CN111349545A - 一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，所述核酸扩增仪包括可移动芯片夹持装置，当发生核酸扩增反应时，可移动芯片夹持装置中的芯片中心正对相机和光源；所述可移动芯片夹持装置包括芯片夹具、滑台模组组件；所述芯片夹具设置于所述滑台模组组件上，所述芯片夹具上设置有温控模块，所述温控模块包括温控转接板，所述芯片夹具包括芯片压盖、芯片压紧板、芯片框架和芯片定位片，所述滑台模组组件包括滑块、滚珠丝杠、联轴器和电机组件，本发明将芯片对准定位槽，扣合芯片压盖，扣合过程中芯片压紧板会贴近芯片上面，导致芯片压紧板受压簧弹力挤压芯片，产生软连接的效果，使芯片底部与导热片紧密连接。
Description
技术领域
本发明属于核酸扩增技术领域，尤其涉及一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置。
背景技术
PCR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。而芯片与芯片夹具配合使用，方便样品导入和试验观察，因此芯片与芯片夹具的可靠连接是非常重要的，同样，芯片夹具应保证芯片的密封性，使得反应时不受外界影响。
专利申请文献CN105413779A公开了一种制备多乳液的微流控芯片夹具、及多乳液的制备系统，该微流控芯片夹具，包括放置台，该放置台的上表面沿第一方向开设形成有两端相通的芯片槽，所述芯片槽内用以放置多个串行的微流控芯片，所述多个串行的微流控芯片具有不同的亲疏性，所述芯片槽沿第一方向的两端分别对接有进液接头和出液接头，所述进液接头和出液接头分别与所述微流控芯片的管路相通。
专利申请文献CN105344404A公开了一种微流控芯片夹具，包括对接的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和第二夹持件的相对面之间分别凹设形成有第一安装槽和第二安装槽，微流控芯片具有进液口的两端分别插置于所述第一安装槽和第二安装槽内，所述第一夹持件上固定有与所述微流控芯片进液口对应的至少一根进液导管，所述第二夹持件上固定有与所述微流控芯片出液口对应的至少一根出液导管，所述第一夹持件和第二夹持件之间通过固定件可拆卸连接。
上述两个专利申请文献，虽然均是公开了芯片夹具，第一个专利申请文献通过串行的多个具有不同亲疏性的芯片，可用于制备多乳液，第二个专利申请文献的两套夹持件通过螺杆连接，且螺杆长度可变，适用不同长度微流控芯片；但是两个专利文献的芯片夹具均是不能移动的，且取放芯片不便，同时芯片夹具与温控模块不能可靠接触，具有加热不稳定的问题。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，为解决芯片取放过程复杂、芯片加热稳定性问题，简化芯片与镜头光源对准过程；本发明提供了一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，所述核酸扩增仪包括可移动芯片夹持装置，当发生核酸扩增反应时，可移动芯片夹持装置中的芯片中心正对相机和光源；所述可移动芯片夹持装置包括芯片夹具、滑台模组组件；所述芯片夹具设置于所述滑台模组组件上，所述芯片夹具上设置有温控模块，所述温控模块包括温控模块外框，所述芯片夹具包括芯片压盖、芯片压紧板、芯片框架和芯片定位片，所述芯片压盖与所述温控模块外框滑动连接，所述温控模块外框上设置有定位槽，所述芯片定位片安装于定位槽内，所述芯片框架放置于芯片定位片上，所述芯片框架上设置有安装槽，所述安装槽内安装有芯片，所述芯片压紧板通过4个螺钉安装在芯片压盖上，每个所述螺钉上均套设有压簧；所述芯片压盖向下压芯片框架内的芯片时，芯片压紧板向上移动，使得芯片与温控模块更好地接触；
所述滑台模组组件包括滑块、滚珠丝杠、联轴器和步进电机，所述联轴器的一端与滚珠丝杠连接，另一端与步进电机连接；所述滚珠丝杠上设置有滑块，所述滑块与所述温控模块连接，所述步进电机驱动滚珠丝杠使滑块带动温控模块移动。
优选地，所述芯片定位片为四边形结构，所述芯片定位片通过螺钉固定在温控模块外框，所述芯片定位片的中间位置设置有开口，所述开口内安装有芯片。
优选地，所述温控模块包括导热片、制冷片、散热片和风扇；所述导热片、制冷片、散热片和风扇由上至下依次安装在温控模块外框下方，所述散热片和风扇通过螺钉固定，所述散热片和温控模块外框之间通过螺钉固定，螺钉上套设有压簧。
优选地，所述导热片位于芯片的下方，所述芯片与导热片连接时底部紧密接触，芯片四周也可加热，即芯片被五面加热，加热速度快。
优选地，所述滑台模组组件包括滑台模组、滑台转接板、拖链和拖链连接板，所述滑台模组上放置有滑台转接板，所述滑台转接板上安装有芯片夹具；所述拖链通过拖链连接板与滑台转接板连接，所述拖链与滑台模组相邻设置。
优选地，所述温控模块外框上设置有固定轴，所述固定轴上设置有圆柱形转动区，所述芯片压盖上设置有转杆，所述转杆穿过圆柱形转动区与固定轴连接，使得芯片压盖围绕转杆旋转。
优选地，所述温控模块外框上设置有凹槽，所述芯片压盖上设置有卡块，当芯片压盖贴合在温控模块外框上时，芯片压盖上的卡块卡合在凹槽中，保证芯片的密闭性。
优选地，所述滑台模组组件还包括第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器和第二位置传感器安装在滑台模组上，所述第一位置传感器位于靠近步进电机的一端，所述第二位置传感器位于远离步进电机的一端；所述第一位置传感器用于感应芯片是否位于检测位置，所述第二传感器用于感应芯片夹具是否位于出仓位置。
优选地，所述第一位置传感器和第二位置传感器为U型结构。
优选地，所述第一位置传感器和第二位置传感器均为光栅传感器。
优选地，所述滑台模组组件还包括自动控制系统、挡板，所述挡板固定设置于滑块下方，自动控制系统控制步进电机转动，从而使得联轴器驱动滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠驱动滑块带动挡板在滑台模组上运动，当挡板滑动到第一位置传感器的U型结构顶端位置时，第一位置传感器失去信号，自动控制系统控制步进电机停止转动，芯片位于检测位置，芯片中心正对光源和相机；当挡板滑动到第二位置传感器的U型结构顶端位置时，第二位置传感器失去信号，此时，自动控制系统控制步进电机停止转动，所述芯片压盖打开，用于取放芯片。
优选地，所述滑台模组组件还包括转轴，所述步进电机与转轴连接，所述步进电机带动转轴转动，从而使得联轴器驱动滚珠丝杠转动，从而驱动滑块带动温控模块移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的导热片位于芯片的下方，其中芯片与导热片连接时底部紧密接触，四周也可加热，即芯片被五面加热，从而可以更好的进行控温，加快升温速度，解决加热不稳定的问题。
(2)本发明提供的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其包括滑台模组组件，芯片夹具设置于滑台模组组件上，即本发明中的滑台模组组件带动芯片夹具和芯片夹具下方设置的温控模块移动，打破了传统的温控固定方式，不仅取放芯片方便，而且保证芯片反应的稳定性。
(3)本发明提供的滑台模组组件包括自动控制系统和挡板，自动控制系统控制步进电机转动，从而使得联轴器驱动滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠驱动滑块带动挡板在滑台模组上运动，当挡板滑动到第一位置传感器的U型结构顶端位置时，第一位置传感器失去信号，自动控制系统控制步进电机停止转动，芯片位于检测位置，芯片中心正对光源和相机；即本发明中提供的滑台模组组件可以自动调节芯片夹具的位置，简化了芯片与镜头光源对准过程；使得芯片中心正对光源和相机，操作简单方便，避免了传统的核酸扩增仪中的芯片与光源和相机位置调节繁杂以及因位置调节不当而导致影响检测的问题；当挡板滑动到第二位置传感器的U型结构顶端位置时，第二位置传感器失去信号，此时，自动控制系统控制步进电机停止转动，所述芯片压盖打开，用于取放芯片，即本发明也解决了芯片取放过程复杂的问题。
(4)本发明提供的芯片压紧板通过4个螺钉安装在芯片压盖上，每个所述螺钉上均套设有压簧；所述芯片压盖向下压芯片框架内的芯片时，芯片压紧板向上移动，使得芯片与温控模块更好地接触；打开芯片压盖，将芯片对准定位槽，扣合芯片压盖，扣合过程中芯片压紧板会贴近芯片上面，导致芯片压紧板受压簧弹力挤压芯片，产生软连接效果，使芯片底部与导热片紧密连接，同时各接触零件位塑料材质，扣合后压盖后，减少热量散失。
附图说明
图1为本发明提供的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置的爆炸图；
图2为本发明提供的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置的整体结构示意图；
图3为本发明提供的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置的整体结构剖视图；
图4为本发明提供的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置的俯视图；
图5为本发明提供的芯片夹具和温控模块的爆炸图；
图6为本发明提供的芯片夹具和温控模块的爆炸图结构示意图；
附图标记表示：
1、芯片夹具；11、芯片压盖；12、芯片压紧板；13、芯片定位片；14、温控模块外框；15、压簧；16、固定轴；17、凹槽；18、卡块；19、芯片框架；
2、温控模块；21、导热片；22、制冷片；23、散热片；24、风扇；
3、滑台模组组件；31、步进电机；32、联轴器；33、滚珠丝杠；34、滑块；35、转轴；36、滑台转接板；37、拖链；38、拖链连接板；39、第一位置传感器；40、第二位置传感器。
具体实施方式
下面结合附图针对本发明作进一步实例描述：
如图1-6所示，本发明提供了一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其中，该核酸扩增仪包括可移动芯片夹持装置，当发生核酸扩增反应时，可移动芯片夹持装置中的芯片中心正对相机和光源；其中，本发明提供的可移动芯片夹持装置包括芯片夹具1、滑台模组组件3；所述芯片夹具1设置于所述滑台模组组件3上，所述芯片夹具1上设置有温控模块2，所述温控模块2包括温控模块外框14，所述芯片夹具1包括芯片压盖11、芯片压紧板12、芯片框架19和芯片定位片13，所述芯片压盖11与所述温控模块外框14滑动连接，所述温控模块外框14上设置有定位槽，所述芯片定位片13安装于定位槽内，所述芯片框架19放置于芯片定位片13上，所述芯片框架19上设置有安装槽，所述安装槽内安装有芯片，所述芯片压紧板12通过4个螺钉安装在芯片压盖11上，每个所述螺钉上均套设有压簧15；所述芯片压盖11向下压芯片框架19内的芯片时，芯片压紧板12向上移动，使得芯片与温控模块更好地接触；
其中，本发明提供的滑台模组组件3包括滑块34、滚珠丝杠33、联轴器32和步进电机31，所述联轴器32的一端与滚珠丝杠33连接，另一端与步进电机31连接；所述滚珠丝杠33上设置有滑块34，所述滑块34与所述温控模块2连接，所述步进电机31驱动滚珠丝杠33使滑块34带动温控模块2移动。
作为优选实施例，本发明提供的所述芯片定位片13为四边形结构，所述芯片定位片13通过螺钉固定在温控模块外框14，所述芯片定位片13的中间位置设置有开口，所述开口内安装有芯片。
作为优选实施例，本发明提供的温控模块包括导热片21、制冷片22、散热片23和风扇24；所述导热片21、制冷片22、散热片23和风扇24由上至下依次安装在温控模块外框14下方，所述散热片23和风扇24通过螺钉固定，所述散热片23和温控模块外框14之间通过螺钉固定，螺钉上套设有压簧15。
作为优选实施例，本发明提供的导热片21位于芯片的下方，所述导热片21与芯片相接触设置。其中，本发明由于导热片位于温控模块外框14的下方，且直接接触，而本发明中的温控模块外框14上设置有定位槽，芯片定位片13安装于定位槽内，芯片框架19放置于芯片定位片13上，芯片框架19上设置有安装槽，安装槽内安装有芯片，而芯片的上方位于安装槽内，下方位于芯片定位片的的开口内，因此，本发明的导热片21与芯片直接接触，从而可以更好的进行控温，加快升温速度，解决加热不稳定的问题。
作为优选实施例，本发明提供的滑台模组组件3包括滑台模组、滑台转接板36、拖链37和拖链连接板38，所述滑台模组上放置有滑台转接板36，所述滑台转接板36上安装有芯片夹具1；所述拖链37通过拖链连接板38与滑台转接板36连接，所述拖链37与滑台模组相邻设置。其中，本发明提供的拖链主要是将温控部分的线缆放到里面，起到保护线缆作用，运动的时候不会折坏线缆，拖链是随着滑台模组移动的，一端固定到滑台模组上，另一端固定在地板上。
作为优选实施例，本发明提供的温控模块外框14上设置有固定轴16，所述固定轴16上设置有圆柱形转动区，所述芯片压盖11上设置有转杆，所述转杆穿过圆柱形转动区与固定轴16连接，使得芯片压盖11围绕转杆旋转。
作为优选实施例，本发明提供的温控模块外框14上设置有凹槽，所述芯片压盖11上设置有卡块18，当芯片压盖11贴合在温控模块外框14上时，芯片压盖11上的卡块18卡合在凹槽17中，保证芯片的密闭性。
作为优选实施例，本发明提供的滑台模组组件还包括第一位置传感器39和第二位置传感器40，所述第一位置传感器39和第二位置传感器40安装在滑台模组上，所述第一位置传感器39位于靠近步进电机31的一端，所述第二位置传感器40位于远离步进电机31的一端；所述第一位置传感器39用于感应芯片是否位于检测位置，所述第二位置传感器40用于感应芯片夹具是否位于出仓位置。
作为优选实施例，本发明提供的第一位置传感器39和第二位置传感器40为U型结构。其中，本发明中提供的第一位置传感器39和第二位置传感器40均为光栅传感器，其传感器型号为EE-SX674。
作为优选实施例，本发明提供的滑台模组组件还包括自动控制系统、挡板，所述挡板固定设置于滑块34下方，自动控制系统控制步进电机31转动，从而使得联轴器32驱动滚珠丝杠33转动，所述滚珠丝杠33驱动滑块34带动挡板在滑台模组上运动，当挡板滑动到第一位置传感器39的U型结构顶端位置时，第一位置传感器39失去信号，自动控制系统控制步进电机31停止转动，芯片位于检测位置，芯片中心正对光源和相机；当挡板滑动到第二位置传感器40的U型结构顶端位置时，第二位置传感器40失去信号，此时，自动控制系统控制步进电机31停止转动，所述芯片压盖11打开，用于取放芯片。
作为优选实施例，本发明提供的滑台模组组件还包括转轴35，所述步进电机31与转轴35连接，所述步进电机31带动转轴35转动，从而使得联轴器32驱动滚珠丝杠33转动，从而驱动滑块34带动温控模块2移动。
芯片夹具工作原理：打开自动控制系统，步进电机31驱动滚珠丝杠33使滑块34带动温控模块1移动，向外水平移动大约70mm到达操作位，类似于光驱进出仓原理；打开芯片压盖11，将芯片对准定位槽，扣合芯片压盖11，扣合过程中芯片压紧板12会贴近芯片上面，导致芯片压紧板12受压簧15弹力挤压芯片，产生软连接效果，使芯片底部与导热片21紧密连接，同时各接触零件位塑料材质，扣合后芯片压盖11后，减少热量散失；本发明中提供的温控模块2通过半导体制冷片控制温度，温度范围95度左右。
以上所述仅为本发明的实施例子，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，所述核酸扩增仪包括可移动芯片夹持装置，当发生核酸扩增反应时，可移动芯片夹持装置中的芯片中心正对相机和光源；其特征在于，所述可移动芯片夹持装置包括芯片夹具、滑台模组组件；所述芯片夹具设置于所述滑台模组组件上，所述芯片夹具上设置有温控模块，所述温控模块包括温控转接板，所述芯片夹具包括芯片压盖、芯片压紧板、芯片框架和芯片定位片，所述芯片压盖与所述温控模块外框连接，所述温控模块外框上设置有定位槽，所述芯片定位片安装于定位槽内，所述芯片框架放置于芯片定位片上，所述芯片框架上安装有芯片，所述芯片压紧板通过4个螺钉安装在芯片压盖上，每个所述螺钉上均套设有压簧；所述芯片压盖向下压芯片框架内的芯片时，芯片压紧板向上移动，使得芯片与温控模块更好地接触；
所述滑台模组组件包括滑块、滚珠丝杠、联轴器和步进电机，所述联轴器的一端与滚珠丝杠连接，另一端与步进电机连接；所述滚珠丝杠上设置有滑块，所述滑块与所述温控模块连接，所述步进电机驱动滚珠丝杠使滑块带动温控模块移动。
2.一种根据权利要求1所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述芯片定位片为四边形结构，所述芯片定位片通过螺钉固定在温控模块外框，所述芯片定位片的中间位置设置有开口，所述开口内安装有芯片。
3.一种根据权利要求1所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述温控模块包括导热片、制冷片、散热片和风扇；所述导热片、制冷片、散热片和风扇由上至下依次安装在温控模块外框下方，所述散热片和风扇通过螺钉固定，所述散热片和温控模块外框之间通过螺钉固定，螺钉上套设有压簧。
4.一种根据权利要求3所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述导热片位于芯片的下方，所述芯片与导热底部紧密接触。
5.一种根据权利要求1所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述滑台模组组件包括滑台模组、滑台转接板、拖链和拖链连接板，所述滑台模组上放置有滑台转接板，所述滑台转接板上安装有芯片夹具；所述拖链通过拖链连接板与滑台转接板连接，所述拖链与滑台模组相邻设置。
6.一种根据权利要求1所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述温控模块外框上设置有固定轴，所述固定轴上设置有圆柱形转动区，所述芯片压盖上设置有转杆，所述转杆穿过圆柱形转动区与固定轴连接，使得芯片压盖围绕转杆旋转。
7.一种根据权利要求6所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述温控模块外框上设置有凹槽，所述芯片压盖上设置有卡块，当芯片压盖贴合在温控模块外框上时，芯片压盖上的卡块卡合在凹槽中，保证芯片的密闭性。
8.一种根据权利要求1所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述滑台模组组件还包括第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器和第二位置传感器安装在滑台模组上，所述第一位置传感器位于靠近步进电机的一端，所述第二位置传感器位于远离步进电机的一端；所述第一位置传感器用于感应芯片是否位于检测位置，所述第二位置传感器用于感应芯片夹具是否位于出仓位置。
9.一种根据权利要求8所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述第一位置传感器和第二位置传感器为U型结构。
10.一种根据权利要求9所述的用于核酸扩增仪的可移动芯片夹持装置，其特征在于，所述滑台模组组件还包括自动控制系统、挡板，所述挡板固定设置于滑块下方，自动控制系统控制步进电机转动，从而使得联轴器驱动滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠驱动滑块带动挡板在滑台模组上运动，当挡板滑动到第一位置传感器的U型结构顶端位置时，第一位置传感器失去信号，自动控制系统控制步进电机停止转动，芯片位于检测位置，芯片中心正对光源和相机；当挡板滑动到第二位置传感器的U型结构顶端位置时，第二位置传感器失去信号，此时，自动控制系统控制步进电机停止转动，所述芯片压盖打开，用于取放芯片。
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