CN116550396A - 微流控芯片检测装置 - Google Patents

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CN116550396A
CN116550396A CN202210111423.5A CN202210111423A CN116550396A CN 116550396 A CN116550396 A CN 116550396A CN 202210111423 A CN202210111423 A CN 202210111423A CN 116550396 A CN116550396 A CN 116550396A
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黄馨影
张晓磊
付强
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余盛达
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李双双
曲琳
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史巧云
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吴晓巍
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霍艳颖
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田梦
褚丽婷
汪源
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Abstract

本公开涉及一种微流控芯片检测装置,包括:芯片接收机构,被配置为接收微流控芯片;多个溶液存储机构,分别被配置为存储多种溶液;枪尖存储机构,被配置为存储多个待使用的移液枪尖;枪尖拾取机构,被配置为从所述枪尖拾取机构拾取移液枪尖;流体驱动机构,与所述枪尖拾取机构连通,被配置为通过所述枪尖拾取机构拾取的移液枪尖进行溶液的吸取和释放,以及通过与所述微流控芯片的连通来实现所述微流控芯片内溶液的流动;和位置调整机构,与所述枪尖拾取机构连接,被配置为调整所述枪尖拾取机构相对于所述枪尖存储机构、所述多个溶液存储机构和所述芯片接收机构的位置。

Description

微流控芯片检测装置
技术领域
本公开涉及微流控技术领域,尤其涉及一种微流控芯片检测装置。
背景技术
酶联免疫吸附分析法(ELISA)是一种广泛应用在生物检测领域的技术,其在20世纪60年代被首次提出并实现,如今已经成为临床免疫检验学里最常用、最成熟的技术之一。酶联免疫技术主要有三种实现形式:夹心法、竞争法与间接法。以间接法为例,在检测过程中需要进行待测样本、酶标抗体溶液、酶促显性物质溶液等的加入以及样本和酶标抗体溶液的洗去。
由于在检测过程中涉及到多次样本和试剂的添加,实验人员需要手动操作或者借助于一些已有的实验设备进行操作。在一些相关技术中,实验设备通过移液装置进行样本或试剂的吸取和释放,为了避免移液装置使用的移液枪尖造成样本和试剂间的污染,仍需要实验人员手动地更换移液枪尖,导致检测过程比较繁琐,效率较低。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种微流控芯片检测装置,能够减少实验人员的手动操作,简化检测过程。
在本公开的一个方面,提供一种微流控芯片检测装置,包括:
芯片接收机构,被配置为接收微流控芯片;
多个溶液存储机构,分别被配置为存储多种溶液;
枪尖存储机构,被配置为存储多个待使用的移液枪尖;
枪尖拾取机构,被配置为从所述枪尖拾取机构拾取移液枪尖;
流体驱动机构,与所述枪尖拾取机构连通,被配置为通过所述枪尖拾取机构拾取的移液枪尖进行溶液的吸取和释放,以及通过与所述微流控芯片的连通来实现所述微流控芯片内溶液的流动;和
位置调整机构,与所述枪尖拾取机构连接,被配置为调整所述枪尖拾取机构相对于所述枪尖存储机构、所述多个溶液存储机构和所述芯片接收机构的位置。
在一些实施例中,所述枪尖拾取机构被配置为在所述流体驱动机构驱动所述移液枪尖分别吸取所述多个溶液存储机构中的溶液时,拾取不同的移液枪尖进行溶液吸取。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:
废弃枪尖收集机构,被配置为收集废弃枪尖;
其中,所述位置调整机构进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构调整到所述废弃枪尖收集机构上方,以便所述枪尖拾取机构当前拾取并使用后的移液枪尖从所述枪尖拾取机构上脱落,并进入所述废弃枪尖收集机构。
在一些实施例中,所述废弃枪尖收集机构包括:具有内部空腔和与内部空腔直接连通的上插入口的盒体,
其中,所述位置调整机构进一步地被配置为使所述枪尖拾取机构当前取并使用后的移液枪尖从上向下插入所述上插入口,并通过晃动移液枪尖的方式使所述移液枪尖从所述枪尖拾取机构上脱落。
在一些实施例中,所述多个溶液存储机构包括:
样本溶液容器,被配置为存储混合有待测样本的样本溶液或能够与试剂溶液混合形成样本溶液的待测样本;
至少一个试剂溶液容器,被配置为分别存储检测用的至少一种试剂溶液;
其中,所述位置调整机构被配置为将所述枪尖拾取机构调整到所述枪尖存储机构的上方以便所述枪尖拾取机构拾取移液枪尖,并将所述枪尖拾取机构调整到所述样本溶液容器、所述芯片接收机构和/或所述至少一个试剂溶液容器的上方,以便所述流体驱动机构通过所述移液枪尖吸取或释放所述样本溶液或所述至少一种试剂溶液。
在一些实施例中,所述至少一个试剂溶液容器包括:
样本稀释液容器,被配置为存储用于混合稀释样本的稀释液;
其中,所述位置调整机构进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构调整到所述样本稀释液容器的上方,以便所述流体驱动机构通过所述移液枪尖吸取稀释液,再将所述枪尖拾取机构调整到所述样本溶液容器的上方,以便所述流体驱动机构通过所述移液枪尖释放稀释液到所述样本溶液容器中与所述待测样本混合形成样本溶液,然后将所述枪尖拾取机构调整到所述芯片接收机构的上方,以便所述流体驱动机构使所述移液枪尖向所述微流控芯片释放所述样本溶液且驱动所述样本溶液在所述微流控芯片内流动。
在一些实施例中,所述至少一个试剂溶液容器包括:
酶标抗体溶液容器,被配置为存储酶标抗体溶液;
清洗液容器,被配置为存储用于清洗所述微流控芯片的清洗液;和
激发液容器,被配置为存储激发液;
其中,所述位置调整机构进一步地被配置为按照预定顺序将所述枪尖拾取机构调整到所述酶标抗体溶液容器、所述清洗液容器和所述激发液容器中的上方,以便所述流体驱动机构通过所述移液枪尖进行吸取对应容器中的溶液,并将所述枪尖拾取机构调整到所述芯片接收机构的上方,以便所述流体驱动机构驱动所述移液枪尖中吸取的溶液释放到所述微流控芯片且在所述微流控芯片内流动。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:
托架,具有承托表面,其中,所述多个溶液存储机构和所述枪尖存储机构均设置在所述承托表面;
其中,所述位置调整机构包括:
第一方向调整组件,与所述枪尖拾取机构可操作地连接,被配置为在第一方向上调整所述枪尖拾取机构的位置;
第二方向调整组件,与所述托架可操作地连接,被配置为在第二方向上调整所述托架的位置;
第三方向调整组件,与所述枪尖拾取机构可操作地连接,被配置为在第三方向上调整所述枪尖拾取机构的位置;
其中,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
在一些实施例中,所述第一方向与竖直方向平行。
在一些实施例中,所述第一方向调整组件、所述第二方向调整组件和所述第三方向调整组件均包括步进电机,所述步进电机被配置为按照匀加速-匀速-匀减速的步数进行调整所述枪尖拾取机构和所述托架之间的相对位置。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:废弃枪尖收集机构,被配置为收集废弃枪尖;
其中,所述废弃枪尖收集机构包括:
盒体,具有内部空腔和与内部空腔直接连通的上插入口,且与所述托架固定连接;
抽屉,可移除地设置在所述托架上,并位于所述盒体的下方,以便接收从所述盒体的内部空腔下落的废弃枪尖。
在一些实施例中,所述微流控芯片具有溶液进口、与所述溶液进口连通的反应流道和与所述反应流道连通的废液腔,所述芯片接收机构包括:
芯片托盘,被配置为承托所述微流控芯片,并使所述微流控芯片的表面相对于水平面倾斜预设角度,以使所述反应流道与所述废液腔的连通位置高于所述废液腔的其他位置,并使所述溶液进口与所述反应流道的连通位置低于所述反应流道的其他位置。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:
图像采集机构,被配置为对所述微流控芯片的反应状态进行图像采集;
其中,所述图像采集机构与所述位置调整机构通过倾斜的转接件连接,以使所述图像采集机构的拍摄面始终与所述微流控芯片的表面平行。
在一些实施例中,所述芯片接收机构还包括:
支座,具有相对于水平面倾斜的楔形表面,所述芯片托盘可移动地设置在所述楔形表面,且所述芯片托盘的表面与所述楔形表面平行;
托盘平移驱动组件,设置在所述楔形表面,并与所述芯片托盘连接,被配置为驱动所述芯片托盘沿平行于所述楔形表面的方向平移;
芯片固定组件,设置在所述支座上,被配置为压紧已到位的所述芯片托盘中的微流控芯片。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:温度控制机构,被配置为至少对所述微流控芯片进行温度控制;其中,所述温度控制机构包括:
主加热组件,设置在所述芯片托盘上,被配置为对所述微流控芯片的下表面进行加热,以使所述微流控芯片达到反应温度;
辅助加热组件,被配置为设置在所述微流控芯片的上表面,以实现所述微流控芯片的保温。
在一些实施例中,所述辅助加热组件包括:
PCB加热板,具有封闭或非封闭的镂空部分;
其中,所述镂空部分在所述微流控芯片表面的正投影与所述反应流道在所述微流控芯片表面的正投影至少部分地重合。
在一些实施例中,所述微流控芯片检测装置还包括:
箱体,容纳所述芯片接收机构、所述多个溶液存储机构、所述枪尖存储机构、所述枪尖拾取机构、所述流体驱动机构和所述位置调整机构;
第一风扇,设置在所述箱体内,且出风方向指向所述多个溶液存储机构;
第二风扇,设置在所述箱体的箱壁上,所述第二风扇的进风口朝向所述箱体外部,且所述第二风扇的出风方向指向所述第一风扇的进风侧。
在一些实施例中,所述流体驱动机构包括:
柱塞泵;
电磁阀组,与所述柱塞泵的气路连接;
其中,所述电磁阀组包括:
第一电磁阀,第一端通过气路与所述微流控芯片可操作地连接;
第二电磁阀,第一端通过气路与所述枪尖拾取机构可操作地连接;
第三电磁阀,第一端分别通过气路与所述第一电磁阀的第二端和所述第二电磁阀的第二端连接,第二端通过气路连接所述柱塞泵的工作口;
第四电磁阀,第一端通过气路连接所述柱塞泵的复位口,第二端连通大气。
在一些实施例中,所述微流控芯片包括:
底板;
功能层,设置在所述底板表面,且具有反应流道和与所述反应流道连通的废液腔,所述反应流道具有沿所述反应流道的延伸方向排布的多个回转体形容纳腔;
顶板,覆盖在所述功能层上,且具有贯穿所述顶板的溶液进口和流体驱动口,所述溶液进口与所述反应流道直接连通;
多个特异性微球传感器,分别设置在所述多个回转体形容纳腔内。
在一些实施例中,所述功能层还包括:
隔热槽,设置在所述反应流道的至少一侧,且所述多个回转体形容纳腔位于所述隔热槽在所述反应流道的正投影的范围内。
在一些实施例中,所述反应流道与所述废液腔之间设有缓冲流道,所述缓冲流道的至少部分与所述反应流道呈预设夹角,所述缓冲流道与所述废液腔相接的部位还具有防变形结构,所述防变形结构被配置为在所述功能层与所述底板进行键合时维持所述缓冲流道通径的一致性。
在一些实施例中,所述功能层还包括:
挡板,位于所述废液腔远离所述反应流道的一侧,用于形成与所述流体驱动口连通的流体驱动腔,且使所述流体驱动腔的一端与所述废液腔隔开,另一端与所述废液腔连通。
在一些实施例中,所述微流控芯片还包括:
漏斗形溶液接收结构,设置在所述顶板远离所述底板的一侧,并与所述溶液进口连通。
因此,根据本公开实施例,通过位置调整机构调整枪尖拾取机构的位置,以使得枪尖拾取机构实现移液枪尖的拾取,并配合流体驱动机构实现移液枪尖对多个溶液存储机构中存储的多种溶液的吸取和释放,可以有效地减少实验人员手工移液或处理移液枪尖的操作,简化检测过程,提高检测效率。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:
图1是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例的结构示意图;
图2是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中位置调整机构与托架和枪尖拾取机构的连接关系示意图;
图3是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例的安装结构示意图;
图4是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中枪尖存储机构、溶液存储机构和废弃枪尖收集机构的安装结构示意图;
图5的(a)-(e)是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中枪尖拾取、使用和除去的过程示意图;
图6是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片接收机构的结构示意图;
图7是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片接收机构和流体驱动机构的安装结构示意图;
图8和图9分别是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片托盘、温度控制机构和微流控芯片的组装结构在不同视角下的爆炸示意图;
图10的(a)-(c)是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中微流控芯片的分解结构、反应流道和缓冲流道的结构示意图。
图11是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中微流控芯片中功能层的结构示意图;
图12是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中流体驱动机构的连接关系示意图。
应当明白,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外,相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现,不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整,并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素,并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中,当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时,在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件,也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时,该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件,也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同,除非另外特别定义。还应当理解,在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在一些相关技术中,实验设备通过移液装置进行样本或试剂的吸取和释放,为了避免移液装置使用的移液枪尖造成样本和试剂间的污染,仍需要实验人员手动地更换移液枪尖,导致检测过程比较繁琐,效率较低。
有鉴于此,本公开实施例提供一种微流控芯片检测装置,能够减少实验人员的手动操作,简化检测过程。
图1是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例的结构示意图。图2是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中位置调整机构与托架和枪尖拾取机构的连接关系示意图。图3是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例的安装结构示意图。图4是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中枪尖存储机构、溶液存储机构和废弃枪尖收集机构的安装结构示意图。
参考图1和图3,在一些实施例中,微流控芯片检测装置包括:芯片接收机构10、多个溶液存储机构20、枪尖存储机构30、枪尖拾取机构32、流体驱动机构50和位置调整机构60。芯片接收机构10被配置为接收微流控芯片80。多个溶液存储机构20分别被配置为存储多种溶液。枪尖存储机构30被配置为存储多个待使用的移液枪尖31。枪尖拾取机构32被配置为从所述枪尖拾取机构32拾取移液枪尖31。
流体驱动机构50与所述枪尖拾取机构32连通,被配置为通过所述枪尖拾取机构32拾取的移液枪尖31进行溶液的吸取和释放,以及通过与所述微流控芯片80的连通来实现所述微流控芯片80内溶液的流动。位置调整机构60与所述枪尖拾取机构32连接,被配置为调整所述枪尖拾取机构32相对于所述枪尖存储机构30、所述多个溶液存储机构20和所述芯片接收机构10的位置。
本实施例通过位置调整机构60调整枪尖拾取机构32的位置,以使得枪尖拾取机构32实现移液枪尖31的拾取,并配合流体驱动机构50实现移液枪尖31对多个溶液存储机构20中存储的多种溶液的吸取和释放,可以有效地减少实验人员手工移液或处理移液枪尖31的操作,简化检测过程,提高检测效率。
在本实施例中,溶液存储机构可以包括瓶子、试管等形式的容器,在图4中,溶液存储机构可以包括样本溶液容器21和至少一个试剂溶液容器。根据测试需要,试剂溶液容器中可包括多种不同的组合。例如在ELISA的间接法中,试剂溶液容器可包括酶标抗体容器23、清洗液容器24和激发液容器25等。样本溶液容器21可以直接存储混合有待测样本的样本溶液,也可以能够与试剂溶液混合形成样本溶液的待测样本,这样试剂溶液容器还包括样本稀释液容器22,通过将该容器中的稀释液加入样本溶液容器21,以便稀释液在样本溶液容器21中与所述待测样本混合形成样本溶液。
枪尖存储机构30可存储枪尖部朝下、安装部朝上的移液枪尖,多个移液枪尖31可以按照阵列排列的方式插入在盒型结构的上平面的开孔中。枪尖拾取机构32包括朝下设置的枪尖对接头32,通过朝向移液枪尖31运动并压紧到移液枪尖31的安装部上。枪尖拾取机构32还可包括与枪尖对接头32连接的枪尖对接块321和与枪尖对接块321上设置的用于在枪尖对接头32插接移液枪尖31时起缓冲作用的缓冲弹簧322。
在使用本公开微流控芯片检测装置的一些检测流程中,需要使用移液枪尖吸取多种不同的溶液。为了避免已吸取某种溶液的枪尖对其他溶液造成污染,在一些实施例中,所述枪尖拾取机构32被配置为在所述流体驱动机构50驱动所述移液枪尖31分别吸取所述多个溶液存储机构20中的溶液时,拾取不同的移液枪尖31进行溶液吸取。
这样通过枪尖拾取机构32拾取不同的移液枪尖31,以便对不同的溶液存储机构20中的溶液进行吸取,以避免已吸取某种溶液的枪尖对其他溶液造成污染。
参考图3和图4,在一些实施例中,微流控芯片检测装置还包括:废弃枪尖收集机构,被配置为收集废弃枪尖。所述位置调整机构60进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构32调整到所述废弃枪尖收集机构上方,以便所述枪尖拾取机构32当前拾取并使用后的移液枪尖31从所述枪尖拾取机构32上脱落,并进入所述废弃枪尖收集机构。
在涉及到多种溶液添加的检测过程中,使用不同的移液枪尖31来吸取和释放不同的溶液。位置调整机构60将枪尖拾取机构32调整到废弃枪尖收集机构的上方来实现使用后的移液枪尖31的除去,从而使枪尖拾取机构32能够再次到枪尖存储机构30拾取新的移液枪尖31。
在图3和图4中,所述废弃枪尖收集机构包括:具有内部空腔和与内部空腔直接连通的上插入口711的盒体71。所述位置调整机构60进一步地被配置为使所述枪尖拾取机构32当前取并使用后的移液枪尖31从上向下插入所述上插入口711,并通过晃动移液枪尖31的方式使所述移液枪尖31从所述枪尖拾取机构32上脱落。
当枪尖拾取机构32需要除去已使用的移液枪尖31时,将枪尖拾取机构32移动到盒体71上方,并向下将移液枪尖31插入到盒体71的上插入口711,此时调整机构通过滑动枪尖拾取机构32以使移液枪尖31与上插入口711的边缘碰撞,这样移液枪尖31与枪尖拾取机构32的连接就被碰松,直至移液枪尖31在重力作用下从枪尖拾取机构32上脱落,并掉入盒体71的内部空腔。这种方式无需设计复杂的枪尖拾取结构,采用能够与移液枪尖31实现紧配合的枪尖对接头即可。
参考图2和图3,在一些实施例中,微流控芯片检测装置还包括:具有承托表面的托架61。所述多个溶液存储机构20和所述枪尖存储机构30均设置在所述承托表面。所述位置调整机构60包括:第一方向调整组件62、第二方向调整组件63和第三方向调整组件64。第一方向调整组件62与所述枪尖拾取机构32可操作地连接,被配置为在第一方向d1上调整所述枪尖拾取机构32的位置。第二方向调整组件63与所述托架61可操作地连接,被配置为在第二方向d2上调整所述托架61的位置。第三方向调整组件64与所述枪尖拾取机构32可操作地连接,被配置为在第三方向d3上调整所述枪尖拾取机构32的位置。
其中,所述第一方向d1、所述第二方向d2和所述第三方向d3相互垂直。位置调整机构60通过相互垂直的三个方向的调整实现更充分的调整范围。托架61能够整体地承托溶液存储机构20和枪尖存储机构30,并在第二方向调整组件63的调整作用下改变在第二方向d2上的位置,枪尖拾取机构32则通过第一方向调整组件62和第三方向调整组件64的调整作用下改变在第一方向d1和第三方向d3上的位置,这种配合结构有利于检测装置内部的布局结构,使结构更加紧凑。
在一些实施例中,所述第一方向d1与竖直方向平行。当第一方向与竖直方向平行时,第二方向和第三方向则均为平行于水平面的方向,相应地,第二方向调整组件63和第三方向调整组件64分别调整托架61和枪尖拾取机构32在水平面内的相对位置,并由第一方向调整组件62调整枪尖拾取机构32在竖直方向上相对于托架61的高度位置。
在图3中,所述第一方向调整组件62、所述第二方向调整组件63和所述第三方向调整组件64均可包括步进电机。所述步进电机被配置为按照匀加速-匀速-匀减速的步数进行调整所述枪尖拾取机构32和所述托架61之间的相对位置。步进电机可实现更精准的步数控制,并且通过匀加速-匀速-匀减速的步数调整方式使调整过程更加稳定可靠,避免位置调整时的冲击晃动。
图3中的第一方向调整组件62可包括步进电机621和限位开关622,步进电机621可以为丝杆电机,其输出端的丝杆可以与枪尖拾取机构32实现可驱动的连接。限位开关622能够配合步进电机621和引导轴在第一方向d1上限制枪尖拾取机构32的运动位置。
图3中的第二方向调整组件63可包括步进电机631、主动轮632、同步带633、齿板634和从动轮635。步进电机631可带动主动轮632转动,同步带633套在主动轮632和从动轮635上,并与主动轮632和从动轮635通过齿形啮合。齿板634位于主动轮632和从动轮635之间,且夹在同步带633上,并与同步带633通过齿形啮合。这样在主动轮632转动时,带动同步带633移动,从而带动齿板634及其连接的托架61在第二方向d2上平移。
图3中的第三方向调整组件64可包括:步进电机641、主动轮642、传动带643、导轨644和从动轮645。步进电机641可带动主动轮642转动,传动带643套在主动轮642和从动轮645上。枪尖拾取机构等与传动带643连接,并通过滑块与导轨644可滑动地连接。导轨644沿第三方向d3延伸,能够限制枪尖拾取机构等在第三方向d3上的位移。这样在主动轮642转动时,带动传动带643移动,从而带动枪尖拾取机构等在第三方向d3上平移。
参考图3和图4,在一些实施例中,废弃枪尖收集机构还包括:抽屉72,可移除地设置在所述托架61上。盒体71与所述托架61固定连接。托架61可设置成双层平台,其中盒体71位于在上的平台,而抽屉72位于所述盒体71的下方,以便接收从所述盒体71的内部空腔下落的废弃枪尖。
这样,废弃枪尖收集机构通过盒体71来接收废弃的移液枪尖31,并在重力的作用下落入抽屉72。操作者可以抽出抽屉72来移除积攒的废弃枪尖,并使倒空的抽屉72返回盒体71下方,以便继续接收废弃枪尖。抽屉72可通过磁铁等方式与托架61吸合,以使其既容易取出,也能够保持位置的稳定性。
为了实现更良好的反应环境,参考图3,在一些实施例中,微流控芯片检测装置还包括:箱体91、第一风扇92和第二风扇93。箱体91容纳所述芯片接收机构10、所述多个溶液存储机构20、所述枪尖存储机构30、所述枪尖拾取机构32、所述流体驱动机构50和所述位置调整机构60。第一风扇92设置在所述箱体91内,且出风方向指向所述多个溶液存储机构20。第二风扇93设置在所述箱体91的箱壁上,所述第二风扇93的进风口朝向所述箱体91外部,且所述第二风扇93的出风方向指向所述第一风扇92的进风侧。
第二风扇93能够从箱体91外部抽入较冷的空气,并提供给箱体91内部进行温度的调整,避免箱体91内部温度过高而对反应产生不利影响。第二风扇93的出风方向指向第一风扇92,第一风扇92指向溶液存储机构20,这样就将外部的冷空气输送到溶液存储机构20对溶液进行冷却,这样可以有效地避免仪器内部温度过高时对试剂溶液的影响。
参考图4,在一些实施例中,所述多个溶液存储机构20包括:样本溶液容器21和至少一个试剂溶液容器。样本溶液容器21被配置为存储混合有待测样本的样本溶液或能够与试剂溶液混合形成样本溶液的待测样本。至少一个试剂溶液容器被配置为分别存储检测用的至少一种试剂溶液。位置调整机构60被配置为将所述枪尖拾取机构32调整到所述枪尖存储机构30的上方以便所述枪尖拾取机构32拾取移液枪尖31,并将所述枪尖拾取机构32调整到所述样本溶液容器21、所述芯片接收机构10和/或所述至少一个试剂溶液容器的上方,以便所述流体驱动机构50通过所述移液枪尖31吸取或释放所述样本溶液或所述至少一种试剂溶液。
例如:通过枪尖拾取机构32拾取移液枪尖31,从样本溶液容器21中吸取样本溶液,并释放到芯片接收机构10所接收的微流控芯片80,并且通过从至少一个试剂溶液容器吸取至少一种试剂溶液,并加到微流控芯片80进行反应。样本溶液容器21可以直接存储混合有待测样本的样本溶液,也可以存储待测样本,通过添加试剂溶液的方式来形成样本溶液。
在图4中,至少一个试剂溶液容器可包括:样本稀释液容器22,被配置为存储用于混合稀释样本的稀释液。相应地,所述位置调整机构60可进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构32调整到所述样本稀释液容器22的上方,以便所述流体驱动机构50通过所述移液枪尖31吸取稀释液,再将所述枪尖拾取机构32调整到所述样本溶液容器21的上方,以便所述流体驱动机构50通过所述移液枪尖31释放稀释液到所述样本溶液容器21中与所述待测样本混合形成样本溶液,然后将所述枪尖拾取机构32调整到所述芯片接收机构10的上方,以便所述流体驱动机构50使所述移液枪尖31向所述微流控芯片80释放所述样本溶液且驱动所述样本溶液在所述微流控芯片80内流动。
对于存储待测样本的样本溶液容器21来说,可通过枪尖拾取机构32拾取移液枪尖31,并从样本稀释液容器22吸取稀释液,然后加到样本溶液容器21进行混合,从而形成样本溶液。当样本溶液被释放到微流控芯片80时,可通过流体驱动机构50驱动所述样本溶液在所述微流控芯片80内流动。
为了实现ELISA的间接法检测,参考图4,在一些实施例中,至少一个试剂溶液容器还包括:酶标抗体溶液容器23、清洗液容器24和激发液容器25。酶标抗体溶液容器23被配置为存储酶标抗体溶液。清洗液容器24被配置为存储用于清洗所述微流控芯片80的清洗液。激发液容器25被配置为存储激发液。相应地,所述位置调整机构60进一步地被配置为按照预定顺序将所述枪尖拾取机构32调整到所述酶标抗体溶液容器23、所述清洗液容器24和所述激发液容器25中的上方,以便所述流体驱动机构50通过所述移液枪尖31进行吸取对应容器中的溶液,并将所述枪尖拾取机构32调整到所述芯片接收机构10的上方,以便所述流体驱动机构50驱动所述移液枪尖31中吸取的溶液释放到所述微流控芯片80且在所述微流控芯片80内流动。
对于采用ELISA技术进行检测的检测过程中,利用位置调整机构60、枪尖拾取机构32以及流体驱动机构50按照预定顺序向微流控芯片80添加酶标抗体溶液、清洗液和激发液等试剂溶液来实现有效的检测过程。
图5的(a)-(e)是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中枪尖拾取、使用和除去的过程示意图。在图5的(a)中,枪尖拾取机构32在枪尖存储机构30中拾取移液枪尖31。在图5的(b)中,使移液枪尖31移动到某个溶液存储容器吸取溶液。在图5的(c)中,使吸取着溶液的移液枪尖31移动到微流控芯片80的上方,并将溶液释放到微流控芯片80中。在图5的(d)中,使已使用的移液枪尖31移动到盒体71的上方,并使移液枪尖31插入上插入口711,以便随后通过晃动移液枪尖31的方式使所述移液枪尖31从所述枪尖拾取机构32上脱落。在图5的(e)中,通过图像采集机构41对所述微流控芯片80的反应状态进行图像采集。
图6是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片接收机构的结构示意图。图7是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片接收机构和流体驱动机构的安装结构示意图。
参考图6和图7,在一些实施例中,所述芯片接收机构10包括:芯片托盘11、支座12、托盘平移驱动组件13和芯片固定组件14。芯片托盘11被配置为承托所述微流控芯片80。支座12具有相对于水平面倾斜的楔形表面,所述芯片托盘11可移动地设置在所述楔形表面,且所述芯片托盘11的表面与所述楔形表面平行。楔形表面与水平面呈锐角,例如3°~7°,优选5°,从而使芯片托盘11所承托的微流控芯片80也相对于水平面倾斜。
托盘平移驱动组件13设置在所述楔形表面,并与所述芯片托盘11连接,被配置为驱动所述芯片托盘11沿平行于所述楔形表面的方向平移。芯片固定组件14设置在所述支座12上,被配置为压紧已到位的所述芯片托盘11中的微流控芯片80。
芯片托盘11还可包括触控开关141,用来表示微流控芯片80是否已被芯片固定组件14压紧。本实施例通过具有楔形表面的支座12来安装芯片托盘11和托盘平移驱动组件13,以使得微流控芯片80相对于水平面倾斜。托盘平移驱动组件13可使得芯片托盘11能够从方便放入微流控芯片80的位置和测试位置之间平移,并通过芯片固定组件14来实现微流控芯片80在测试位置的稳定。
在图6中,托盘平移驱动组件13可包括丝杆电机。丝杆电机的丝杆输出端可以与具有内螺纹的滑块配合,芯片托盘11可连接在滑块上。托盘平移驱动组件13还可包括限位开关131、限位挡块132、导向轮133和导轨134。限位挡块132可以与滑块固定连接或者一体制成,并在限位开关131的配合下限制芯片托盘11的伸出和缩回的极限位置。导向轮133和导轨134设置在芯片托盘11和支座12之间,用于实现芯片托盘11的运动导向和支撑作用。
在图7中,在支座12上还可以设置用于驱动流体驱动机构50中连接柱塞泵52和微流控芯片80之间气路的真空吸盘对接头526,该真空吸盘对接头526具有能够快速连接气路的快接插头525。真空吸盘对接头526和芯片固定组件14可以均与设置在支座12上的驱动机构(例如直流减速电机524)的输出端连接,以便在微流控芯片80到位后,同时实现气路连接和芯片固定。
图8和图9分别是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中芯片托盘、温度控制机构和微流控芯片的组装结构在不同视角下的爆炸示意图。
参考图8和图9,在一些实施例中,微流控芯片检测装置还包括:温度控制机构,被配置为至少对所述微流控芯片80进行温度控制;其中。所述温度控制机构包括:主加热组件43和辅助加热组件44。主加热组件43设置在所述芯片托盘11上,被配置为对所述微流控芯片80的下表面进行加热,以使所述微流控芯片80达到反应温度。
辅助加热组件44可以设置在芯片托盘11上,也可以独立于芯片托盘11设置。该辅助加热组件44被配置为设置在所述微流控芯片80的上表面,以实现所述微流控芯片80的保温。
为了使微流控芯片80中的反应在设定温度下进行,通过主加热组件43对微流控芯片80下表面的加热,并通过微流控芯片80上表面侧的辅助加热组件44对微流控芯片80进行保温,避免其温度散失过快。例如主加热组件43包括与微流控芯片80的下表面紧密接触的加热金属块431(例如铝块),可确保主加热组件43与芯片间的导热效果。
在图8和图9中,主加热组件43还可以包括测温元件432(例如测温电阻等)以及位于加热金属块431下侧的加热元件433(例如加热电阻膜等)。芯片托盘11可设置凹入部分,以使加热金属块431和加热元件433能够嵌入在该凹入部分。
参考图8和图5的(e),在一些实施例中,所述辅助加热组件44包括:PCB加热板441,具有封闭或非封闭的镂空部分442。所述镂空部分442在所述微流控芯片80表面的正投影与所述反应流道82在所述微流控芯片80表面的正投影至少部分地重合。在图8和图9中,辅助加热组件44还可包括测温元件442(例如测温电阻)。
本实施例能够通过结构紧凑的PCB加热板441来实现保温作用,并通过PCB加热板441上的镂空部分442来露出反应流道82的至少一部分,从而方便图像采集机构41透过镂空部分442来采集反应流道82的图像,避免因PCB加热板441对反应流道82的遮挡而难以采集图像。
图10的(a)-(c)是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中微流控芯片的分解结构、反应流道和缓冲流道的结构示意图。图11是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中微流控芯片中功能层的结构示意图。
参考图10和图11,在一些实施例中,所述微流控芯片80具有溶液进口861、与所述溶液进口861连通的反应流道82和与所述反应流道82连通的废液腔83,芯片托盘11能够使所述微流控芯片80的表面相对于水平面倾斜预设角度(例如5°),以使所述反应流道82与所述废液腔83的连通位置高于所述废液腔83的其他位置,并使所述溶液进口861与所述反应流道82的连通位置低于所述反应流道82的其他位置。这样,接收微流控芯片80的芯片托盘11能够使其正在承托的微流控芯片80相对于水平面倾斜,这样废液腔83内的废液不容易经连通位置流入到反应流道82内而污染反应流道82。
为了配合芯片的倾斜设置,参考图3,在一些实施例中,微流控芯片检测装置还包括:图像采集机构41,被配置为对所述微流控芯片80的反应状态进行图像采集。图像采集机构41可包括相机或摄像头。所述图像采集机构41与所述位置调整机构60通过倾斜的转接件连接,以使所述图像采集机构41的拍摄面始终与所述微流控芯片80的表面平行。这样,图像采集机构41通过倾斜的转接件连接位置调整机构60,以使图像采集机构41的拍摄面始终与所述微流控芯片80的表面平行,这样可使图像采集机构41采集的图像不容易因存在角度而变形。
参考图10的(a),在一些实施例中,所述微流控芯片80包括:底板84、功能层85、顶板86和多个特异性微球传感器87。功能层85设置在所述底板84表面,且具有反应流道82和与所述反应流道82连通的废液腔83,所述反应流道82具有沿所述反应流道82的延伸方向排布的多个回转体形容纳腔821。顶板86覆盖在所述功能层85上,且具有贯穿所述顶板86的溶液进口861和流体驱动口862,所述溶液进口861与所述反应流道82直接连通。
在图10的(b)中,多个特异性微球传感器87,分别设置在所述多个回转体形容纳腔821内。微流控芯片80内的特异性微球传感器87包被有相应的抗原,经过化学发光酶联免疫反应后,通过采集每个特异性微球传感器87的荧光亮度来判断相应指标的检测结果。每个特异性微球传感器87都有一个相应的回转体形容纳腔821来限制其位置,这样在对微球位置进行限制的同时还避免了不同指标微球间的相互干扰,确保微球四周不受挤压,微球的球状外型使其能与流体进行均匀、充分的接触,从而使试剂与微球能实现充分、高效的生化反应。
微球作为抗原或抗体固相载体,球形的微球能确保表面反应的均一性,同时不会导致通道内产生死体积阻碍流体流动;更为重要的是,微球圆弧形的表面,能使流体产生流速与压强的协同变化,增加流体湍动程度;并在使用常规流体驱动设备时也能提高试剂与固相载体的接触效率。另外,通过多个包被不同抗原或抗体的特异性微球传感器87,使得一块芯片能同时进行多项疾病指标的检测,有效提高了检测效率。
参考图10和图11,在一些实施例中,反应流道82与所述废液腔83之间设有缓冲流道852,所述缓冲流道852的至少部分与所述反应流道82呈预设夹角。废液腔83能够对反应后的废液进行收集,缓冲流道852能够对试剂反应完成后并排入废液腔83之前实现缓冲作用,避免反应流道82中未反应的试剂在流体驱动作用下也直接地进入废液腔83。
所述缓冲流道852与所述废液腔83相接的部位还具有防变形结构853。所述防变形结构853被配置为在所述功能层85与所述底板84进行键合时维持所述缓冲流道852通径的一致性。防变形结构853被设置在缓冲流道852的末端,主要是考虑到微流控芯片80键合时先将功能层85与底板84进行键合,而键合过程往往不容易保持缓冲流道852的通径的一致性,因此利用防变形结构853来避免在键合过程中缓冲流道852通径无法有效保持一致性的问题。键合完成后可破坏掉该防变形结构853,以免防变形结构853影响废液流入废液腔83。
在图10的(a)和图11中,所述功能层85还可以包括:隔热槽851。隔热槽851设置在所述反应流道82的至少一侧,且所述多个回转体形容纳腔821位于所述隔热槽851在所述反应流道82的正投影的范围内。隔热槽851能够减少降低反应流道82的热量的向外扩散,从而减少芯片的热量损失,使得反应流道82的温度能够更快地达到指定的反应温度。隔热槽851内可设有空气或其他的隔热介质,也可以设置为真空。
参考图10的(a)和图11,在一些实施例中,所述功能层85还包括:挡板854。挡板854位于所述废液腔83远离所述反应流道82的一侧,用于形成与所述流体驱动口862连通的流体驱动腔855,且使所述流体驱动腔855的一端与所述废液腔83隔开,另一端与所述废液腔83连通。挡板854能够避免废液腔83中的废液经流体驱动口862进入流体驱动机构50,以免废液污染或腐蚀流体驱动机构50内部后导致流体控制不准确。
另外,参考图10的(a),在一些实施例中,所述微流控芯片80还包括:漏斗形溶液接收结构81。漏斗形溶液接收结构81设置在所述顶板86远离所述底板84的一侧,并与所述溶液进口861连通。这种漏斗形的溶液接收结构能够更容易且高效地接收移液枪尖31释放的溶液以及溶液混合,并且芯片内的溶液能够在流体驱动机构50的驱动作用下进出该溶液接收结构。
图12是根据本公开微流控芯片检测装置的一些实施例中流体驱动机构的连接关系示意图。参考图3和图12,在一些实施例中,所述流体驱动机构50包括:柱塞泵52和电磁阀组51。柱塞泵52可通过支架522和523固定设置在箱体91内。电磁阀组51可设置在箱体91内,并与所述柱塞泵52的气路连接。
在图12中,所述电磁阀组51包括:第一电磁阀511、第二电磁阀512、第三电磁阀513和第四电磁阀514。第一电磁阀511的第一端通过气路与所述微流控芯片80可操作地连接。第二电磁阀512的第一端通过气路与所述枪尖拾取机构32可操作地连接。第三电磁阀513的第一端分别通过气路与所述第一电磁阀511的第二端和所述第二电磁阀512的第二端连接,第三电磁阀513的第二端通过气路连接所述柱塞泵55的工作口。第四电磁阀514的第一端通过气路连接所述柱塞泵52的复位口,第四电磁阀514的第二端连通大气。
电磁阀组51中的多个电磁阀能够与柱塞泵52、微流控芯片80、枪尖拾取机构32等形成气路结构,通过对电磁阀的开闭控制可实现枪尖拾取机构32所拾取的移液枪尖31对溶液的吸取和释放以及微流控芯片80内溶液的流动驱动。采用柱塞泵55与电磁阀组相配合来进行流体的精准控制,实现了试剂的精准定量加注,从而在提高反应效率的同时提高了检测准确度。
在上述实施例中,微流控芯片检测装置可包括电源、控制器以及上位机等,其中电源实现装置内的供电,控制器实现对各机构的控制,上位机能够与控制器进行通信,以便获取装置内的数据,并向控制器发出相关指令。
参考图1-图12及前述各个实施例,下面以优生优育五项指标的酶联免疫检测为例说明一下检测过程。
首先,启动本微流控芯片检测装置的电源,等待柱塞泵、加热元件、步进电机、直流电机、相机等自检完成后,在上位机中设置吸取试剂量、洗液次数、加热与否等各类参数,并将装有定量试剂的试剂溶液容器、装满移液枪尖的枪尖存储机构和装有待测样本的样本溶液容器(例如混合离心管)设置在对应位置。
点击上位机中的操作按键(例如表示反应开始的虚拟按钮),温度控制机构开始进行控温,并使托盘平移驱动组件将芯片托盘伸出,实现出仓。在操作人员将微流控芯片放入芯片托盘后,点击上位机中的操作按键(例如表示已放入芯片的虚拟按钮),托盘平移驱动组件使芯片托盘缩回,完成进仓。
使与柱塞泵连接的真空吸盘对接头和芯片固定组件朝向微流控芯片运动,以使芯片固定组件压紧微流控芯片,并使真空吸盘对接头对接在微流控芯片的流动驱动口上。
操作者可根据需要选择反应步骤(以下以全步骤为例)。
首先,通过多个方向调整组件对枪尖拾取机构和托架的相对位置进行调整,以使枪尖拾取机构从枪尖存储机构中拾取第一个移液枪尖,然后使枪尖拾取机构将该移液枪尖插入到样本稀释液容器中,通过操作电磁阀组,将稀释液吸入移液枪尖。再将该移液枪尖定位到样本溶液容器,并通过操作电磁阀组将稀释液释放到样本溶液容器,以实现待测样本与稀释液的混合,从而形成样本溶液。
然后,通过操作电磁阀组将样本溶液吸入移液枪尖,再定位到微流控芯片的溶液接收结构。通过操作电磁阀组,使移液枪尖将样本溶液排出到溶液接收结构。再通过柱塞泵对微流控芯片的流体控制,驱动样本溶液进入特异性微球传感器所在的位置进行反应。为了加速反应,柱塞泵可进行微驱动使得样本溶液做微小的来回运动。反应结束后,由柱塞泵驱动反应后的废液排出至废液腔,并被废液腔中设置的的吸水材料吸收。
接下来,通过多个方向调整组件对枪尖拾取机构和托架的相对位置进行调整,使移液枪尖脱落到盒体中。然后,各个方向调整组件复位。至此完成第一步
后续步骤均通过多个方向调整组件以及流体驱动机构来实现移液枪尖的拾取、移动和脱离、溶液吸取和释放、溶液在微流控芯片内的流体驱动等。
在这些步骤中,通过清洗液对微流控芯片的反应流道进行清洗,此时可通过柱塞泵实现清洗液在反应流道内的大幅度抽排,然后排出到溶液接收结构,然后再次吸入反应流道进行清洗,按此反复多次(例如三次)完成清洗。
接下来,定量吸取酶标抗体溶液,将酶标抗体溶液注入微流控芯片,在酶标抗体溶液反应后将酶标抗体溶液排到废液腔。再分别使用新的移液吸头将两种激发液分两次移液至微流控芯片,通过多次吸排操作时使两种激发液进入反应流道并混合均匀。
最后,通过将相机对准微流控芯片的特异性微球传感器,将其化学发光强度通过图像灰度数据的方式存储至上位机内,并在上位机内分析显示检测结果并自动保存数据。至此检测过程结束,操作者根据需要可选择是否对装置内部进行散热,若进行散热,芯片托盘会弹出,内部的风扇开始工作一段时间,以便将装置内部空气与外部空气进行循环,将装置内部温度降至环境温度。由此,实现了全自动优生优育五项指标检测全过程。
至此,已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本公开的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种微流控芯片检测装置,其特征在于,包括:
芯片接收机构(10),被配置为接收微流控芯片(80);
多个溶液存储机构(20),分别被配置为存储多种溶液;
枪尖存储机构(30),被配置为存储多个待使用的移液枪尖(31);
枪尖拾取机构(32),被配置为从所述枪尖拾取机构(32)拾取移液枪尖(31);
流体驱动机构(50),与所述枪尖拾取机构(32)连通,被配置为通过所述枪尖拾取机构(32)拾取的移液枪尖(31)进行溶液的吸取和释放,以及通过与所述微流控芯片(80)的连通来实现所述微流控芯片(80)内溶液的流动;和
位置调整机构(60),与所述枪尖拾取机构(32)连接,被配置为调整所述枪尖拾取机构(32)相对于所述枪尖存储机构(30)、所述多个溶液存储机构(20)和所述芯片接收机构(10)的位置。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述枪尖拾取机构(32)被配置为在所述流体驱动机构(50)驱动所述移液枪尖(31)分别吸取所述多个溶液存储机构(20)中的溶液时,拾取不同的移液枪尖(31)进行溶液吸取。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片检测装置,还包括:
废弃枪尖收集机构,被配置为收集废弃枪尖;
其中,所述位置调整机构(60)进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述废弃枪尖收集机构上方,以便所述枪尖拾取机构(32)当前拾取并使用后的移液枪尖(31)从所述枪尖拾取机构(32)上脱落,并进入所述废弃枪尖收集机构。
4.根据权利要求3所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述废弃枪尖收集机构包括:具有内部空腔和与内部空腔直接连通的上插入口(711)的盒体(71),
其中,所述位置调整机构(60)进一步地被配置为使所述枪尖拾取机构(32)当前取并使用后的移液枪尖(31)从上向下插入所述上插入口(711),并通过晃动移液枪尖(31)的方式使所述移液枪尖(31)从所述枪尖拾取机构(32)上脱落。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述多个溶液存储机构(20)包括:
样本溶液容器(21),被配置为存储混合有待测样本的样本溶液或能够与试剂溶液混合形成样本溶液的待测样本;
至少一个试剂溶液容器,被配置为分别存储检测用的至少一种试剂溶液;
其中,所述位置调整机构(60)被配置为将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述枪尖存储机构(30)的上方以便所述枪尖拾取机构(32)拾取移液枪尖(31),并将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述样本溶液容器(21)、所述芯片接收机构(10)和/或所述至少一个试剂溶液容器的上方,以便所述流体驱动机构(50)通过所述移液枪尖(31)吸取或释放所述样本溶液或所述至少一种试剂溶液。
6.根据权利要求5所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述至少一个试剂溶液容器包括:
样本稀释液容器(22),被配置为存储用于混合稀释样本的稀释液;
其中,所述位置调整机构(60)进一步地被配置为将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述样本稀释液容器(22)的上方,以便所述流体驱动机构(50)通过所述移液枪尖(31)吸取稀释液,再将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述样本溶液容器(21)的上方,以便所述流体驱动机构(50)通过所述移液枪尖(31)释放稀释液到所述样本溶液容器(21)中与所述待测样本混合形成样本溶液,然后将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述芯片接收机构(10)的上方,以便所述流体驱动机构(50)使所述移液枪尖(31)向所述微流控芯片(80)释放所述样本溶液且驱动所述样本溶液在所述微流控芯片(80)内流动。
7.根据权利要求5或6所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述至少一个试剂溶液容器包括:
酶标抗体溶液容器(23),被配置为存储酶标抗体溶液;
清洗液容器(24),被配置为存储用于清洗所述微流控芯片(80)的清洗液;和
激发液容器(25),被配置为存储激发液;
其中,所述位置调整机构(60)进一步地被配置为按照预定顺序将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述酶标抗体溶液容器(23)、所述清洗液容器(24)和所述激发液容器(25)中的上方,以便所述流体驱动机构(50)通过所述移液枪尖(31)进行吸取对应容器中的溶液,并将所述枪尖拾取机构(32)调整到所述芯片接收机构(10)的上方,以便所述流体驱动机构(50)驱动所述移液枪尖(31)中吸取的溶液释放到所述微流控芯片(80)且在所述微流控芯片(80)内流动。
8.根据权利要求1所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,还包括:
托架(61),具有承托表面,其中,所述多个溶液存储机构(20)和所述枪尖存储机构(30)均设置在所述承托表面;
其中,所述位置调整机构(60)包括:
第一方向调整组件(62),与所述枪尖拾取机构(32)可操作地连接,被配置为在第一方向上调整所述枪尖拾取机构(32)的位置;
第二方向调整组件(63),与所述托架(61)可操作地连接,被配置为在第二方向上调整所述托架(61)的位置;
第三方向调整组件(64),与所述枪尖拾取机构(32)可操作地连接,被配置为在第三方向上调整所述枪尖拾取机构(32)的位置;
其中,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
9.根据权利要求8所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,还包括:废弃枪尖收集机构,被配置为收集废弃枪尖;
其中,所述废弃枪尖收集机构包括:
盒体(71),具有内部空腔和与内部空腔直接连通的上插入口(711),且与所述托架(61)固定连接;
抽屉(72),可移除地设置在所述托架(61)上,并位于所述盒体(71)的下方,以便接收从所述盒体(71)的内部空腔下落的废弃枪尖。
10.根据权利要求1所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述微流控芯片(80)具有溶液进口(861)、与所述溶液进口(861)连通的反应流道(82)和与所述反应流道(82)连通的废液腔(83),所述芯片接收机构(10)包括:
芯片托盘(11),被配置为承托所述微流控芯片(80),并使所述微流控芯片(80)的表面相对于水平面倾斜预设角度,以使所述反应流道(82)与所述废液腔(83)的连通位置高于所述废液腔(83)的其他位置,并使所述溶液进口(861)与所述反应流道(82)的连通位置低于所述反应流道(82)的其他位置。
11.根据权利要求10所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,还包括:
图像采集机构(41),被配置为对所述微流控芯片(80)的反应状态进行图像采集;
其中,所述图像采集机构(41)与所述位置调整机构(60)通过倾斜的转接件连接,以使所述图像采集机构(41)的拍摄面始终与所述微流控芯片(80)的表面平行。
12.根据权利要求10所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,还包括:温度控制机构,被配置为至少对所述微流控芯片(80)进行温度控制;其中,所述温度控制机构包括:
主加热组件(43),设置在所述芯片托盘(11)上,被配置为对所述微流控芯片(80)的下表面进行加热,以使所述微流控芯片(80)达到反应温度;
辅助加热组件(44),被配置为设置在所述微流控芯片(80)的上表面,以实现所述微流控芯片(80)的保温。
13.根据权利要求12所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述辅助加热组件(44)包括:
PCB加热板(441),具有封闭或非封闭的镂空部分(442);
其中,所述镂空部分(442)在所述微流控芯片(80)表面的正投影与所述反应流道(82)在所述微流控芯片(80)表面的正投影至少部分地重合。
14.根据权利要求1所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述微流控芯片(80)包括:
底板(84);
功能层(85),设置在所述底板(84)表面,且具有反应流道(82)和与所述反应流道(82)连通的废液腔(83),所述反应流道(82)具有沿所述反应流道(82)的延伸方向排布的多个回转体形容纳腔(821);
顶板(86),覆盖在所述功能层(85)上,且具有贯穿所述顶板(86)的溶液进口(861)和流体驱动口(862),所述溶液进口(861)与所述反应流道(82)直接连通;
多个特异性微球传感器(87),分别设置在所述多个回转体形容纳腔(821)内。
15.根据权利要求14所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述功能层(85)还包括:
隔热槽(851),设置在所述反应流道(82)的至少一侧,且所述多个回转体形容纳腔(821)位于所述隔热槽(851)在所述反应流道(82)的正投影的范围内。
16.根据权利要求14所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述反应流道(82)与所述废液腔(83)之间设有缓冲流道(852),所述缓冲流道(852)的至少部分与所述反应流道(82)呈预设夹角,所述缓冲流道(852)与所述废液腔(83)相接的部位还具有防变形结构(853),所述防变形结构(853)被配置为在所述功能层(85)与所述底板(84)进行键合时维持所述缓冲流道(852)通径的一致性。
17.根据权利要求14所述的微流控芯片检测装置,其特征在于,所述功能层(85)还包括:
挡板(854),位于所述废液腔(83)远离所述反应流道(82)的一侧,用于形成与所述流体驱动口(862)连通的流体驱动腔(855),且使所述流体驱动腔(855)的一端与所述废液腔(83)隔开,另一端与所述废液腔(83)连通。
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