进行检测，从而防止漏检不合格品，保证点样质量；(3)通过称重装置能够检测点样头的点样量，从而补充相机只能拍摄生物芯片的垂直投影图而造成的不足，保证点样质量。
附图说明
图1为实施例中微流控芯片点样机的立体图。
图2为实施例中微流控芯片点样机的主视图。
图3为实施例中微流控芯片点样机的后视图。
图4为实施例中微流控芯片点样机的俯视图。
图5为实施例中第一xy直线模组的立体图。
图6为实施例中芯片存放盘的结构示意图。
图中：1、机架，2、夹具，3、第一xy直线模组，4、点样头，5、第二xy直线模组，6、相机，7、称重装置，8、喷码器，9、废液盒，10、微流控芯片，11、芯片存放盘。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明具体实施方式作进一步说明。
如图1-图6所示，一种微流控芯片点样机，包括机架1、夹具2、第一xy直线模组3、点样头4、第二xy直线模组5、相机6和称重装置7、不合格品标记装置8和废液盒9。
夹具2设置在机架1上，如图4所示，夹具2设有两套，能够同时装夹两个芯片存放盘11。第一xy直线模组3安装在机架1上，如图5所示，点样头4和不合格品标记装置8均与第一xy直线模组3连接，点样头4设有四个。在本实施例中，不合格品标记装置8为喷码器。喷码器对生物芯片的作用极小，对芯片存放盘11产生振动可以忽略不计。
第二xy直线模组5安装在机架1上，如图3所示，相机6与第二xy直线模组5连接。
称重装置7和废液盒9均设在机架1上。
本实施例还提供了一种微流控芯片的点样方法，包括以下步骤：
a、第一xy直线模组3驱动点样头4移动到废液盒9处，进行10秒的排液，将点样头4内的气泡排出；然后第一xy直线模组3驱动点样头4移动到称重装置7处，点样头4在称重装置7上点样，称重装置7对样品称重，如果称重值在预设范围内，则进行步骤b，如果称重值不在预设范围内，则由工作人员对点样头4的参数进行调整；
b、将盛装有微流控芯片10的芯片存放盘11安装在夹具2上；
c、第二xy直线模组5驱动相机6移动到微流控芯片10上方，相机6采集微流控芯片10的图像，以确定微流控芯片10的坐标；
d、第一xy直线模组3根据步骤c中确定的微流控芯片10的坐标驱动点样头4移动，点样头4在微流控芯片10上点样；同时，第二xy直线模组5驱动相机6移动，相机6采集未确定坐标的微流控芯片的图像，以确定微流控芯片的坐标；
e、当点样头4对一个芯片存放盘11上的微流控芯片10点样全部完成后，第二xy直线模组4驱动相机6移动，采集该芯片存放盘11上的微流控芯片10的图像，以检测不合格品；同时，第一xy直线模组3驱动点样头4移动，点样头4对另一个芯片存放盘上已确定坐标的微流控芯片点样，或者，第一xy直线模组3驱动不合格品标记装置8移动，不合格品标记装置8对不合格品进行标记；
f、重复步骤b-e。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种微流控芯片点样机，包括机架(1)、夹具(2)、第一xy直线模组(3)和点样头(4)，所述夹具(2)设置在机架(1)上，所述夹具(2)设有至少两套；所述第一xy直线模组(3)安装在机架(1)上，所述点样头(4)与第一xy直线模组(3)连接，其特征在于：还包括第二xy直线模组(5)、相机(6)和称重装置(7)，所述第二xy直线模组(5)安装在机架(1)上，所述相机(6)与第二xy直线模组(5)连接；所述称重装置(7)设在机架(1)上。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片点样机，其特征在于：还包括不合格品标记装置(8)，所述不合格品标记装置(8)与第一xy直线模组(3)连接。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片点样机，其特征在于：所述不合格品标记装置(8)为喷码器。
4.根据权利要求1-3任一所述的微流控芯片点样机，其特征在于：还包括废液盒(9)，所述废液盒(9)设在机架(1)上。
5.一种微流控芯片的点样方法，包括以下步骤：
a、点样头(4)排液，然后第一xy直线模组(3)驱动点样头(4)移动到称重装置(7)处，点样头(4)在称重装置(7)上点样，称重装置(7)对样品称重，如果称重值在预设范围内，则进行步骤b，如果称重值不在预设范围内，则由工作人员对点样头(4)的参数进行调整；
b、将盛装有微流控芯片(10)的芯片存放盘(11)安装在夹具(2)上；
c、第二xy直线模组(5)驱动相机(6)移动到微流控芯片(10)上方，相机(6)采集微流控芯片(10)的图像，以确定微流控芯片(10)的坐标；
d、第一xy直线模组(3)根据步骤c中确定的微流控芯片(10)的坐标驱动点样头(4)移动，点样头(4)在微流控芯片(10)上点样；同时，第二xy直线模组(5)驱动相机(6)移动，相机(6)采集未确定坐标的微流控芯片的图像，以确定微流控芯片的坐标；
e、当点样头(4)对一个芯片存放盘(11)上的微流控芯片(10)点样全部完成后，第二xy直线模组(4)驱动相机(6)移动，采集该芯片存放盘(11)上的微流控芯片(10)的图像，以检测不合格品；同时，第一xy直线模组(3)驱动点样头(4)移动，点样头(4)对另一个芯片存放盘上已确定坐标的微流控芯片点样，或者，第一xy直线模组(3)驱动不合格品标记装置(8)移动，不合格品标记装置对不合格品进行标记；
f、重复步骤b-e。
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