CN208472117U - 基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台。所述基因测序仪包括芯片平台、基因测序芯片及弹性导热垫，所述芯片平台包括用于固定所述基因测序芯片的载台，所述载台上设置有低压槽，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽设置的通孔，所述弹性导热垫夹于所述载台与所述基因测序芯片之间且所述通孔对应所述低压槽，所述基因测序仪通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

Description

基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台

技术领域

本实用新型涉及一种基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台。

背景技术

基因测序仪是一种在生化、医学领域适用的、用于对DNA进行测序的仪器，其通常包括芯片平台及放置于所述芯片平台上的基因测序芯片。其中，所述基因测序芯片内用于加载DNA样本及试剂以进行测序，所述芯片平台具有平台主体及设置于所述平台主体上的基因测序芯片固定装置，所述基因测序芯片固定装置用于将所述基因测序芯片固定。

一般来说，加载在所述芯片平台上的基因测序芯片通常要通过温控模块的升降温来达到生化反应所需的条件，然而，在所述芯片平台对所述基因测序芯片进行升降温的过程中，所述基因测序芯片的本体会随着升降温的过程出现变形，其变形量取决于所述基因测序芯片各部分的材质。

通常地，现有的基因测序芯片包含三个部分：顶部的玻璃、底部的芯片主体(一般为硅板)、设置在周围的辅以对生物试剂兼容性良好的塑料外框。外框的作用一般是对玻璃和芯片主体部分进行支撑，保护基因测序芯片并方便用户对基因测序芯片的拿放。

目前，所述基因测序芯片加载到芯片平台上主要有两种方式，一种是机械压紧，一种是利用真空吸附。机械压紧的方式是将基因测序芯片置于芯片平台上，在芯片平台上设置机械卡扣将基因测序芯片的位置固定；真空吸附的方式是在芯片平台的表面上开若干互相连通的浅槽，当基因测序芯片置于芯片平台上时，其底部的芯片主体与这些浅槽形成封闭的腔室，使用真空泵将腔室内的空气吸走形成真空，即可利用大气压将基因测序芯片吸附在芯片平台上。

然而，在芯片平台对所述基因测序芯片进行升降温的过程中，基因测序芯片的玻璃、芯片主体和外框一般都会因为受热产生变形，但是这三部分由于材质的不同，其变形量也会有所不同。一般来说，外框使用的塑料材质，其受温度变化引起的变形远大于芯片主体，但由于这三部分是互相连接的，在受温度变化引起的变形时也会互相影响，变形较大的外框会对芯片主体产生热应力，增加芯片主体的变形。

具体来说，外框带动芯片主体变形会导致芯片主体翘曲，对工作原理依赖光学成像的基因测序芯片的影响很大，特别是对于加载方式是真空吸附的芯片平台来说，外框带动芯片主体变形除了会对依赖光学成像的基因测序芯片产生影响外，还有几率在基因测序芯片的芯片主体与芯片平台之间产生缝隙，使原本维持真空的腔室与外界直接连通，无法维持基因测序芯片吸附在芯片平台时所需的真空度，从而使所述基因测序芯片的加载失败。

实用新型内容

为解决现有技术基因测序芯片在升降温时外框变形而影响基因测序的技术问题，本实用新型提出一种基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台。

一种基因测序仪，其包括芯片平台、基因测序芯片及弹性导热垫，所述芯片平台包括用于固定所述基因测序芯片的载台，所述载台上设置有低压槽，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽设置的通孔，所述弹性导热垫夹于所述载台与所述基因测序芯片之间且所述通孔对应所述低压槽，所述基因测序仪通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

在一种实施例中，所述弹性导热垫粘接于所述载台上。

在一种实施例中，所述弹性导热垫粘接于所述基因测序芯片上。

在一种实施例中，所述基因测序芯片包括芯片主体及固定所述芯片主体外围的外框，所述弹性导热垫位于所述芯片主体与所述载台之间。

在一种实施例中，所述弹性导热垫粘接于所述芯片主体上。

在一种实施例中，所述外框包括首尾相连的多个框条，所述多个框条远离所述载台的一侧具有承载部，所述芯片主体设置于所述承载部上，所述多个框条的内侧壁还围成收容空间，所述弹性导热垫及所述载台的至少部分容置于所述收容空间中。

在一种实施例中，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽内侧的第一部分、对应所述低压槽外侧的第二部分及连接所述第一部分与所述第二部分的连接部。

在一种实施例中，所述低压槽包括多个条形槽，所述多个条形槽相接连成多个格子状，所述通孔包括多个相互独立的条形孔，每个条形孔对应一个格子的一个条形槽。

一种基因测序芯片模块，其包括基因测序芯片及弹性导热垫，所述弹性导热垫固定于所述基因测序芯片的一侧，用于将所述基因测序芯片的至少部分与承载所述基因测序芯片的载台间隔，所述弹性导热垫包括对应所述载台的低压槽设置的通孔，进而通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

一种基因测序仪的芯片平台，其包括用于固定基因测序芯片的载台及设置于所述载台上的弹性导热垫，所述载台上设置有低压槽，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽设置的通孔，所述弹性导热垫夹于所述载台与所述基因测序芯片之间且所述通孔对应所述低压槽，所述基因测序仪通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

与现有技术相比较，本实用新型的基因测序仪、基因测序芯片模块及芯片平台中，所述弹性导热垫可均匀导热从而不影响所述芯片平台对所述基因测序芯片的升降温，而且所述弹性导热垫还利用自身软的特性，分别跟随所述芯片平台载台表面和所述基因测序芯片的表面的膨胀变形，而不搓动错位，进而不会产生缝隙避免真空漏气失压，确保密封性，从而使所述基因测序芯片在工作中不旋转位移，不真空漏气失压而弹起，并且可以有效提高工作端面密封性和对微小尘埃的包容性，并可有效降低用于抽取空气的真空泵工作强度，提高损耗器件使用寿命，也显著提高海拔变化带来的芯片平台上加载所述基因测序芯片的能力和适应性。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施方式的基因测序仪的部分内部结构的立体结构示意图，图中所示是其芯片平台和基因测序芯片。

图2是图1所示基因测序仪部分内部结构的立体分解示意图。

图3是图2所示基因测序芯片的立体分解示意图。

图4是本实用新型一较佳实施方式的基因测序芯片模块的立体结构示意图。

图5是图4所示基因测序芯片模块的反面示意图。

图6是图4所示基因测序芯片模块的立体分解示意图。

图7是具有图4所示基因测序芯片模块的基因测序仪部分内部结构的立体分解示意图。

图8是图6所示基因测序芯片的立体分解示意图。

主要元件符号说明

基因测序仪 10、20

芯片平台 11、21

基因测序芯片 12、22

弹性导热垫 13、23

芯片连接模块 110、210

平台主体 111、211

载台 112、212

低压槽 113、213

通孔 131、231

第一部分 13a、23a

第二部分 13b、23b

连接部 13c、23c

条形槽 113a、213a

条形孔 131a、231a

圆形孔 131b、231b

芯片主体 121、221

外框 122、222

顶板 123、223

框条 122a、222a

承载部 122b、222b

收容空间 122c、222c

基因测序芯片模块 25

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

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似应用，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过实施方式详细描述。

请参阅图1及图2，图1是本实用新型一较佳实施方式的基因测序仪10的部分内部结构的立体结构示意图，图中所示是其芯片平台11和基因测序芯片12；图2是图1所示基因测序仪10的部分内部结构的立体分解示意图。所述基因测序仪10包括芯片平台11、基因测序芯片12及弹性导热垫13。

所述芯片平台11包括平台主体111、设置于所述平台主体111上且用于固定所述基因测序芯片12的载台112、及位于所述载台112两侧用于将待测物(如包含核酸的溶液、DNA样本及试剂等)直接或通过引导元件间接导入所述基因测序芯片12以及将完成测序的物质导出的芯片连接模块110。所述平台主体111可以设置于基因测序仪10的基体14上，所述载台112上设置有低压槽113。所述弹性导热垫13包括对应所述低压槽113设置的通孔131，所述弹性导热垫13夹于所述载台112与所述基因测序芯片12之间且所述通孔131对应所述低压槽113。所述基因测序仪10通过抽取所述低压槽113及所述通孔131中的至少部分空气使得所述低压槽113及所述通孔131中产生负压从而将所述基因测序芯片12固定在所述载台112上。在本实施例中，所述基体14是可加热制冷的珀耳贴元件，属于温控模块。所述平台主体111及其载台112是金属材质，能够传递热量。

可以理解，所述基因测序芯片12内加载所述待测物以进行测序。具体地，所述基因测序芯片12表面可以具有内部流道及位于所述内部流道内的反应区域，所述待测物可以流入所述内部流道流入所述反应区域，通过照射预定光至所述反应区域并(如通过显微镜相机)获取所述反应区域的出射光来获取基因检测结果。可以理解，除了所述芯片平台11、基因测序芯片12及弹性导热垫13外，本实用新型基因测序仪10还可以包括并未在图示中示意出的抽空气用的真空泵、光源、显微镜相机、液路系统等其他模块，此处不进行赘述。

在一种实施例中，所述基因测序仪10中，所述弹性导热垫13可以通过胶体粘接于所述载台112上，但是可以理解，在一种变更实施例中，所述弹性导热垫13也可以直接放置在所述载台112上从而夹于所述载台112与所述基因测序芯片12之间，在另一种实施例中，所述弹性导热垫13也可以通过胶体粘接于所述基因测序芯片12上。

所述弹性导热垫13可以为硅胶材料制成的导热硅胶垫，其包括对应所述低压槽113内侧的第一部分13a、对应所述低压槽113外侧的第二部分13b及连接所述第一部分13a与所述第二部分13b的连接部13c。

所述低压槽113包括多个条形槽113a，所述多个条形槽113a相接连成多个格子状(如沿预定方向依序连接的矩形格子)，所述通孔131包括多个相互独立的条形孔131a，每个条形孔131a对应一个格子的一个条形槽113a。所述通孔131还可以包括圆形孔131b，所述圆形孔131b位于两个条形孔131a之间，且对应两个条形槽113a的连接处。

请参阅图3，图3是图2所示基因测序芯片12的立体分解示意图。所述基因测序芯片12包括芯片主体121、固定所述芯片主体121外围的外框122及设置于所述芯片主体121远离所述弹性导热垫13一侧的顶板123，所述弹性导热垫13位于所述芯片主体121与所述载台112之间。所述外框122包括首尾相连的多个框条122a，所述多个框条122a远离所述载台112的一侧具有承载部122b，所述承载部122b可以为台阶部，所述芯片主体121设置于所述承载部122b上，所述多个框条122a的内侧壁还围成收容空间122c，所述弹性导热垫13及所述载台112的至少部分还用于容置于所述收容空间122c中，使得所述平台主体111可以支撑所述外框122，所述载台112穿过所述收容空间122c通过所述弹性导热垫13与所述芯片主体121进行热量交换。

进一步地，由前述可知，所述基因测序仪10中，所述弹性导热垫13可以通过胶体粘接于所述载台112上，也可以直接放置在所述载台112上从而夹于所述载台112与所述基因测序芯片之间，或者通过胶体粘接于所述基因测序芯片12上。当所述弹性导热垫13通过胶体粘接于或放置于所述载台112上时，所述弹性导热垫13可以作为所述芯片平台的一个组成部分，与所述载台112、平台主体111共同组成基因测序仪10的芯片平台11；当所述弹性导热垫13通过胶体粘接于所述基因测序芯片12上，所述弹性导热垫13可以与所述基因测序芯片12组成一个基因测序芯片模块，请参阅图图4、图5、图6及图7，图4是本实用新型一较佳实施方式的基因测序芯片模块25的立体结构示意图，图5是图4所示基因测序芯片模块25的反面示意图，图6是图4所示基因测序芯片模块25的立体分解示意图，图7是具有所述基因测序芯片模块25的基因测序仪20的部分内部结构的立体分解示意图。所述基因测序仪20包括芯片平台21及所述基因测序芯片模块25。

所述芯片平台21包括平台主体211、设置于所述平台主体211上且用于固定所述基因测序芯片模块25的载台212、及位于所述载台212两侧用于将待测物(如包含核酸的溶液、DNA样本及试剂等)直接或通过引导元件间接导入所述基因测序芯片22以及将完成测序的物质导出的芯片连接模块210，所述平台主体211可以设置于基因测序仪20的基体24上，所述载台212上设置有低压槽213。所述基因测序芯片模块25包括基因测序芯片22及弹性导热垫23，所述弹性导热垫23固定于所述基因测序芯片22的一侧，用于将所述基因测序芯片22的至少部分与承载所述基因测序芯片22的载台212间隔，所述弹性导热垫23包括对应所述载台212的低压槽213设置的通孔231，进而所述基因测序仪20通过抽取所述低压槽213及所述通孔231中的至少部分空气使得所述低压槽213及所述通孔231中产生负压从而将所述基因测序芯片22固定在所述载台212上。在本实施例中，所述基体24是可加热制冷的珀耳贴元件，属于温控模块。所述平台主体211及其载台212是金属材质，能够传递热量。

可以理解，所述基因测序芯片22内加载所述待测物以进行测序。具体地，所述基因测序芯片22表面可以具有内部流道及位于所述内部流道内的反应区域，所述待测物可以流入所述内部流道流入所述反应区域，通过照射预定光至所述反应区域并(如通过显微镜相机)获取所述反应区域的出射光来获取基因检测结果。可以理解，除了所述芯片平台21及基因测序芯片模块25外，本实用新型基因测序仪20还可以包括并未在图示中示意出的抽空气用的真空泵、光源、显微镜相机、液路系统等其他模块。

所述弹性导热垫23可以为硅胶材料制成的导热硅胶垫，其包括对应所述低压槽213内侧的第一部分23a、对应所述低压槽213外侧的第二部分23b及连接所述第一部分23a与所述第二部分23b的连接部23c。

所述低压槽213包括多个条形槽213a，所述多个条形槽213a相接连成多个格子状(如沿预定方向依序连接的矩形格子)，所述通孔231包括多个相互独立的条形孔231a，每个条形孔231a对应一个格子的一个条形槽213a。所述通孔231还可以包括圆形孔231b，所述圆形孔231b位于两个条形孔231a之间，且对应两个条形槽213a的连接处。

请参阅图8，图8是图6所示基因测序芯片22的立体分解示意图。所述基因测序芯片22包括芯片主体221、固定所述芯片主体221外围的外框222及设置于所述芯片主体221远离所述弹性导热垫23一侧的顶板223。所述顶板223可以为透光板，所述弹性导热垫23粘接于所述芯片主体221上从而位于所述芯片主体221与所述载台212之间。所述外框222包括首尾相连的多个框条222a，所述多个框条222a远离所述载台212的一侧具有承载部222b，所述芯片主体221设置于所述承载部222b上，所述多个框条222a的内侧壁还围成收容空间222c，所述弹性导热垫23及所述载台212的至少部分容置于所述收容空间222c中，所述载台212穿过所述收容空间222c通过所述弹性导热垫23与所述芯片主体221进行热量交换。

与现有技术相比较，本实用新型的基因测序仪10、20、基因测序芯片模块25及芯片平台11、21中，所述弹性导热垫13、23即可均匀导热从而不影响所述芯片平台11、21对所述基因测序芯片12、22的升降温，而且所述弹性导热垫13、23还利用自身软的特性即可在外力施加时发生弹性形变且可在外力消失时基本恢复原状)，分别跟随所述芯片平台11、21的载台112、212表面和所述基因测序芯片12、22的表面的膨胀变形，而不搓动错位，进而不会产生缝隙避免真空漏气失压，确保密封性，从而使所述基因测序芯片12、22在工作中不旋转位移，不真空漏气失压而弹起，并且可以有效提高工作端面密封性和对微小尘埃的包容性，并可有效降低用于抽取空气的真空泵工作强度，提高损耗器件使用寿命，也显著提高海拔变化带来的芯片平台11、21上加载所述基因测序芯片12、22的能力和适应性。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基因测序仪，其特征在于：所述基因测序仪包括芯片平台、基因测序芯片及弹性导热垫，所述芯片平台包括用于固定所述基因测序芯片的载台，所述载台上设置有低压槽，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽设置的通孔，所述弹性导热垫夹于所述载台与所述基因测序芯片之间且所述通孔对应所述低压槽，所述基因测序仪通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

2.如权利要求1所述的基因测序仪，其特征在于：所述弹性导热垫粘接于所述载台上。

3.如权利要求1所述的基因测序仪，其特征在于：所述弹性导热垫粘接于所述基因测序芯片上。

4.如权利要求1所述的基因测序仪，其特征在于：所述基因测序芯片包括芯片主体及固定所述芯片主体外围的外框，所述弹性导热垫位于所述芯片主体与所述载台之间。

5.如权利要求4所述的基因测序仪，其特征在于：所述弹性导热垫粘接于所述芯片主体上。

6.如权利要求4所述的基因测序仪，其特征在于：所述外框包括首尾相连的多个框条，所述多个框条远离所述载台的一侧具有承载部，所述芯片主体设置于所述承载部上，所述多个框条的内侧壁还围成收容空间，所述弹性导热垫及所述载台的至少部分容置于所述收容空间中。

7.如权利要求1所述的基因测序仪，其特征在于：所述弹性导热垫包括对应所述低压槽内侧的第一部分、对应所述低压槽外侧的第二部分及连接所述第一部分与所述第二部分的连接部。

8.如权利要求1所述的基因测序仪，其特征在于：所述低压槽包括多个条形槽，所述多个条形槽相接连成多个格子状，所述通孔包括多个相互独立的条形孔，每个条形孔对应一个格子的一个条形槽。

9.一种基因测序芯片模块，其特征在于：所述基因测序芯片模块包括基因测序芯片及弹性导热垫，所述弹性导热垫固定于所述基因测序芯片的一侧，用于将所述基因测序芯片的至少部分与承载所述基因测序芯片的载台间隔，所述弹性导热垫包括对应所述载台的低压槽设置的通孔，进而通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。

10.一种基因测序仪的芯片平台，其特征在于：所述芯片平台包括用于固定基因测序芯片的载台及设置于所述载台上的弹性导热垫，所述载台上设置有低压槽，所述弹性导热垫包括对应所述低压槽设置的通孔，所述弹性导热垫夹于所述载台与所述基因测序芯片之间且所述通孔对应所述低压槽，所述基因测序仪通过抽取所述低压槽及所述通孔中的至少部分空气使得所述低压槽及所述通孔中产生负压从而将所述基因测序芯片固定在所述载台上。