CN111007243A - 磁场切换回转件、磁场切换装置、光检测装置、保温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测技术领域，具体的说是一种磁场切换回转件、磁场切换装置、光检测装置、保温装置，本发明提出的磁场切换回转件，包括用于放置微流控芯片的磁力件磁环，磁力件磁环包括至少一个磁力件和至少一个抵触部，本发明提供的磁场切换回转件无需外加电磁铁的线圈设置，满足固定式磁铁装置的需求；利用磁场切换装置，可轻易操控磁性粒子，大幅降低离心式微流控系统的复杂度，也可以配合微流控芯片上的多个工作区同时执行清洗、培育及混合步骤；光检测装置与磁场切换装置设置在同一模块中，降低了光检测的误差；包含磁场切换装置的保温装置，可为微流控芯片内的样本提供适宜的反应温度。
Description
技术领域
本发明涉及生化、免疫及分子检测技术领域，具体来说涉及一种磁场切换回转件、磁场切换装置、光检测装置及保温装置。
背景技术
由于磁性粒子比表面积大且具有顺磁性，能在磁场作用下，迅速移动(聚合、分散)进而提高反应效率，增加检测灵敏度，常被应用于免疫及分子检测反应：将抗体/抗原结合于磁性粒子表面，操纵磁性粒子使其与样本进行培育、清洗、洗脱、反应等步骤。然而，应用磁性粒子于离心式微流控系统，碍于系统本身的驱动力(离心力、科氏力)，不易操纵磁性粒子于微流控反应槽内，以达到培育、清洗、反应等步骤。现有方式常以外加(固定式)永久磁铁或是(切换式)电磁铁来进行磁性粒子操控。固定式磁铁的位置摆放、切换式电磁铁的线圈设置，易增加离心式微流控系统的复杂度。现有的磁场切换装置往往只能支持微流控芯片的一个工作区，检测效率低。此外，现有的化学发光检测仪的光检测装置往往与微流控芯片的反应模块单独设置，过程中受环境因素和操作的影响，往往会导致检测结果的误差较大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种磁场切换回转件、磁场切换装置、光检测装置、保温装置，采用磁场切换回转件来代替复杂的固定式磁铁；本发明提出的磁场切换装置，系利用简单的磁场切换装置来操控磁性粒子，并同时完成多个工作区的清洗及培育混合步骤；本发明提出的光检测装置利用设置在磁场切换回转件一侧的光检测装置实现微流控芯片中样本的快速检测；本发明提出的保温装置能够根据样本反应的实际需求提供适宜的反应温度。
本发明提供一种磁场切换回转件，包括用于放置微流控芯片的磁力件磁环，所述磁力件磁环包括至少一个磁力件和至少一个抵触部；其中，磁力件用于操纵微流控芯片磁吸附区的磁性粒子；抵触部在外力作用下限制磁场切换回转件运动，以使得磁场切换回转件可相对于微流控芯片的磁吸附区运动，以切换所述磁力件相对于微流控芯片磁吸附区的位置，从而改变所述磁力件对磁吸附区的磁性粒子的磁力大小。
优选地，抵触部为凸台。
优选地，抵触部为凹陷部或圆柱。
优选地，抵触部分布在磁力件磁环的外环圆周上。
优选地，若干所述磁力件设置在所述磁力件磁环上的同一半径的圆周上。
优选地，若干所述磁力件设置在磁力件磁环上具有不同半径的圆周上。
优选地，所述磁力件磁环由透明材料制成。
优选地，所述磁力件磁环包括至少一个发光检测区。
优选地，所述发光检测区为通孔。
优选地，所述发光检测区由玻璃、塑料或薄膜构成。
优选地，发光检测区与磁力件成对设置，每一对发光检测区和磁力件与微流控芯片的一个工作区对应。
本发明还涉及一种磁场切换装置，包括所述磁场切换回转件、盘片承座及磁力件拨杆模块，所述磁场切换回转件在所述盘片承座内旋转，磁力件拨杆模块接触磁力件磁环的抵触部，阻碍磁场切换回转件旋转，以切换所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区的位置。
优选地，盘片承座包括侧壁，所述侧壁上设置有限位区域，限位区域限制所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区运动的位置范围。
优选地，所述磁力件个数为n，限位区域限制所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区运动的位置范围在-(360/2n)°到+(360/2n)°之间。
优选地，所述限位区域设有检测装置，以检测抵触部在限位区域的所在位置。
优选地，磁力件拨杆模块包括：拨杆、致动器、磁力件拨杆模块固定架、极限开关；磁力件拨杆模块固定架用于固定磁力件拨杆模块，致动器触发极限开关产生信号，信号触发以驱使拨杆接触并阻碍磁场切换回转件旋转，以切换所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区的位置。
本发明还涉及一种光检测装置，包括磁场切换装置和光检测探头，光检测装置设置在磁场切换装置一侧面以检测穿过发光检测区的光束的发光强度，所述光检测探头与光电倍增管相连。
优选地，磁力件拨杆模块未接触磁力件磁环抵触部时，光检测探头位于发光检测区的正下方或正上方；磁力件拨杆模块接触抵触部并阻碍磁场切换回转件旋转时，光检测探头位于偏离发光检测区的下方或上方。
优选地，所述磁力件磁环由透明材料制成，当所述磁力件拨杆模块未接触所述磁力件磁环抵触部时，光检测探头位于偏离磁力件下方或上方；磁力件拨杆模块接触抵触部并阻碍磁场切换回转件旋转，光检测探头位于磁力件的正下方或正上方。
本发明还涉及一种保温装置，包括用于加温微流控芯片的温育本体，所述温育本体包括所述磁场切换装置。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种磁场切换回转件、磁场切换装置、光检测装置及保温装置，磁场切换回转件包括用于放置微流控芯片的磁力件磁环，磁力件磁环上分布有磁力件和抵触部，抵触部在外力作用下限制磁场切换回转件旋转。本发明提出的磁场切换回转件，无需外加电磁铁的线圈设置，能大幅降低离心式微流控系统的复杂度。
本发明提供的磁场切换装置包括磁场切换回传件、盘片承座和磁力件拨杆模块，磁场切换回转件在盘片承座内旋转，磁力件拨杆模块接触磁力件磁环抵触部并阻碍磁场切换回转件运动，以使得磁场切换回转件可相对于微流控芯片的磁吸附区运动，以切换所述磁力件相对于微流控芯片磁吸附区的位置。本发明提出的磁场切换装置可轻易操控磁性粒子，也可以配合微流控芯片上的多个工作区同时执行清洗及培育混合操作。
本发明提供的光检测装置包括磁场切换装置和光检测探头，光检测装置设置在磁场切换装置一侧面以检测穿过发光检测区的光束的发光强度，光检测探头与光电倍增管相连。本发明提出的光检测装置与磁场切换装置设置在同一模块中，降低了光检测的误差。
本发明提供的保温装置，包括用于加温微流控芯片的温育本体和磁场切换装置。本发明提出的保温装置可以根据样本的特殊性提供适宜的反应温度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的微流控芯片承座结构图；
图3是本发明的磁力件拨杆结构示意图；
图4是本发明的盘式微流控芯片说明图；
图5是本发明的磁场切换回转件一种示意图；
图6是本发明的磁切换装置中盘片承座与磁场切换回转件一种结构示意图；
图7是本发明的磁切换装置中盘片承座与磁场切换回转件另一种结构示意图；
图8是本发明光检测装置中光检测装置与磁力件磁环示意图；
图9是本发明保温装置结构示意图。
图中所示：101、旋转模块：11、伺服马达固定座，12、盘片承座固定架，13、盘片承座，14、磁力件磁环，15、压板，16、伺服马达，17、磁力件，18、发光检测区，19、抵触部，20、侧壁，21、限位区域，22、侧壁一侧，23、侧壁另一侧；
102、微流控芯片承座模块；
103、磁力件拨杆模块：31、圆柱，32、双轴电磁致动器，33、极限开关信号，34、磁力件拨杆模块固定架；
104、盘式微流控芯片：41、定位孔，42、样本槽，43、第一微流阀门，44、磁性微球储存槽，45、第二微流阀门，46、第一试剂储存槽，47、第三微流阀门，48、第二试剂储存槽，49、第四微流阀门，50、第三试剂储存槽，51、第五微流阀门，52、第四试剂储存槽，53、第六微流阀门，54、第五试剂储存槽，55、第七微流阀门，56、第六试剂储存槽；
105、光检测装置：61、光检测探头，62、光电倍增管；
106、保温装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图4所示，图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的微流控芯片承座结构图，图3是本发明的磁力件拨杆结构示意图，图4是本发明的盘式微流控芯片说明图。
接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
如图1-2所示，本发明所述的一种磁场切换装置，包括包含可提供驱动力以驱动磁性粒子于微流控反应槽内移动的旋转模块101和放置于微流控芯片承座模块102内的微流控芯片104，所述旋转模块101为磁力件拨杆模块103提供操控动力。
所述旋转模块101包含：伺服马达固定座11、盘片承座固定架12、盘片承座13、磁力件磁环14、压板15、伺服马达16、磁力件17；所述伺服马达16由伺服马达固定座11将其固定于旋转模块101，所述微流控芯片承座模块102上方的盘片承座13套上磁力件磁环14，并于磁力件磁环14上方覆盖压板15，所述盘片承座13安装在盘片承座固定架12内并固定于伺服马达16上方，磁力件17即为永久磁铁。
如图3所示，所述磁力件拨杆模块103包含：圆柱31、双轴电磁致动器32、极限开关信号33、磁力件拨杆模块固定架34；所述微流控芯片承座模块102和磁力件拨杆模块103操控磁性粒子于离心式微流控反应槽内移动，以达到培育、清洗、洗脱、反应等步骤。
如图4所示，所述盘式微流控芯片104包含：定位孔41、样本槽42、第一微流阀门43、磁性微球储存槽44(磁性粒子表面接合抗体/抗原，即为磁性微球，磁性微球预封装于44磁性微球储存槽)、第二微流阀门45、第一试剂储存槽46(第一试剂预封装于第一试剂储存槽)、第三微流阀门47、第二试剂储存槽48(第二试剂预封装于第二试剂储存槽)、第四微流阀门49、第三试剂储存槽50(第三试剂预封装于第三试剂储存槽)、第五微流阀门51、第四试剂储存槽52(第四试剂预封装于第四试剂储存槽)、第六微流阀门53、第五试剂储存槽54(第五试剂预封装于第五试剂储存槽)、第七微流阀门55、第六试剂储存槽56(第六试剂预封装于第六试剂储存槽)，所述盘式微流控芯片104置放于微流控芯片承座模块102。
实施例二
降钙素原PCT检测
如图4所示，注入20微升的血清至样本槽42,以3,000RPM(加速度5,000RPM/s)操控盘式芯片104进行旋转，样本因离心力驱动，使其突破第一微流阀门43，而被传送至磁性微球储存槽44。以5Hz、135°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合样本与磁性微球，以达到培育/反应的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动135°，使得已反应的磁性微球从磁性微球储存槽44突破第二微流阀门45，传送至第一试剂储存槽46。待圆柱回到原始位置，以10Hz、55°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与15微升的酶标1，以达到培育/反应的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动45°，使得已反应的磁性微球从第一试剂储存槽46突破第三微流阀门47，传送至第二试剂储存槽48。待圆柱31回到原始位置，以3Hz、105°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与15微升的酶标2，以达到培育/反应的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动45°，使得已反应的磁性微球从第二试剂储存槽48突破第四微流阀门49，传送至第三试剂储存槽50。待圆柱31回到原始位置，以10Hz、35°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与30微升的清洗液，以达到第一次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动45°，使得已反应的磁性微球从第三试剂储存槽50突破第五微流阀门51，传送至第四试剂储存槽52。待圆柱31回到原始位置，以10Hz、35°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与30微升的清洗液，以达到第二次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动45°，使得已反应的磁性微球从第四试剂储存槽52突破第六微流阀门53，传送至第五试剂储存槽54。待圆柱31回到原始位置，以10Hz、35°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与30微升的清洗液，以达到第三次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动45°，使得已反应的磁性微球从第五试剂储存槽54突破第七微流阀门55，传送至第六试剂储存槽56。待圆柱31回到原始位置，以6Hz、90°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与30微升的底物，以达到培育/反应的效果。待反应300秒钟完成后即可进行化学发光侦测。
实施例三
提取及纯化外周血循环中游离的DNA
如图4所示，注入100微升的血清至样本槽,以2,500RPM(加速度4,000RPM/s)操控盘式芯片进行旋转，样本因离心力驱动，使其突破第一微流阀门43，而被传送至磁性微球储存槽44。以10Hz、75°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合样本与磁性微球，以达到培育/反应的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动120°，使得已反应的磁性微球从磁性微球储存槽44突破第二微流阀门45，传送至第一试剂储存槽46。待圆柱31回到原始位置，以5Hz、120°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与80微升的裂解液，以达到第一次裂解的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动30°，使得已反应的磁性微球从第一试剂储存槽46突破第三微流阀门47，传送至第二试剂储存槽48。待圆柱31回到原始位置，以5Hz、80°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与60微升的裂解液，以达到第二次裂解的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动30°，使得已反应的磁性微球从第二试剂储存槽48突破第四微流阀门49，传送至第三试剂储存槽50。待圆柱31回到原始位置，以10Hz、35°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与100微升的酒精，以达到第一次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动30°，使得已反应的磁性微球从第三试剂储存槽50突破第五微流阀门51，传送至第四试剂储存槽52。待圆柱31回到原始位置，以8Hz、35°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与80微升的酒精，以达到第二次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动30°，使得已反应的磁性微球从第四试剂储存槽52突破第六微流阀门53，传送至第五试剂储存槽54。待圆柱31回到原始位置，以6Hz、30°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与60微升的酒精，以达到第三次清洗的效果。
进一步地，操控磁力件磁环14进行转动30°，使得已反应的磁性微球从第五试剂储存槽54突破第七微流阀门55，传送至第六试剂储存槽56。待圆柱31回到原始位置，以10Hz、30°操控盘式芯片进行顺逆时针旋转，藉此混合已反应的磁性微球与60微升的去离子水，以达到核酸分子洗脱的效果，纯化反应即完成。
如图5-图9所示，图5是本发明的磁场切换回转件一种示意图，图6是本发明的磁切换装置中盘片承座与磁场切换回转件一种结构示意图，图7是本发明的磁切换装置中盘片承座与磁场切换回转件另一种结构示意图，图8是本发明光检测装置中光检测装置与磁力件磁环示意图，图9是本发明保温装置结构示意图。
接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例四
一种磁场切换回转件，如图1所示，包括用于放置微流控芯片的磁力件磁环14，磁力件磁环14包括至少一个磁力件17和至少一个抵触部19。磁场切换回转件转动时，带动磁力件的位置发生变化。磁力件优选为永久磁铁，抵触部19在外力作用下限制磁场切换回转件运动，即驱动磁场切换回转件可相对于微流控芯片的磁吸附区运动，以切换所述磁力件17相对于微流控芯片磁吸附区的位置，从而改变所述磁力件17对磁吸附区的磁性粒子的磁力大小。微流控芯片的磁吸附区指已载有或即将载有磁性粒子的区域。
为了方便操纵磁力件磁环14，优选地，磁力件磁环上设置有2个抵触部19，2个抵触部19分布在磁力件磁环14的外环圆周上。当外力接触抵触部19时限制磁力件磁环14运动。抵触部19可以为任何形状的部件，优选为凸台、凹陷或圆柱。
磁力件17设置在所述磁力件磁环14上的同一半径的圆周上，且微流控芯片的磁吸附区也设置在相同半径的圆周上，磁力件磁环的圆心与微流控芯片的圆心处于同一条竖直线上(与水平面垂直)。当磁力件个数与微流控芯片磁吸附区个数不同时，如只有一个磁力件17，有多个微流控芯片磁吸附区时，抵触部19在外力作用下限制磁力件磁环14运动，即磁力件磁环14相对于微流控芯片104的磁吸附区运动，可以驱动磁性粒子在微流控芯片内以任意角度运动，如进行360°运动，完成磁性粒子与样本、试剂的混合、培育、清洗等步骤。
当磁力件个数与微流控芯片磁吸附区个数相同时，例如，磁力件磁环上磁力件17的数量为8个，分布在磁力件磁环14上具有同一半径的圆周上，例如半径为R1。微流控芯片可以为圆形，其上设置有8个磁吸附区，分布在微流控芯片104上具有同一半径的圆周上,例如半径为R2。磁力件17与微流控芯片上的磁吸附区一一对应，以让不同磁力件17独立控制一个磁吸附区，此处一一对应指磁力件与微流控芯片的磁吸附区处于同一条竖直线(与水平面垂直)上的不同圆周的相同半径处。即磁力件磁环14的圆心与微流控芯片的圆心在同一条竖直线(与水平面垂直)上且R1＝R2。抵触部19在外力作用下限制磁力件磁环14运动，即驱动磁力件磁环14相对于微流控芯片104的磁吸附区运动，切换磁力件17相对于微流控芯片104磁吸附区的位置，操纵8个磁力件17分别吸附住8个微流控芯片磁吸附区的磁性粒子，以固定磁性粒子，便于完成磁性粒子的清洗。
在一种实施例中，磁力件17可以设置在所述磁力件磁环14上具有不同半径的圆周上。磁力件磁环14在不同半径的圆周上设置有若干个磁力件17。当磁力件17个数与微流控芯片104上的磁吸附区数量不同时，如不同半径的圆周上分别只有一个磁力件17，微流控芯片不同半径的圆周上分别设有多个磁吸附区时，抵触部19在外力作用下限制磁力件磁环14运动，即磁力件磁环14相对于微流控芯片104的磁吸附区运动，驱动不同半径圆周上的磁性粒子在微流控芯片内以任意角度运动，如进行360°运动，便于完成多个磁性粒子与样本、试剂的混合、培育、清洗等步骤。
当磁力件个数与微流控芯片磁吸附区数量相同时，如图5所示，磁力件磁环上在半径R3处设有4个磁力件，在半径R4处设置有8个磁力件17,其中，R3不等于R4。微流控芯片104在半径R5的圆周上设有4个磁吸附区，在半径R6的圆周上设有8个磁吸附区，R5不等于R6。磁力件17与微流控芯片104上的磁吸附区一一对应，以让不同磁力件17独立控制一个磁吸附区，即磁力件磁环14的圆心与微流控芯片104的圆心在同一条竖直线(与水平面垂直)上且R3＝R5，R4＝R6。抵触部19在外力作用下限制磁力件磁环14运动，磁力件磁环14上不同位置处的磁力件17相对于微流控芯片104不同位置处的磁吸附区运动，切换磁力件17相对于微流控芯片104磁吸附区的位置，操纵不同位置处的磁力件17分别吸附住相对应的微流控芯片104磁吸附区的磁性粒子，以固定磁性粒子，便于完成磁性粒子的清洗。
磁力件磁环14上的磁力件17相对于微流控芯片104上的磁吸附区运动范围可以为任意角度。在一种实施例中，磁力件磁环14上的磁力件17相对于微流控芯片104不同位置处的磁吸附区360°运动。如图4所示，当磁力件17吸附住磁性微球存储槽44(即微流控芯片磁吸附区)中的磁性粒子，在驱动力作用下，操控磁力件磁环14相对于微流控芯片磁吸附区运动，使得磁力件17从磁性微球储存槽44下方移动至第一试剂储存槽46下方，将已反应的磁性粒子从磁性微球储存槽44突破第二微流阀门45，传送至第一试剂储存槽46(由于第一试剂存储槽此时载有磁性粒子，因此可作为微流控芯片磁吸附区)。当继续操纵磁力件磁环14相对于微流控芯片磁吸附区运动时，磁力件17会驱动磁性粒子继续运动，磁性粒子依次与第二试剂储存槽48、第三试剂储存槽50、第四试剂储存槽52、第五试剂储存槽54、第六试剂储存槽56处的试剂混合，完成磁性粒子的清洗及培育混合步骤。
在另一种实施例中(图未示出)，磁力件磁环14上的磁力件17相对于微流控芯片104上的磁吸附区的运动范围与磁力件个数有关。当磁力件个数为n时，微流控芯片磁吸附区个数为n时，运动范围在(-360/2n)°到(360/2n)°之间。即磁性粒子只在微流控芯片的一个磁吸附区内做有限角度的运动，便于完成磁性粒子的清洗。
磁力件磁环14可以为透明材料构成的磁力件磁环，其上分布有至少一个磁力件17。在一种实施例中(图未示出)，磁力件磁环14可以为不透明材料制成，其上设有发光检测区18。发光检测区18优选为通孔，方便光线直接通过，通孔可以为任何形状，比如:圆形或方形。在其他实施方式中，发光检测区18可以为透光性好的材料形成的区域，优选地，透光性好的材料为玻璃、塑料或薄膜。发光检测区18与磁力件17成对设置，每一对发光检测区18和磁力件17与微流控芯片的一个工作区对应，微流控芯片的工作区是指能够完成培育、清洗、反应等步骤的微流控芯片区域。
实施例五
如图6所示，一种磁场切换装置，包括磁场切换回转体和盘片承座13，磁场切换回转体设置在盘片承座13内，磁场切换回转体在驱动力作用下可以在盘片承座13内以任意角度运动，如进行360°运动。
如图7所示，盘片承座13有侧壁20，侧壁20上设有限位区域21，例如：限位区域21可以为侧壁20上的一段缺口。由于磁力件磁环抵触部19的存在，限位区域21限制磁场切换回转体的运动范围，例如磁力件磁环14的运动范围为盘片承座侧壁20上一段缺口对应的范围。缺口对应的范围与微流控芯片上工作区的数量相关，微流控芯片工作区数量为n，缺口对应的范围在(-360/2n)°到(360/2n)°之间。当微流控芯片工作区的数量为8，缺口对应的范围在-22.5°到+22.5°之间。
如图1所示，磁场切换装置还包括磁力件拨杆模块103，磁力件拨杆模块103匹配抵触部19的位置进行设置，如抵触部19设置在磁力件磁环14底部，磁力件拨杆模块103设置在磁力件磁环14底部。在一种实施例中，抵触部19设置在磁力件磁环14外环的圆周上，磁力件拨杆模块103与抵触部19相对设置用于在接收指令时限制抵触部。
如图7所示，盘片承座13包括侧壁20，侧壁20上设有限位区域21，限位区域21设置有检测装置。例如，限位区域21可以为侧壁20上的一段缺口。缺口的两侧设有检测装置，检测装置可以为传感器。磁力件拨杆模块103未接触抵触部19时，抵触部19处于侧壁一侧22，侧壁一侧22处的传感器检测并存储抵触部19的位置，且允许微流控芯片104内的样本和磁性粒子进行反应、培育、混合操作。磁力件拨杆模块103接触抵触部19并阻碍磁场切换回转体旋转时，磁场切换回转件相对于盘片承座13运动，磁力件磁环14的抵触部19从侧壁一侧22运动到侧壁另一侧23，侧壁另一侧23处的传感器检测并存储抵触部的位置，并允许微流控芯片104中进行清洗操作。该实施例可以用于将微流控芯片104放置于盘片承座13后，调试磁场切换回转体的初始位置，保证磁场切换装置的正常运作。
磁力件拨杆模块包括：拨杆、致动器、极限开关(极限开关在致动器触发后产生信号)、磁力件拨杆模块固定架；拨杆可以为任何可以限制抵触部的元件，形状可以与抵触部的形状相匹配。在一种实施例中，抵触部为凸台时，拨杆为圆柱。致动器用于提供驱动力。除了为双轴电磁致动器，该驱动力也可以由液压制动器、传动装置等提供。
如图1和图3所示，磁力件拨杆模块固定架34用于固定磁力件拨杆模块103，双轴电磁致动器32触发极限开关产生信号33，信号触发以驱使圆柱31接触磁力件磁环14的抵触部19以限制住磁场切换回转体转动。设置于盘片承座13内的微流控芯片可以相对于磁场切换回转体进行转动，以切换所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区的位置,从而改变所述磁力件对磁吸附区的磁性粒子的磁力大小。
实施例六
光检测装置用于检测穿过发光检测区的光束的发光强度，可以与磁切换装置独立设置于两个单独的模块，也可以设置在同一个模块中。穿过发光检测区的光束可以是吸收光、荧光、化学发光等。光检测装置包括磁场切换装置、光检测探头，光检测装置设置在磁场切换装置一侧面以检测穿过发光检测区的光束的发光强度，光检测探头与光电倍增管相连。
在一种实施例中(图未示出)，磁力件磁环14为透明材料制成的磁力件磁环，磁力件磁环上设置有磁力件17，在磁力件拨杆模块103未接触抵触部19时，光检测探头61位于磁力件磁环14透明部分的下方，即除了磁力件正下方以外的任何区域，可以检测穿过发光检测区的光束的发光强度。磁力件拨杆模块103接触抵触部19并阻碍磁场切换回转体旋转时，光检测探头61位于磁力件17的正下方，无法检测穿过发光检测区的光束的发光强度。
在一种实施例中，如图1和图8所示，磁力件磁环14上的发光检测区18为通孔。当磁力件拨杆模块103未接触抵触部19时，光检测探头61位于磁力件磁环14通孔的正下方，可以检测穿过发光检测区18的光束的发光强度。磁力件拨杆模块103接触抵触部19并阻碍磁场切换回转体旋转时，光检测探头61位于偏离通孔的下方，无法检测穿过发光检测区的光束的发光强度。实验人员可以通过发光检测区与光检测探头的相对位置判别磁场切换装置的磁场切换是否完成。当发光检测区与光检测探头处于同一竖直位置时，磁场切换未完成，微流控芯片内的样本和磁性粒子正处于反应、培育、混合过程，当发光检测区与光检测探头处于不同竖直位置时，磁场切换完成，微流控芯片正在进行清洗操作。
光检测探头61与信号转换装置相连。该信号转换装置为光电倍增管62。当光检测探头接到指令时，光检测探头检测穿过发光检测区的光束的发光强度，光电倍增管将光信号转换为电信号，并将数据传输给控制器。
实施例七
如图9所示，一种保温装置106，包括用于加温微流控芯片的温育本体，温育本体包括磁场切换装置，保温装置为微流控芯片工作区提供一定温度的反应环境。
在一种实施例中，保温装置106为密闭容器，包括用于加温微流控芯片的温育本体，微流控芯片的加温由加热模块提供，加热模块可以设置在磁场切换装置的任何位置，如设置在磁场切换装置的上方或下方。在一种实施例中，加热模块设置在磁场切换装置下方，加热模块的形状与微流控芯片的形状相匹配，为微流控芯片供给均匀的热量。例如，微流控芯片为盘式，加热模块为圆形或环形。加热模块在一种实施例中可以为圆形加热片。将样本移入保温装置的微流控芯片内，保温装置根据样本反应的特殊性，控制加热片加热并将热量传递给微流控芯片，为不同试剂提供所需的反应温度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (20)
1.一种磁场切换回转件，包括用于放置微流控芯片的磁力件磁环，其特征在于，所述磁力件磁环包括至少一个磁力件和至少一个抵触部；其中，
磁力件用于操纵微流控芯片磁吸附区的磁性粒子；
抵触部在外力作用下限制磁场切换回转件运动，以使得磁场切换回转件可相对于微流控芯片的磁吸附区运动，以切换所述磁力件相对于微流控芯片磁吸附区的位置，从而改变所述磁力件对磁吸附区的磁性粒子的磁力大小。
2.如权利要求1所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述抵触部为凸台。
3.如权利要求1所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述抵触部为凹陷部或圆柱。
4.如权利要求1或2所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述抵触部分布在磁力件磁环的外环圆周上。
5.如权利要求所述1的磁场切换回转件，其特征在于，若干所述磁力件设置在所述磁力件磁环上的同一半径的圆周上。
6.如权利要求1所述的磁场切换回转件，其特征在于，若干所述磁力件设置在所述磁力件磁环上具有不同半径的圆周上。
7.如权利要求1所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述磁力件磁环由透明材料制成。
8.如权利要求1所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述磁力件磁环包括至少一个发光检测区。
9.如权利要求8所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述发光检测区为通孔。
10.如权利要求8所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述发光检测区由玻璃、塑料或薄膜构成。
11.如权利要求8所述的磁场切换回转件，其特征在于，所述发光检测区与所述磁力件成对设置，每一对发光检测区和磁力件与微流控芯片的一个工作区对应。
12.一种磁场切换装置，其特征在于：包括如权利要求1所述磁场切换回转件、盘片承座及磁力件拨杆模块，所述磁场切换回转件在所述盘片承座内旋转，磁力件拨杆模块接触磁力件磁环的抵触部，阻碍磁场切换回转件旋转，以切换所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区的位置。
13.如权利要求12所述的磁场切换装置，其特征在于，所述盘片承座包括侧壁，所述侧壁上设置有限位区域，限位区域限制所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区运动的位置范围。
14.如权利要求13所述的磁场切换装置，其特征在于，所述磁力件个数为n，限位区域限制所述磁力件相对所述微流控芯片磁吸附区运动的位置范围在-(360/2n)°到+(360/2n)°之间。
15.如权利要求13所述的磁场切换装置，其特征在于，所述限位区域设有检测装置，以检测抵触部在限位区域的所在位置。
16.如权利要求12所述的磁场切换装置，其特征在于，所述磁力件拨杆模块包括：拨杆、致动器、磁力件拨杆模块固定架、极限开关；磁力件拨杆模块固定架用于固定磁力件拨杆模块，致动器触发极限开关产生信号，信号触发以驱使拨杆接触并阻碍磁场切换回转件旋转，以切换所述磁力件相对微流控芯片磁吸附区的位置。
17.一种光检测装置，其特征在于：包括如权利要求12所述磁场切换装置和光检测探头，光检测装置设置在磁场切换装置一侧面以检测穿过发光检测区的光束的发光强度，所述光检测探头与光电倍增管相连。
18.如权利要求17所述的光检测装置，其特征在于，所述磁力件拨杆模块未接触磁力件磁环抵触部时，光检测探头位于发光检测区的正下方或正上方；磁力件拨杆模块接触抵触部并阻碍磁场切换回转件旋转时，光检测探头位于偏离发光检测区的下方或上方。
19.如权利要求17所述的光检测装置，其特征在于，所述磁力件磁环由透明材料制成，当所述磁力件拨杆模块未接触所述磁力件磁环抵触部时，光检测探头位于偏离磁力件下方或上方；磁力件拨杆模块接触抵触部并阻碍磁场切换回转件旋转，光检测探头位于磁力件的正下方或正上方。
20.一种保温装置，包括用于加温微流控芯片的温育本体，其特征在于:所述温育本体包括如权利要求12所述磁场切换装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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