CN114591811B - 生化反应平台和生化反应系统 - Google Patents

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CN114591811B CN202210500273.7A CN202210500273A CN114591811B CN 114591811 B CN114591811 B CN 114591811B CN 202210500273 A CN202210500273 A CN 202210500273A CN 114591811 B CN114591811 B CN 114591811B
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Abstract

本发明涉及生物化学反应，特别涉及一种生化反应平台和生化反应系统。本发明的生化反应平台包括动力组件、传动组件以及一组或多组加载组件；一组或多组加载组件中的每组加载组件包括两个加载部，两个加载部相对设置并且间隔开一定距离，以形成用于加载生化反应单元的加载位；动力组件与传动组件连接，传动组件与每组加载组件中的两个加载部连接；动力组件经由传动组件向每组加载组件中的两个加载部提供动力，使得两个加载部动作，以将生化反应单元加载到加载位或从加载位退出。本发明可以提供精确的下压力，保证每个加载部的下压力误差很小，可以自由地调整下压力，导热和隔热性能良好，并且整体结构简单，稳定性高，成本低，电机的使用寿命长。

Description

生化反应平台和生化反应系统
技术领域
本发明涉及生物化学反应，特别涉及一种生化反应平台和生化反应系统。
背景技术
生化反应单元（Flowcell，也可以被称为生化反应池、流动池等）是生化反应中的重要载体，在特定温度下根据逻辑顺序向生化反应单元加入各种生化反应试剂以发生相关生物化学反应，并且对该生物化学反应进行观察和对焦成像。
目前，一些现有技术需要手动地将生化反应单元加载到生化反应平台，例如，手动地操作下压结构以压紧生化反应单元或者松开生化反应单元，并且下压结构的下压力通常由橡胶的形变而提供，存在下压力过大或过小的情况，会导致生化反应单元的受力过大或过小，从而导致生化反应单元变形甚至破碎或滑落，无法正常进行生化反应及其观察和对焦成像。
一些现有技术由电机来操作下压结构，但是其整体结构比较复杂，容易因为某一个部件故障而导致整个机构完全无法使用，并且在完成下压动作后需要电机上电保持下压状态，一个结构中需要使用多个电机，提高了结构的不稳定性和成本，并且减少了电机的使用寿命。
另外，生化反应单元需要稳定在一定温度下，这对生化反应平台的导热和隔热性能提出较高的要求。如果生化反应平台的导热和隔热性能不好，会导致生化反应单元局部温度不准、降温速率慢，并且会导致生化反应平台因热胀冷缩而变形，无法正常进行生化反应及其观察和对焦成像。
因此亟需一种改进的生化反应平台和生化反应系统。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种生化反应平台和生化反应系统，可以提供精确的下压力，保证每个加载部的下压力误差很小，可以自由地调整下压力，导热和隔热性能良好，并且整体结构简单，稳定性高，成本低，电机的使用寿命长。
本发明提供了一种生化反应平台，所述生化反应平台包括动力组件、传动组件以及一组或多组加载组件；
所述一组或多组加载组件中的每组加载组件包括两个加载部，所述两个加载部相对设置并且间隔开一定距离，以形成用于加载生化反应单元的加载位；
所述动力组件与所述传动组件连接，所述传动组件与所述每组加载组件中的所述两个加载部连接；
所述动力组件经由所述传动组件向所述每组加载组件中的所述两个加载部提供动力，使得所述两个加载部动作，以将所述生化反应单元加载到所述加载位或从所述加载位退出。
本发明的一个实施例中，所述两个加载部中的每个加载部包括一个或多个压爪、一个或多个弹性件、连接柱和基座；
所述一个或多个压爪均设置在所述基座的顶部，所述连接柱设置在所述基座的底部，所述一个或多个弹性件的一端分别连接所述一个或多个压爪，并且所述一个或多个弹性件的另一端均连接所述连接柱；
所述连接柱与所述传动组件连接，所述动力组件经由所述传动组件向所述连接柱提供动力，使得所述连接柱转动，以带动所述一个或多个弹性件拉伸或收缩，从而带动所述一个或多个压爪下压或上抬。
本发明的一个实施例中，所述生化反应平台还包括导热隔热组件，所述导热隔热组件设置在所述一组或多组加载组件上。
本发明的一个实施例中，所述导热隔热组件包括一个或多个均温板和底板；
所述底板设置在所有加载部上，所述一个或多个均温板均设置在所述底板上并且与一个或多个加载位对应。
本发明的一个实施例中，所述一个或多个均温板采用铝合金材料制作而成。
本发明的一个实施例中，所述导热隔热组件还包括一个或多个隔热膜，所述一个或多个隔热膜分别设置在所述一个或多个均温板面对所述底板的一侧上。
本发明的一个实施例中，所述一个或多个隔热膜采用气凝胶材料制作而成。
本发明的一个实施例中，所述导热隔热组件还包括一个或多个立柱，所述一个或多个立柱设置在每个均温板和所述底板之间。
本发明的一个实施例中，所述传动组件采用蜗轮蜗杆结构。
本发明进一步提供了一种生化反应系统，所述生化反应系统包括上面所述的生化反应平台以及一个或多个生化反应单元。
如上所述，本发明的生化反应平台和生化反应系统具有以下有益效果：
本发明的生化反应平台通过动力组件经由传动组件向每组加载组件中的两个加载部提供动力，相比于手动操作，动力组件可以提供精确的下压力，经由传动组件传送的动力相同，保证每个加载部的下压力误差很小，并且可以根据实际需要自由地调整动力组件和传动组件，从而自由地调整下压力。
本发明的生化反应平台可以仅由一个电机完成所有下压动作，整体结构简单，稳定性高，成本低。
本发明的生化反应平台通过采用蜗轮蜗杆结构的传动组件，可以依靠物理结构自锁，安全可靠，动力组件不需要持续上电，提高动力组件的使用寿命，并且可以对动力组件实现减速目的，增大扭矩。
本发明的生化反应平台通过在一组或多组加载组件上设置有导热隔热组件，确保生化反应单元的整体温度保持一致，并且避免传热到加载组件从而导致加载组件变形。
本发明的生化反应平台通过在每个均温板面对底板的一侧上设置有隔热膜，可以避免生化反应单元和均温板的热量传递到底板和加载组件从而导致加载组件变形，同时由于均温板的其它部分没有被隔热膜覆盖而完全敞开，因此确保均温板的均温功能不受影响。
本发明的生化反应平台通过在每个均温板和底板之间设置有一个或多个立柱，可以将均温板和底板间隔开一定距离，避免生化反应单元和均温板的热量传递到底板和加载组件从而导致加载组件变形。
附图说明
图1A是根据本发明的一个实施例的生化反应平台的整体结构示意图。
图1B是根据本发明的一个实施例的生化反应平台的部分结构示意图。
图2A是根据本发明的一个实施例的加载部的整体结构示意图。
图2B是根据本发明的一个实施例的加载部的部分结构示意图。
图3A是根据本发明的一个实施例的导热隔热组件的整体结构示意图。
图3B是根据本发明的一个实施例的导热隔热组件的部分结构示意图。
图4是根据本发明的一个实施例的生化反应系统的整体结构示意图。
具体实施方式
以下根据附图对本发明的实施例进行说明。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。
图1A是根据本发明的一个实施例的生化反应平台的整体结构示意图。图1B是根据本发明的一个实施例的生化反应平台的部分结构示意图。
如图1A和图1B所示，生化反应平台100包括动力组件101、传动组件102以及一组或多组加载组件103, 104。
一组或多组加载组件103, 104中的每组加载组件103, 104包括两个加载部103a,103b, 104a, 104b，两个加载部103a, 103b, 104a, 104b相对设置并且间隔开一定距离，以形成用于加载生化反应单元（未示出）的加载位103c, 104c。具体地，两个加载部103a,103b, 104a, 104b之间间隔开的距离与生化反应单元的尺寸相关联。优选地，两个加载部103a, 103b, 104a, 104b之间间隔开的距离可调，以适应不同尺寸的生化反应单元。
动力组件101与传动组件102连接，传动组件102与每组加载组件103, 104中的两个加载部103a, 103b, 104a, 104b连接。
动力组件101经由传动组件102向每组加载组件103, 104中的两个加载部103a,103b, 104a, 104b提供动力，使得两个加载部103a, 103b, 104a, 104b动作，以将生化反应单元加载到加载位103c, 104c或从加载位103c, 104c退出。
可以理解的是，图1示出了两组加载组件103, 104作为示例，然而本领域技术人员可以根据实际需要，选择更少或更多组加载组件，在此不受限制。
本发明的生化反应平台100通过动力组件101经由传动组件102向每组加载组件103, 104中的两个加载部103a, 103b, 104a, 104b提供动力，相比于手动操作，动力组件101可以提供精确的下压力，经由传动组件102传送的动力相同，保证每个加载部103a,103b, 104a, 104b的下压力误差很小，并且可以根据实际需要自由地调整动力组件101和传动组件102，从而自由地调整下压力。
可选地，动力组件101包括电机。本发明的生化反应平台100可以仅由一个电机完成所有下压动作，整体结构简单，稳定性高，成本低。
可选地，传动组件102采用蜗轮蜗杆结构。本发明的生化反应平台100通过采用蜗轮蜗杆结构的传动组件102，可以依靠物理结构自锁，安全可靠，动力组件101不需要持续上电，提高动力组件101的使用寿命，并且可以对动力组件101实现减速目的，增大扭矩。
图2A是根据本发明的一个实施例的加载部的整体结构示意图。图2B是根据本发明的一个实施例的加载部的部分结构示意图。
如图2A和图2B所示，并且参考图1，以一个加载部103a作为示例（应该理解的是，其它加载部103b, 104a, 104b的布置应该与加载部103a相同或相似），该加载部103a包括一个或多个压爪201a, 201b、一个或多个弹性件202a, 202b、连接柱203和基座204。
一个或多个压爪201a, 201b均设置在基座204的顶部，连接柱203设置在基座204的底部，一个或多个弹性件202a, 202b的一端分别连接一个或多个压爪201a, 201b，并且一个或多个弹性件202a, 202b的另一端均连接连接柱203。
连接柱203与传动组件102连接，动力组件101经由传动组件102向连接柱203提供动力，使得连接柱203转动，以带动一个或多个弹性件202a, 202b拉伸或收缩，从而带动一个或多个压爪201a, 201b下压或上抬。
如图2B所示，当连接柱203顺时针转动时，带动一个或多个弹性件202a, 202b拉伸，从而带动一个或多个压爪201a, 201b下压，并且当连接柱203逆时针转动时，带动一个或多个弹性件202a, 202b收缩，从而带动一个或多个压爪201a, 201b上抬。
可以理解的是，图2A和图2B示出了两个压爪201a, 201b和两个弹性件202a, 202b作为示例，然而本领域技术人员可以根据实际需要，选择更少或更多个压爪和弹性件，在此不受限制。优选地，压爪和弹性件的数量相同并且一一对应。
本发明的生化反应平台100通过连接柱203的转动，带动一个或多个弹性件202a,202b拉伸或收缩，从而带动一个或多个压爪201a, 201b下压或上抬，实现生化反应单元的加载和退出。
可选地，一个或多个弹性件202a, 202b为拉簧。本发明的生化反应平台100通过采用拉簧，可以使得拉簧的弹力与拉簧的长度线性相关，从而保证下压力线性变化，不会导致生化反应单元的受力发生突变。
图3A是根据本发明的一个实施例的导热隔热组件的整体结构示意图。图3B是根据本发明的一个实施例的导热隔热组件的部分结构示意图。
如图3A和图3B所示，并且参考图1A，生化反应平台100还包括导热隔热组件105，导热隔热组件105设置在一组或多组加载组件103, 104上。
导热隔热组件105包括一个或多个均温板105a, 105b和底板105c。底板105c设置在所有加载部103a, 103b, 104a, 104b上，一个或多个均温板105a, 105b均设置在底板105c上并且与一个或多个加载位103c, 104c对应。一个或多个生化反应单元（未示出）被放置到一个或多个均温板105a, 105b上。
优选地，返回到图2A，基座204包括位于一个或多个压爪201a, 201b下方的支撑台205，并且底板105c设置在支撑台205上。
本发明的生化反应平台100通过在一组或多组加载组件103, 104上设置有导热隔热组件105，确保生化反应单元的整体温度保持一致，并且避免传热到加载组件103, 104从而导致加载组件103, 104变形。
可选地，一个或多个均温板105a, 105b采用铝合金材料制作而成。优选地，一个或多个均温板105a, 105b采用6061铝合金材料制作而成。铝合金材料具有良好的导热性能，可以较快地将生化反应单元的局部高温分散到生化反应单元的其它部分，从而确保生化反应单元的整体温度保持一致，并且避免传热到加载组件103, 104从而导致加载组件103,104变形。
可选地，底板105c也采用铝合金材料制作而成。优选地，底板105c也采用6061铝合金材料制作而成。
如图3A所示，导热隔热组件105还包括一个或多个隔热膜301，一个或多个隔热膜301分别设置在一个或多个均温板105a, 105b面对底板105c的一侧上。本发明的生化反应平台100通过在每个均温板105a, 105b面对底板105c的一侧上设置有隔热膜301，可以避免生化反应单元和均温板105a, 105b的热量传递到底板105c和加载组件103, 104从而导致加载组件103, 104变形，同时由于均温板105a, 105b的其它部分没有被隔热膜301覆盖而完全敞开，因此确保均温板105a, 105b的均温功能不受影响。
可选地，一个或多个隔热膜301采用气凝胶材料制作而成。气凝胶材料具有良好的隔热性能，可以避免生化反应单元和均温板105a, 105b的热量传递到底板105c和加载组件103, 104100从而导致加载组件103, 104变形。
如图3A所示，导热隔热组件105还包括一个或多个立柱302a-c，一个或多个立柱302a-c设置在每个均温板105a, 105b和底板105c之间。
可以理解的是，图3A示出了三个立柱302a-c作为示例，然而本领域技术人员可以根据实际需要，选择更少或更多个立柱，在此不受限制。优选地，在每个均温板105a, 105b和底板105c之间设置有八个立柱。
本发明的生化反应平台100通过在每个均温板105a, 105b和底板105c之间设置有一个或多个立柱302a-c，可以将均温板105a, 105b和底板105c间隔开一定距离，避免生化反应单元和均温板105a, 105b的热量传递到底板105c和加载组件103, 104从而导致加载组件103, 104变形。
可选地，一个或多个立柱302a-c采用不锈钢材料制作而成。不锈钢材料具有较差的导热性能，可以避免生化反应单元和均温板105a, 105b的热量传递到底板105c和加载组件103, 104从而导致加载组件103, 104变形。
可选地，一个或多个立柱302a-c为同一批次研磨制作的，以确保这些立柱302a-c的高度保持一致，从而确保均温板105a, 105b和加载其上的生化反应单元的平整度良好。
可选地，一个或多个立柱302a-c的中间设置有螺纹孔，从底板105c侧上穿螺丝以将一个或多个立柱302a-c和底板105c固定，并且将一个或多个均温板105a, 105b放置在一个或多个立柱302a-c上。
图4是根据本发明的一个实施例的生化反应系统的整体结构示意图。
如图4所示，并且参考图1A和图1B，生化反应系统400包括生化反应平台100以及一个或多个生化反应单元400a, 400b。
生化反应平台100包括动力组件101、传动组件102以及一组或多组加载组件103,104。一组或多组加载组件103, 104中的每组加载组件103, 104包括两个加载部103a,103b, 104a, 104b，两个加载部103a, 103b, 104a, 104b相对设置并且间隔开一定距离，以形成用于加载生化反应单元400a, 400b的加载位103c, 104c。动力组件101与传动组件102连接，传动组件102与每组加载组件103, 104中的两个加载部103a, 103b, 104a, 104b连接。
生化反应平台100还包括导热隔热组件105，导热隔热组件105设置在一组或多组加载组件103, 104上。
导热隔热组件105包括一个或多个均温板105a, 105b和底板105c。底板105c设置在所有加载部103a, 103b, 104a, 104b上，一个或多个均温板105a, 105b均设置在底板105c上并且与一个或多个加载位103c, 104c对应。一个或多个生化反应单元400a, 400b被放置到一个或多个均温板105a, 105b上。
动力组件101经由传动组件102向每组加载组件103, 104中的两个加载部103a,103b, 104a, 104b提供动力，使得两个加载部103a, 103b, 104a, 104b动作，具体地，使得两个加载部103a, 103b, 104a, 104b的相应压爪201a-201h下压或上抬，以将生化反应单元400a, 400b加载到加载位103c, 104c或从加载位103c, 104c退出。
生化反应平台100的其它特征和优点已经在上面的实施例中描述，在此不再赘述。
虽然通过参照某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种生化反应平台，其特征在于，所述生化反应平台包括动力组件、传动组件以及一组或多组加载组件；
所述一组或多组加载组件中的每组加载组件包括两个加载部，所述两个加载部相对设置并且间隔开一定距离，以形成用于加载生化反应单元的加载位；
所述动力组件与所述传动组件连接，所述传动组件与所述每组加载组件中的所述两个加载部连接；
所述动力组件经由所述传动组件向所述每组加载组件中的所述两个加载部提供动力，使得所述两个加载部动作，以将所述生化反应单元加载到所述加载位或从所述加载位退出；
其中，所述两个加载部中的每个加载部包括一个或多个压爪、一个或多个弹性件、连接柱和基座；
所述一个或多个压爪均设置在所述基座的顶部，所述连接柱设置在所述基座的底部，所述一个或多个弹性件的一端分别连接所述一个或多个压爪，并且所述一个或多个弹性件的另一端均连接所述连接柱；
所述连接柱与所述传动组件连接，所述动力组件经由所述传动组件向所述连接柱提供动力，使得所述连接柱转动，以带动所述一个或多个弹性件拉伸或收缩，从而带动所述一个或多个压爪下压或上抬；
其中，所述传动组件采用蜗轮蜗杆结构。
2.根据权利要求1所述的生化反应平台，其特征在于，所述生化反应平台还包括导热隔热组件，所述导热隔热组件设置在所述一组或多组加载组件上。
3.根据权利要求2所述的生化反应平台，其特征在于，所述导热隔热组件包括一个或多个均温板和底板；
所述底板设置在所有加载部上，所述一个或多个均温板均设置在所述底板上并且与一个或多个加载位对应。
4.根据权利要求3所述的生化反应平台，其特征在于，所述一个或多个均温板采用铝合金材料制作而成。
5.根据权利要求3所述的生化反应平台，其特征在于，所述导热隔热组件还包括一个或多个隔热膜，所述一个或多个隔热膜分别设置在所述一个或多个均温板面对所述底板的一侧上。
6.根据权利要求5所述的生化反应平台，其特征在于，所述一个或多个隔热膜采用气凝胶材料制作而成。
7.根据权利要求3所述的生化反应平台，其特征在于，所述导热隔热组件还包括一个或多个立柱，所述一个或多个立柱设置在每个均温板和所述底板之间。
8.一种生化反应系统，其特征在于，所述生化反应系统包括根据权利要求1-7中任一项所述的生化反应平台以及一个或多个生化反应单元。
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