CN207904239U - 生物芯片承载装置及测序仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物芯片承载装置，其包括芯片平台、半导体制冷器、散热器、悬架和弹性元件。所述芯片平台用于承载生物芯片。所述半导体制冷器用于提供所述生物芯片进行生化反应所需的温度环境。所述散热器，用于逸散热量。所述悬架与所述芯片平台可拆卸地连接，并将所述半导体制冷器及散热器依序悬挂在所述芯片平台与所述悬架之间。所述弹性元件夹设在所述悬架和所述散热器之间。本实用新型还涉及一种测序仪。本实用新型的生物芯片承载装置能够降低芯片平台形变、并能提升连接可靠性。

Description

生物芯片承载装置及测序仪

技术领域

本实用新型涉及测序领域，尤其涉及一种生物芯片承载装置及测序仪。

背景技术

在进行测序时，通常需要对生物芯片(例如基因测序芯片)进行升降温处理，以使生物芯片内能够发生生化反应。生物芯片承载装置通常需要将生化反应所需的温度环境及拍照所需的平面集中在一个模块中，并采用半导体制冷器(Thermo Electric Cooler，TEC)加热及制冷。

现有的生物芯片承载装置包括芯片平台、TEC及散热器。其中，芯片平台用于承载生物芯片，芯片平台和散热器通过螺栓连接，并将TEC设置于芯片平台和散热器之间，从而生物平台能够根据TEC的升降温而升降温，进而生物芯片也能够随芯片平台的升降温而升降温。然而，由于生物芯片完全贴合在芯片平台上，因此生物芯片的形状易随芯片平台的形变而发生变化。因此，当芯片平台与散热器通过螺栓直接连接时，易导致芯片平台受到很大的力矩而产生弯曲，进而影响生物芯片的拍照。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种降低芯片平台形变、提升连接可靠性的生物芯片承载装置及测序仪。

一种生物芯片承载装置，包括：

芯片平台，用于承载生物芯片；

半导体制冷器，用于提供所述生物芯片进行生化反应所需的温度环境；

散热器，用于逸散热量；

悬架，所述悬架与所述芯片平台可拆卸地连接，并将所述半导体制冷器及所述散热器依序悬挂在所述芯片平台与所述悬架之间；以及

弹性元件，所述弹性元件夹设在所述悬架和所述散热器之间。

在一实施例中，所述生物芯片承载装置还包括若干锁固件，所述芯片平台包括基座平台和自所述基座平台中部向上凸设的芯片座，所述芯片座用于承载所述生物芯片，所述基座平台自所述芯片座的两侧分别设有相对的若干通孔，所述悬架设有若干与所述通孔相对的锁固孔，所述锁固件穿过所述通孔锁固于所述悬架的锁固孔内。

在一实施例中，所述散热器为液冷散热器，所述散热器包括散热模块，所述散热模块的上表面设有收容所述半导体制冷器的收容框，所述散热模块的下表面设有容置若干散热翘片的容置槽。

在一实施例中，所述散热器还包括与所述散热模块密封连接的固定板架，所述固定板架的上表面垂直向上设有环形的凸缘，所述凸缘与所述散热模块的容置槽相配合。

在一实施例中，所述容置槽内设有液冷流道，所述固定板架设有与所述液冷流道相连通的进液口和出液口。

在一实施例中，所述固定板架的一端垂直向下延伸两相对的卡块，每一卡块设有与所述进液口或出液口相连通的进液孔或出液孔。

在一实施例中，在一实施例中，所述固定板架的下表面设有若干定位柱，所述悬架设有若干与所述定位柱相匹配的定位孔。

在一实施例中，所述悬架包括底板、前侧板和后侧板，所述底板、所述前侧板和所述后侧板共同围成收容所述半导体制冷器及所述散热器的收容空间。

在一实施例中，所述弹性元件为弹片或弹簧。

一种测序仪，其包括上述生物芯片承载装置。

相较现有技术，本实用新型的生物芯片承载装置，通过增设悬架及弹性元件，悬架与芯片平台可拆卸连接，并将所述半导体制冷器及散热器悬挂在所述芯片平台与所述悬架之间，从而提升了芯片平台、半导体制冷器、散热器及悬架之间的连接可靠性。此外，弹性元件设置于散热器和悬架之间，从而为半导体制冷器和散热器提供弹性推力，进而使得芯片平台受力矩很小且可控，因此能够显著降低芯片平台的形变，并确保测试过程中生物芯片的平整性。

附图说明

图1是本实用新型生物芯片承载装置的一较佳实施例的组装图。

图2是图1的另一角度视图。

图3是图1中的立体分解图。

图4是图3的另一角度视图。

图5是现有生物芯片承载装置的受力效果评价结果图。

图6是本实用新型生物芯片承载装置的受力效果评价结果图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的一较佳实施例的生物芯片承载装置100应用于测序仪(图中未示)，其包括芯片平台10、半导体制冷器20、散热器3、悬架50及弹性元件60。可以理解的，所述生物芯片承载装置100还可以应用于其他检测仪器，例如是，但不局限于免疫分析仪或化学分析仪。所述散热器3包括散热模块30和与所述散热模块密封连接的固定板架40。所述芯片平台10与所述悬架50可拆卸地连接在一起，并将所述半导体制冷器20、所述散热模块30、所述固定板架40及所述弹性元件60依序夹设在所述芯片平台10与所述悬架50之间。在本实施例中，所述半导体制冷器20、所述散热模块30及所述固定板架40通过所述弹性元件60悬挂在所述芯片平台10与所述悬架50之间。

其中，所述芯片平台10用于承载生物芯片(图未示)。所述半导体制冷器20用于提供所述生物芯片进行生化反应所需的温度环境。所述散热模块30用于逸散所述半导体制冷器20产生的热量。所述固定板架40用于将所述半导体制冷器20及所述散热模块30活动设置在所述生物芯片承载装置100中的预设位置。所述弹性元件60用于为半导体制冷器20、散热模块30和固定板架40提供弹性推力。

请一并参阅图1和图2，所述生物芯片承载装置100还包括若干第一锁固件70和若干第二锁固件80，所述第一锁固件70用于将所述芯片平台10与所述悬架50固定连接在一起，所述第二锁固件80用于将所述散热模块30和所述固定板架40固定连接在一起。在本实施例中，所述第一锁固件70和所述第二锁固件80为螺栓。

可以理解的，在其他实施例中，所述第一锁固件70和所述第二锁固件80不限于螺栓，其他可以实现可拆卸连接的元件也可以应用于本实用新型，例如卡扣。

请一并参阅图3和图4，所述芯片平台10包括基座平台11和自所述基座平台11中部向上凸设的芯片座12。所述芯片座12用于承载有所述生物芯片。所述基座平台11自所述芯片座12的两侧分别设有相对的若干通孔111，从而能够避免所述芯片平台10在组装时因受力不均而产生的形变，进而确保所述生物芯片在测试过程中保持平整。

可以理解的，所述生物芯片可以为基因测序芯片。

所述基座平台11背离所述芯片座12的一侧具有接触面112。所述接触面112与所述半导体制冷器20的上表面相贴合。因此，所述半导体制冷器20产生的热量能够提供给所述芯片平台10所承载的生物芯片，或者从中带走热量。

所述半导体制冷器20例如是帕尔贴。所述半导体制冷器20的上方沿侧面设有操作块21。所述操作块21便于用户对所述生物芯片承载装置100的组装及拆卸。

在本实施例中，所述散热器3为液冷散热器。所述散热模块30的顶端设有收容所述半导体制冷器20的收容框310。可以理解的，所述散热模块30能够排走所述半导体制冷器20逸散的热量。

在本实施例中，所述散热模块30包括基板31、自所述基板31相对的两侧垂直向上延伸的两定位块32，及自所述基板31向四周边垂直向外延伸的四锁固块33。所述基板31、所述两定位块32及所述四锁固块33共同围成所述收容框310。相邻的两锁固块33于所述半导体制冷器20的操作块21相对的位置形成有一操作口34。所述操作块21与所述锁固块33的上表面相抵接，从而方便用户通过操作口34对所述生物芯片承载装置100进行组装及拆卸。

所述基板31具有上表面311和下表面312，所述锁固块33具有上端面331和下端面332，所述基板31的上表面311低于所述锁固块33的上端面331，所述基板31的下表面312与所述锁固块33的下端面332相齐平。所述基板31的下表面312设有容置若干散热翘片3122的容置槽3121，并在所述容置槽内3121设有液冷流道3123。所述液冷流道3123设置在所述若干散热翘片3122之间及所述若干散热翘片3122与所述容置槽3121的槽壁之间。所述液冷流道3123用于将冷却液流经所述若干散热翘片3122，以将所述半导体制冷器20产生的热量带出所述生物芯片承载装置100外。

每一锁固块33开设有锁固孔333。所述第二锁固件80锁固于对应的锁固孔333内。

所述固定板架40还用于向所述散热模块30供给所述冷却液，以将热量带出所述生物芯片承载装置100外。所述固定板架40包括支撑板41及自所述支撑板41向四周边垂直向外延伸的四锁固块42。

所述支撑板41具有上表面411和下表面412。所述支撑板41的上表面411垂直向上设有环形的凸缘413。所述凸缘413与所述散热模块30的容置槽3121相配合，从而实现所述散热模块30与所述固定板架40密封连接，进而避免所述冷却液流出。所述上表面411与所述凸缘413形成容置所述冷却液的环形的凹槽414。所述凹槽414的槽底设有与所述液冷流道3123相连通的进液口415和出液口416。在本实施例中，所述进液口415和出液口416设置在所述支撑板41的一端，且靠近所述凸缘413。

所述支撑板41的下表面412形成有若干定位柱417。在本实施例中，所述若干定位柱417形成于所述支撑板41的中部且呈对称分布，以确保所述半导体制冷器20和所述散热模块30受力均衡。所述定位柱417用于将所述固定板架40安装于所述悬架50中的预设位置。所述支撑板41的下表面412的一端设有相对的两卡块418。所述两卡块418进一步用于将所述固定板架40安装于所述悬架50中的预设位置。可以理解的，每一卡块418设有与所述进液口415或出液口416相连通的进液孔4181或出液孔4182。

每一锁固块42设有与所述散热模块30的锁固孔333相对的通孔421。所述第二锁固件80能够穿过所述通孔421锁固于所述散热模块30对应的锁固孔333内。

所述悬架50包括底板51、自所述底板51相对的两侧垂直向上延伸的前侧板52及后侧板53。所述底板51、所述前侧板52及所述后侧板53共同围成收容半导体制冷器20、散热模块30及所述固定板架40的收容空间54。

所述底板51的一端开设缺口511。所述固定板架40的卡块418能够穿过所述缺口511。所述底板51设有若干用于固定所述弹性元件60的卡孔512。优选的，为了确保所述半导体制冷器20、散热模块30和固定板架40受力均衡，所述卡孔512自底板51的中心呈对称分布。所述底板51还设有若干与所述固定板架40的定位柱相匹配的定位孔513。在本实施例中，所述底板51于两侧端的中部开设两相对的定位孔513，从而有利于所述固定板架40、散热器3在组装过程中的保持平衡。所述底板51大致呈正方形，以确保组装所述悬架50和所述芯片平台10时受力较为均衡。

所述前侧板52于中部开设一开口521，以形成两相对的锁固块522。每一锁固块522的顶端部开设与所述芯片平台10的通孔111相对应的锁固孔523。所述第一锁固件70穿过所述芯片平台10的通孔111并锁固于对应的锁固孔523内。所述前侧板52的开口521的中部垂直向上凸起一防呆块524，所述防呆块524用以防止用户在组装所述生物芯片承载装置100时出错，从而快速准确地实现对所述生物芯片承载装置100组装。

所述后侧板53于中部开设一开口531，以形成两相对的锁固块532。每一锁固块532的顶端部开设与所述芯片平台10的通孔111相对应的锁固孔533。所述第一锁固件70穿过所述芯片平台10的通孔111并锁固于对应的锁固孔533内。

进一步的，位于所述缺口511两侧的两锁固块522，532之间的宽度大于或等于所述固定板架40的支撑板41的宽度、所述散热模块30的基板31的宽度，以使所述散热模块30与所述固定板架40部分收容于所述悬架50的收容空间54内。

可以理解的，所述前侧板52的锁固块522的宽度L1不等于所述后侧板53的锁固块532的的宽度L2，也即所述前侧板52的锁固块522与所述后侧板的锁固块532呈不对称称分布，从而能够有效避免用户在组装所述生物芯片承载装置100时出错。在本实施例中，所述前侧板52的锁固块522的宽度L1大于所述后侧板53的锁固块532的的宽度L2。可以理解的，在其他实施例中，所述前侧板52的锁固块522的宽度L1小于所述后侧板53的锁固块532的的宽度L2。

可以理解的，所述前侧板52开设的开口521和所述后侧板53开设的开口531能够方便用户对所述生物芯片承载装置100进行组装及拆卸。

所述弹性元件60例如是，但不局限于弹片或弹簧，其他能够提供弹性推力给所述半导体制冷器20和所述散热器3的弹性件亦可用于本实用新型。在本实施例中，所述弹性元件60为弹簧。

在本实施例中，组装所述生物芯片承载装置100时，首先将所述固定板架40的凸缘413收容于所述散热模块30的容置槽3121内，并将所述第二锁固件80穿过所述固定板架40的通孔421并且锁固于所述散热模块30的锁固孔333内，从而实现所述散热模块30与所述固定板架40密封连接。将所述半导体制冷器20收容于所述散热模块30的收容框310内，此时所述半导体制冷器20的操作块21抵接所述散热模块30的锁固块33的上端面331。将所述弹性元件60安装于所述悬架的卡孔512内，将所述固定板架40的定位柱417对准所述悬架50的定位孔513，并所述固定板架40的卡块418穿过所述悬架50的缺口511，及将所述半导体制冷器20、所述散热模块30及所述固定板架40收容于所述悬架50的收容空间54内。最后，将第一锁固件70穿过所述芯片平台10的通孔111并锁固于所述悬架50的锁固孔523，533内，从而实现所述芯片平台10与所述悬架50的固定连接，此时，所述半导体制冷器20、所述散热模块30及所述固定板架40悬挂在所述芯片平台10和所述悬架50内。

可以理解的，上述组装方式不限于本实用新型，所述半导体制冷器20、所述散热模块30、所述固定板架40及所述悬架50的组装方式可以根据实际情况先后调整组装顺序。

本实用新型还提供一种测序仪(图未示)，所述测序仪包括本体(图未示)和安载于所述本体的所述生物芯片承载装置100。

所述测序仪例如是，但不局限于基因测序仪。

性能测试

将本实用新型的生物芯片承载装置和现有的生物芯片承载装置进行平面度测试。其中，现有的生物芯片承载装置是指芯片平台与散热器通过螺栓直接连接，而本实用新型的生物芯片承载装置是指增设悬架和弹性元件，通过悬架与芯片平台连接，并使散热器悬挂于悬架与芯片平台之间。由图5和图6可看出，现有的生物芯片承载装置的形变较大；而本实用新型的生物芯片承载装置由于装配结构的改进，芯片平台与散热器采用弹性元件预压柔性连接，芯片平台因此受力矩很小且可控，其形变较小。

本实用新型的生物芯片承载装置，通过增设悬架及弹性元件，悬架与芯片平台可拆卸连接，并将所述半导体制冷器及散热器悬挂在所述芯片平台与所述悬架之间，从而提升了芯片平台、半导体制冷器及散热器及悬架之间的连接可靠性。此外，弹性元件设置于散热器和悬架之间，从而为半导体制冷器20和散热器3提供弹性推力，半导体制冷器能够灵活地上下活动，进而使得芯片平台受力矩很小且可控，因此能够显著降低芯片平台的形变，并确保测试过程中生物芯片的平整性。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物芯片承载装置，包括：

芯片平台，用于承载生物芯片；

半导体制冷器，用于提供所述生物芯片进行生化反应所需的温度环境；

散热器，用于逸散热量；

悬架，所述悬架与所述芯片平台可拆卸地连接，并将所述半导体制冷器及所述散热器依序悬挂在所述芯片平台与所述悬架之间；以及

弹性元件，所述弹性元件夹设在所述悬架和所述散热器之间。

2.如权利要求1所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述生物芯片承载装置还包括若干锁固件，所述芯片平台包括基座平台和自所述基座平台中部向上凸设的芯片座，所述芯片座用于承载所述生物芯片，所述基座平台自所述芯片座的两侧分别设有相对的若干通孔，所述悬架设有若干与所述通孔相对的锁固孔，所述锁固件穿过所述通孔锁固于所述悬架的锁固孔内。

3.如权利要求1所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述散热器为液冷散热器，所述散热器包括散热模块，所述散热模块的上表面设有收容所述半导体制冷器的收容框，所述散热模块的下表面设有容置若干散热翘片的容置槽。

4.如权利要求3所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述散热器还包括与所述散热模块密封连接的固定板架，所述固定板架的上表面垂直向上设有环形的凸缘，所述凸缘与所述散热模块的容置槽相配合。

5.如权利要求4所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述容置槽内设有液冷流道，所述固定板架设有与所述液冷流道相连通的进液口和出液口。

6.如权利要求5所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述固定板架的一端垂直向下延伸两相对的卡块，每一卡块设有与所述进液口或出液口相连通的进液孔或出液孔。

7.如权利要求4所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述固定板架的下表面设有若干定位柱，所述悬架设有若干与所述定位柱相匹配的定位孔。

8.如权利要求1所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述悬架包括底板、前侧板和后侧板，所述底板、所述前侧板和所述后侧板共同围成收容所述半导体制冷器及所述散热器的收容空间。

9.如权利要求1所述的生物芯片承载装置，其特征在于：所述弹性元件为弹片或弹簧。

10.一种测序仪，其特征在于，所述测序仪包括如权利要求1-9中任意一项所述的生物芯片承载装置。