CN112147105A - 微流控样本分析装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微流控样本分析装置包括：壳体，壳体上开设有进样开口；样本承载板，用于承载微流控试剂卡；进样机构，与样本承载板连接，且用于驱动样本承载板经进样开口伸出到壳体外的进样工位或者驱动样本承载板经进样开口缩回壳体内的检测工位；光学检测装置，设置于壳体内，光学检测装置用于向位于检测工位的微流控试剂卡发出光线照射到微流控试剂卡后获取检测图像。通过上述方式，能够自动实现微流控试剂卡的进样和检测。

Description

微流控样本分析装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种微流控样本分析装置。

背景技术

微流控技术是一种在微米量级的结构中处理微量(10-9L-10-18L)样本的反应体系，目前广泛应用于细胞筛选、免疫检测、细胞检测分析等；传统的微流控芯片是以微管道网络微结构特征，通过微加工技术将微管道、微泵、微阀、微储液器加工在微流控试剂卡上。

目前对于微流控样本分析装置，在进行样本检测时，是用户将微流控试剂卡插在壳体内的检测工位处，操作极其不便，且容易损坏设备。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种微流控样本分析装置，能够自动实现微流控试剂卡的进样和检测。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的一个技术方案是：提供微流控样本分析装置包括：壳体，壳体上开设有进样开口；样本承载板，用于承载微流控试剂卡；进样机构，与样本承载板连接，且用于驱动样本承载板经进样开口伸出到壳体外的进样工位或者驱动样本承载板经进样开口缩回壳体内的检测工位；光学检测装置，设置于壳体内，光学检测装置用于向位于检测工位的微流控试剂卡发出光线照射到微流控试剂卡后获取检测图像。

本申请实施例通过设置微流控样本分析装置包括：壳体，壳体上开设有进样开口；样本承载板，用于承载微流控试剂卡；进样机构，与样本承载板连接，且用于驱动样本承载板经进样开口伸出到壳体外的进样工位或者驱动样本承载板经进样开口缩回壳体内的检测工位；光学检测装置，设置于壳体内，光学检测装置用于向位于检测工位的微流控试剂卡发出光线照射到微流控试剂卡后获取检测图像。通过上述方式，能够自动实现微流控试剂卡的进样和检测。

附图说明

图1是本申请实施例微流控样本分析装置第一视角的立体结构示意图；

图2是本申请实施例微流控样本分析装置第二视角的立体结构示意图；

图3是本申请实施例微流控样本分析装置从第一侧壳所在一侧观看的结构示意图；

图4是本申请实施例微流控样本分析装置第三视角的结构示意图；

图5是本申请实施例微流控样本分析和装置从后壳所在一侧观看的结构示意图；

图6是本申请实施例的壳体另一种结构示意图；

图7是本申请实施例的进样机构的结构示意图；

图8是本申请实施例的微流控样本分析装置的电连接原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1至图5，图1是本申请实施例微流控样本分析装置第一视角的立体结构示意图；图2是本申请实施例微流控样本分析装置第二视角的立体结构示意图；图3是本申请实施例微流控样本分析装置从第一侧壳所在一侧观看的结构示意图；图4是本申请实施例微流控样本分析装置第三视角的结构示意图；图5是本申请实施例微流控样本分析和装置从后壳所在一侧观看的结构示意图。

在本实施例中，微流控样本分析装置可包括：壳体10、样本承载板11、进样机构12、光学检测装置13、主控电路板14、显示屏15、夹持件16、电源模块17以及开关模块18。

壳体10上开设有进样开口a。可选地，壳体10包括底壳101、顶壳102、前壳103、后壳104、第一侧壳105以及第二侧壳106。例如，第一侧壳105为从前壳一侧观看时的左侧壳，第二侧壳106为从前壳一侧观看时的右侧壳。底壳101、顶壳102、前壳103、后壳104、第一侧壳105以及第二侧壳106共同围成容置空间。顶壳102与底壳101相对设置，前壳103与后壳104相对设置，第一侧壳105与第二侧壳106相对设置，进样开口a设置于前壳10上。

可选地，前壳103包括靠近顶壳102的第一子部103a和靠近底壳101的第二子部103b，进样开口a设置于第二子部103b上。显示屏15设置于第一子部103a上，第一子部103a靠近顶壳102的一端倾向后壳104。顶壳102的内表面与第一子部103形成的角度为钝角。通过上述方式，可以便于用户对显示屏的观看。

如图所示，在本实施例中，前壳103的第二子部103b、后壳104、第一侧壳105、第二侧壳106均可以为垂直于底壳101设置。

请结合以上各图参阅图6，图6是本申请实施例的壳体另一种结构示意图。在另一种实施方式中，前壳203的第二子部203b可以相对于底壳101倾斜设置，第二子部203b靠近底壳101的一端倾向后壳104。第一子部203a在底壳101所在平面上的投影完全覆盖进样开口a在底壳101所在平面上的投影。底壳101与第二子部203b形成的角度α为钝角。通过这种方式，可以使得进样开口a不直接向上暴露，避免灰尘经进样开口a到达壳体10内部造成污染。

样本承载板11用于承载微流控试剂卡b。进样机构12与样本承载板11连接，且用于驱动样本承载板11经进样开口a伸出到壳体10外的进样工位或者驱动样本承载板11经进样开口a缩回壳体10内的检测工位。

可选地，微流控样本分析装置可以进一步包括盖体(图未示)，盖体与壳体10通过弹性件弹性铰接。具体可以是盖体通过弹簧与前壳103内侧连接，盖体在样本承载板11在检测工位时在弹性件(例如，弹簧)的弹力作用下封盖进样开口a，进样机构12用于驱动样本承载板11克服弹力并顶开盖体以经进样开口a伸出到壳体10外。

参阅图7，图7是本申请实施例的进样机构的结构示意图。可选地，进样机构12包括支撑柱31、固定板32、导向件33、滑动件34以及动力组件35。

支撑柱31支撑于固定板32和微流控样本分析装置的底壳101之间。可选地，支撑柱31的数量可以四个，四个支撑柱31分别支撑于固定板32的四个角落位置，在其他实施例中支撑柱31的数量和支撑位置还可以为其他，例如两个或者和三个，本申请实施例对此不做限定。

导向件33固定设置于固定板32上，且导向件32与固定板32的板面具有一定间距。可选地，导向件33的数量为两个，两个导向件33并排且间隔设置，导向件33平行于固定板12设置。导向件33的两端部通过固定块g固定于固定板32上。导向件33可以为导杆33，在其他实施例中，导向件33也可以为直线导轨。

滑动件34可滑动设置于导向件33上。可选地，滑动件33通过滑动轴承(图未示)与导杆33可滑动连接，导杆33和滑动件34之间设置有滑动轴承。滑动件34为板状，滑动件34的面积最大的表面与固定板32平行。

样本承载板11与滑动件34固定连接。可选地，样本承载板11固定于滑动件34背离固定板32的一侧表面。样本承载板11用于承载微流控试剂卡b。样本承载板11的面积最大的表面与固定板12平行。通过上述方式，可以节省进样机构的布局空间，且可以平稳的承载微流控试剂卡b。

动力组件35与滑动件34连接且用于驱动滑动件34在导向件33上滑动，以使得在动力组件35的驱动下微流控试剂卡b在进样工位和检测工位之间滑动。可选地，检测工位处设置有检测工位位置传感器，用于检测样本承载板11是否到达检测工位。检测工位位置传感器可以为对射光耦，滑动件34上设置有光耦挡片，滑动件34带动样本承载板11运动到检测工位时，光耦挡片遮挡于对射光耦之间，在非检测工位光耦挡片不遮挡光耦，通过光信号的变化判断是否到达检测工位。检测工位位置传感器还可以为霍尔元件或者是行程开关。

可选地，动力组件35包括电机351、与电机351的转轴连接的主动轮352、可转动设置于固定板32上的从动轮353以及连接主动轮352和从动轮353的同步带354。滑动件34固定于同步带354长度方向上的一个位置。电机351驱动转轴转动进而驱动主动轮351转动，带动同步带354移动进而带动滑动件34沿导向件33滑动。可选地，电机351可以为步进电机。

可选地，电机351设置于固定板32和底壳101之间，导向件33、滑动件34、主动轮351、从动轮352、同步带353均设置于固定板32背离底壳101的一侧。通过设置支撑柱31，一方面可以使得电机351能够设置在固定板32和底壳101之间，节省布局空间，并且可以使得进样机构的检测工位能够满足光学检测装置13的检测的高度需求。

应理解，在其他实施例中，动力组件35可以为其他结构，只要能驱动滑动件34沿导向件33来回滑动即可。例如动力组件可以为气缸，包括缸体、活塞以及推杆，缸体与固定板32固定连接，活塞与推杆固定，推杆与滑动件34固定。

夹持件16包括与样本承载板11固定连接的固定部371和与固定部32弯折连接的夹持部372，固定部371与样本承载板11有一定间距，夹持部372贴靠样本承载板11设置。夹持部372用于在微流控试剂卡b放置于样本承载板11时将微流控试剂卡b压持固定。样本承载板11上设置有与微流控试剂卡b吻合的凹槽。例如，微流控试剂卡b呈圆形，凹槽也为圆形。

可选地，微流控试剂卡b包括有效检测部b1和位于有效检测部b1外围的非有效检测部b2，夹持件16压持在非有效检测部b2上。通过这种方式，可以避免夹持件16对检测光的遮挡，影响检测效果。微流控试剂卡b内部形成有微流通道，样本位于微流通道中。

在另一种实施方式中，可以将夹持部372设置为透明材料。通过这种方式，同样可以避免夹持件372对检测光的遮挡，并且微流控试剂卡b可以去除或者缩小边缘的非有效检测部，减小微流控试剂卡b的尺寸。例如夹持部17的材料可以为透明塑料或者玻璃。

在另一种实施方式中，夹持部372可以设置为具有光处理功能，以使得在微流控样本分析装置的光学检测装置发射的光照射于微流控试剂卡后发射的光线经夹持部372的光处理后再由光学检测装置接收。通过上述方式，夹持部372既可以实现夹持微流控试剂卡b的作用，又可以具有光处理作用，提升微流控检测效果。夹持部372的光处理功能可以根据实际的检测需要进行设定。

例如，在第一种情况下，夹持部372包括透明基质和滤光材料，光处理功能为滤光。例如，透明基质为塑料或玻璃。滤光材料可以为特种染料。夹持部372可以滤除光学检测中非必要的光线，进而减少后续对获取的图像的处理。并且上述方式可以使得微流控试剂卡可以去除或者缩小边缘的非有效检测部，减小微流控试剂卡的尺寸。

在第二种情况下，夹持部372的材料为透明材料，夹持部的中间位置的厚度小于边缘的位置的厚度，且从中间位置到边缘位置厚度逐渐增大，光处理功能为聚光功能。夹持部372对微流控试剂卡反射回的光线进行聚光提高光学检测装置获取的检测图像的清晰度。

在第三种情况下，夹持部372的材料为透明材料，夹持部372的中间位置的厚度小于边缘的位置的厚度，且从中间位置到边缘位置厚度逐渐减小，光处理功能为散光功能。夹持部372对微流控试剂卡反射回的光线进行散光、分光，从而使得光学检测装置能够检测特定角度的散射光，减小后续对检测图像的处理。

在上述几种实施方式中，均是通过夹持件16来固定微流控试剂卡b，在另外一些实施方式中还可以不采用夹持固定的方式。

例如，在一种情况下，可以在微流控试剂卡b的一侧表面设置第一卡合结构，对应的在样本承载板11背离固定板32的表面设置第二卡合结构，第一卡合结构和第二卡合结构相匹配，以使得在微流控试剂卡b放置于样本承载板11上时能够与样本承载板11卡合固定。例如，第一卡合结构和第二卡合结构中的一者为卡榫，另一者为卡孔。

在第二种情况下，可以在微流控试剂卡b的一侧表面贴合第一磁性层，对应的在样本承载板11背离固定板32的表面贴合第二磁性层，通过第一磁性层和第二磁性层的磁力吸引作用，使得在微流控试剂卡b放置于样本承载板11上时，微流控试剂卡b与样本承载板11的固定。

通过上述方式，可以避免夹持件16对检测光的遮挡，或者，可以微流控试剂卡b的尺寸，不必设置非有效检测部。

光学检测装置13设置于壳体10内，光学检测装置13用于向位于检测工位的微流控试剂卡b发出光线照射到微流控试剂卡b后获取检测图像。

请结合以上各图参阅图8，图8是本申请实施例的微流控样本分析装置的电连接原理示意图。主控电路板14与光学检测装置13电连接，主控电路板14用于从光学检测装置13接收检测图像并根据检测图像获取检测结果。主控电路板14上设置有处理器以及处理器的周边电路。

主控电路板14设置于后壳104上且位于壳体10内部，光学检测装置13固定设置于顶壳13上，且光学检测装置13的发出光线的出光面和获取检测图像的入光面均朝向检测工位。

显示屏15与主控电路板14电连接，主控电路板14还用于根据检测结果向显示屏15发送相应的显示信号以控制显示屏15显示检测结果。显示屏15具体可以为具有触控功能的显示屏。

主控电路板14还与检测工位位置传感器50电连接，检测工位位置传感器50在检测到微流控试剂卡b在检测工位时，发送进样到位信号给主控电路板14，主控电路板14接收到进样到位信号后，向光学检测装置13发送开始检测的控制信号，光学检测装置13在接收到开始检测的控制信号后，向检测工位处的微流控试剂卡b发射光线，并接收检测工位处的微流控试剂卡b发射的检测图像，将检测图像发送给主控电路板14，主控电路板14根据检测图像计算分析得到检测结果，然后主控电路板14根据检测结果向显示屏15发送相应的显示信号以控制显示屏15显示检测结果。

电源模块17也设置在后壳104上且位于壳体10内部。电源模块17比主控电路板14更靠近底壳101。

开关模块18电连接在市电接口和电源模块17之间，且用于接通或者断开电源模块17与市电接口之间的电连接。开关模块18可以为电源滤波器开关，能够滤除开关在打开或者关闭时的电磁波干扰，减小对光学检测装置13的干扰，避免对检测结果产生不良影响。

后壳104上设置有过线孔c，用于壳体10内部与外部的信号传输线的走线。

主控电路板14上设置有USB接口d和网线接口e，USB接口d和网线接口e经第一侧壳105或者第二侧壳106上的相应开口外露。

本申请实施例通过设置微流控样本分析装置包括：壳体，壳体上开设有进样开口；样本承载板，用于承载微流控试剂卡；进样机构，与样本承载板连接，且用于驱动样本承载板经进样开口伸出到壳体外的进样工位或者驱动样本承载板经进样开口缩回壳体内的检测工位；光学检测装置，设置于壳体内，光学检测装置用于向位于检测工位的微流控试剂卡发出光线照射到微流控试剂卡后获取检测图像。通过上述方式，能够自动实现微流控试剂卡的进样和检测。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微流控样本分析装置，其特征在于，所述微流控样本分析装置包括：

壳体，所述壳体上开设有进样开口；

样本承载板，用于承载微流控试剂卡；

进样机构，与所述样本承载板连接，且用于驱动所述样本承载板经所述进样开口伸出到所述壳体外的进样工位或者驱动所述样本承载板经所述进样开口缩回所述壳体内的检测工位；

光学检测装置，设置于所述壳体内，所述光学检测装置用于向位于所述检测工位的所述微流控试剂卡发出光线照射到所述微流控试剂卡后获取检测图像。

2.根据权利要求1所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述微流控样本分析装置进一步包括主控电路板，所述主控电路板与所述光学检测装置电连接，所述主控电路板用于从所述光学检测装置接收所述检测图像并根据所述检测图像获取检测结果。

3.根据权利要求2所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述壳体包括底壳、顶壳、前壳、后壳、第一侧壳以及第二侧壳，所述顶壳与所述底壳相对设置，所述前壳与所述后壳相对设置，所述第一侧壳与所述第二侧壳相对设置，所述进样开口设置于所述前壳上。

4.根据权利要求3所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述进样机构设置于所述底壳上，所述光学检测装置设置于所述顶壳上，且所述光学检测装置的发出所述光线的出光面和获取所述检测图像的入光面均朝向所述检测工位。

5.根据权利要求1所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述微流控样本分析装置进一步包括盖体，所述盖体与所述壳体通过弹性件弹性铰接，所述盖体在所述样本承载板在所述检测工位时在所述弹性件的弹力作用下封盖所述进样开口，所述进样机构用于驱动所述样本承载板克服所述弹力并顶开所述盖体以经所述进样开口伸出到所述壳体外。

6.根据权利要求3所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述前壳包括靠近所述顶壳的第一子部和靠近所述底壳的第二子部，所述进样开口设置于所述第二子部上，所述第二子部靠近所述底壳的一端倾向所述后壳。

7.根据权利要求6所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述微流控样本分析装置进一步包括显示屏，所述显示屏与所述主控电路板电连接，所述主控电路板还用于根据所述检测结果向所述显示屏发送相应的显示信号以控制所述显示屏显示所述检测结果，所述显示屏设置于所述第一子部上，所述第一子部靠近所述顶壳的一端倾向所述后壳。

8.根据权利要求3所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述进样机构包括固定板、设置于所述固定板上的导向件、可滑动设置于所述导向件上的滑动件以及用于驱动滑动件在导向件上滑动的动力组件，所述样本承载板与所述滑动件固定。

9.根据权利要求8所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述动力组件包括电机、与所述电机转轴连接的主动轮、可转动设置于所述固定板上的从动轮以及连接所述主动轮和所述从动轮的同步带；

所述进样机构进一步包括支撑柱，所述支撑柱支撑于所述固定板和所述底壳之间，所述电机设置于所述固定板和所述底壳之间，所述导向件、所述滑动件、所述主动轮、所述从动轮、所述同步带均设置于所述固定板背离所述底壳的一侧。

10.根据权利要求1所述的微流控样本分析装置，其特征在于，所述微流控样本分析装置进一步包括夹持件，所述夹持件包括与所述样本承载板固定连接的固定部和与所述固定部连接的夹持部，所述夹持部用于在所述微流控试剂卡放置于所述样本承载板时将所述微流控试剂卡压持固定。

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