CN213924845U - 承载系统和测序装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种承载系统和测序装置，该承载系统包括基座，具有用于承载反应器的承载面；温控装置，包括制冷器和导热板，在承载面承载有反应器的情况下，制冷器通过导热板与反应器连接；以及连接组件，包括支撑座、第一定位结构和第二定位结构，支撑座与导热板和基座相连接，支撑座包括第一侧和与第一侧相对的第二侧，第一侧设有第一定位结构，第二侧设有第二定位结构；导热板设有分别能够与第一定位结构配合的第一孔以及与第二定位结构配合的第二孔，第一孔为腰孔。通过将导热板上的第一孔设置为腰孔，使得导热板在温度明显升降的状况下能够具有更高的形变容忍度，避免定位结构无法定位。

Description

承载系统和测序装置

技术领域

本实用新型涉及生物样本检测设备领域，具体涉及一种承载系统，以及包含了该承载系统的测序装置。

背景技术

目前，将待测样本置入测序装置进行序列测定前，一般需要将待测样本(例如核酸分子)加载到反应器上，所称的反应器可以包括固相基底，例如为芯片、微球等；具体地，例如将待测样本连接或固定到芯片表面上，再将该芯片置于测序装置的承载台上进行测序。

在对待测样本的检测和分析中，一般会涉及生化反应，特别是涉及包含生物催化剂例如蛋白酶等参与的生化反应，对温度较敏感，一般需要控制反应环境的温度，例如对芯片进行降温或升温控制，以保证其上生化反应的有效进行。可以说，若不能较好地控制温度的稳定和/或准确，可能会使生化反应难以有效或高效进行，包括耗费更多的检测分析时间，甚至可能使生化反应无法进行。

现有的测序装置中包含温控器件以及和温控器件配合的散热组件，用以对反应器以及测序装置内部进行温度调节，例如，使用制冷片对芯片进行制冷或制热，再利用金属散热片或水冷系统排走热量等。

可以理解地，温度的升高和降低会使相关机械固件产生形变，例如受热膨胀、遇冷收缩，特别是温控对象、温控组件以及与该些结构直接连接或接触的结构，如何控制相关元件/零部件/结构受温度的影响，包括如何合理设计相关元件/结构，以更好的实现元件/结构/装置的功能和/或延长其使用寿命，是待解决或改进的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题的至少一部分或者提供一种实用方案，为此，提供一种承载系统。

根据第一方面，提供一种承载系统，包括：

基座，具有用于承载反应器的承载面；

温控装置，包括制冷器和导热板，在所述承载面承载有所述反应器的情况下，所述制冷器通过所述导热板与所述反应器连接；以及

连接组件，包括支撑座、第一定位结构和第二定位结构，所述支撑座与所述导热板和所述基座相连接，所述支撑座包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第一侧设有所述第一定位结构，所述第二侧设有所述第二定位结构；

所述导热板设有分别能够与所述第一定位结构配合的第一孔以及与所述第二定位结构配合的第二孔，所述第一孔为腰孔。

在某些实施方式中，所述第一定位结构包括与第一孔配合的第一定位柱，所述第一定位柱包括第一端和与第一端相对的第二端，所述第一定位柱的第一端与支撑座相连接，所述第一定位柱的第二端设有第一定位球，所述导热板位于第一定位球与支撑座之间；和/或

所述第二定位结构包括与第二孔配合的第二定位柱，所述第二定位柱包括第一端和与第一端相对的第二端，所述第二定位柱的第一端与支撑座相连接，所述第二定位柱的第二端设有第二定位球，所述导热板位于第二定位球与支撑座之间。

在某些实施方式中，所述反应器设有能够与第一定位球配合的第三孔以及能够与第二定位球配合的第四孔。

在某些实施方式中，所述温控装置还包括散热模块；

所述散热模块与所述制冷器连接，包括水浴室和水浴室连接件；

所述水浴室具有用于容纳冷却液的腔体，所述水浴室上设有连通所述腔体的进液口和出液口；

所述水浴室连接件包括相连接的泵和冷却器，所述泵用于提供动力给冷却液，所述冷却器用于冷却冷却液，所述泵通过所述进液口与所述水浴室连接，所述冷却器通过所述出液口与所述水浴室连接。

在某些实施方式中，所述水浴室包括散热板和盖板；

所述散热板上设有流道，所述盖板连接所述散热板并覆盖于所述流道上形成所述腔体。

在某些实施方式中，所述流道呈曲折状。

在某些实施方式中，所述承载系统还包括底座和移动平台；

底座，用于容置所述基座，所述底座上设有伸缩结构，所述底座与所述基座通过所述伸缩结构连接；

移动平台，位于所述底座下方，用于支撑和移动所述底座。

在某些实施方式中，所述移动平台包括台面主体、第一驱动机构和第二驱动机构，所述台面主体与所述底座相连；

所述第一驱动机构驱动所述台面主体沿第一方向运动，所述第二驱动机构驱动所述台面主体沿第二方向运动，所述第一方向与第二方向垂直。

在某些实施方式中，所述伸缩结构包括细调螺母，用于调节基座与底座之间的距离；

所述基座与底座之间连接有多个所述细调螺母，所述细调螺母的调节方向分别与所述第一方向和第二方向垂直。

在某些实施方式中，所述伸缩结构还包括拉簧，所述基座与底座之间连接有多个所述拉簧，所述拉簧的弹力方向分别与所述第一方向和第二方向垂直。

根据第二方面，一种实施例中提供一种测序装置，包括了第一方面中的承载系统。

在某些实施方式中，还包括光学系统和流体系统；

所述光学系统位于所述承载系统的上方，用于激发所述反应器发出信号并采集，所述流体系统与所述承载系统连接，用于为所述反应器提供液体环境。

依据上述任一实施例的承载系统和任一实施例中的测序装置，包含用于传导热量的导热板，导热板通过第一孔与第一定位结构的配合、第二孔与第二定位结构的配合，从而被定位在待与反应器接触的位置上。其中，第一孔被设置为腰孔，腰孔相对于圆孔而言，在其长度方向上具有更高的形变容忍度，当导热板受热膨胀或者遇冷收缩时，能够沿腰孔的长度方向发生形变，并保持第一孔与第一定位结构的配合关系，第二孔与第二定位结构的配合关系，使得导热板在受热后仍与定位结构配合紧密，位置不发生偏移。

附图说明

图1为一种实施例的承载系统的结构示意图；

图2为一种实施例的反应器的结构示意图；

图3为一种实施例的导热板的结构示意图；

图4为一种实施例的承载系统承载有反应器的纵向截面示意图；

图5为一种实施例的散热模块工作原理示意图；

图6为一种实施例的水浴室的结构示意图；

图7为一种实施例的散热板的结构示意图；

图8为一种实施例的盖板的结构示意图；

图9为一种实施例的支撑座的结构示意图；

图10为一种实施例的另一视角的承载系统的纵向截面示意图；

图11为一种实施例的移动平台承载有底座时的侧面示意图；

图12为图11中的局部放大示意图；

图13为一种实施例的移动平台承载有底座时的结构示意图；

图14为一种实施例的测序装置的结构示意图；

1000、承载系统；

100、基座；120、承载面；122、容纳槽；124、通孔；

200、温控装置；

220、导热板；222、第一孔；224、第二孔；

240、制冷器；

260、散热模块；

262、水浴室；2622、散热板；2624、盖板；2626、流道；2628、密封圈；

264、水浴室连接件；2642、泵；2644、冷却器；2646、蓄水池；

300、反应器；

320、芯片框；322、第三孔；324、第四孔；

340、片层；

420、支撑座；422、通槽；

440、第一定位结构；442、第一定位柱；444、第一定位球；

460、第二定位结构；462、第二定位柱；464、第二定位球；

500、底座；520、伸缩结构；522、细调螺母；524、拉簧；

600、移动平台；

620、台面主体；

2000、光学系统；

3000、流体系统；

4000、测序装置。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是因为对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解该些相关操作。

在本申请中，“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性、顺序或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，除非另有限定，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请中，除非另有明确的说明，所说的“连接”、“联接”，“接触”等可以替换且应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本申请中所称的芯片，涉及固相基底，具有能连接或固定目标生物分子的表面，表面可以是曲面也可以是平面，表面为曲面例如也称为微球。所称的芯片例如为包含大量探针例如寡核苷酸片段的支持物表面，和/或例如为包含探针与DNA或其他目标分子(例如蛋白，因子或小分子)杂交的表面。例如，探针和待测生物分子均为核酸分子、且探针的至少一部分能够与待测生物分子互补结合(基于碱基互补配对原则)，从而实现目标生物分子连接或固定到固相基底表面。

本申请中所称Z轴为成像组件的拍摄方向，成像组件可以例如是光学成像组件,其中的Z轴为光学成像组件的光轴，Z轴垂直于X轴和Y轴形成的平面。

本申请中所称腰孔的参数包括长度，宽度和半径。

请参考图1-7，本实施例提供一种承载系统，包括基座100、温控装置200和连接组件。

基座100具有用于承载反应器300的承载面120，例如在进行测序时，反应器300放置于在承载面120上，如图2所示，所称的反应器300能够为生化反应提供空间，也可称为反应室，例如为芯片，在一些情况下，所称的芯片包括芯片框320和置于芯片框320内的片层340。

本实施例中，为了让反应器300放置地更为稳定不易偏移，承载面120设有用于放置反应器300的容纳槽122，该容纳槽122的底壁上设有通孔124。

温控装置200包括制冷器240、导热板220和散热模块260，在承载面120承载有反应器300的情况下，制冷器240通过导热板220与反应器300连接。本实施例中，如图3所示，导热板220可以大致呈长方体形，整个温控装置200自下而上通过通孔124与放置在容纳槽122内的反应器300接触，也可以认为制冷器240通过导热板220与反应器300间接接触，导热板220可以采用热传导性能较制冷器240更佳的材料，例如为包含银或铝的材料。

散热模块260与制冷器240连接，例如，散热模块260通过硅脂等导热良好的膏状物质与制冷器240与反应器300接触一侧相背的另一侧连接，用于带走制冷器240产生的热量。

请参照图4-8，散热模块260包括水浴室262和水浴室连接件264。水浴室262的材料可以为金属材料，例如，水浴室262的材料为铜、铝等材料。水浴室262具有用于容纳冷却液的腔体，水浴室262上设有连通腔体的进液口和出液口。本实施例中，水浴室262包括散热板2622和盖板2624，散热板2622的一表面上设有用于容纳冷却液的流道2626，盖板2624密封盖合于流道2626上形成腔体，例如，在盖板2624与散热板2622之间设置有密封圈2628，该密封圈2628可以密封盖板2624和散热板2622之间的间隙。优选的，流道2626呈迂回曲折形，可以进一步增长冷却液流经的回路，增强了水浴室262的冷却效果。

上述水浴室262内的冷却液可以是水。如此，能够降低承载系统的成本。

在一些实施例中，冷却液可以是专门制作的冷却液，在此不做任何限制。专门制作的冷却液可保证导热能力达到较为理想的状态。

水浴室连接件264包括相连接的泵2642和冷却器2644，泵2642用于提供动力给冷却液，冷却器2644用于冷却冷却液，泵2642与水浴室262的进液口连接，冷却器2644水浴室262的出液口连接，例如泵2642通过管路与进液口连通，冷却器2644通过另一些管路与出液口连通，水浴室262内的冷却液在泵2642的作用下自出液口排出后经冷却器2644冷却。冷却器2644可以采用现有的冷却结构，例如可以包括一个铜制的箱体，内部填充有制冷剂，供冷却液流动的管路穿过箱体，冷却液在管路内流动时与箱体内的冷却剂发生热交换，从而达到冷却冷却液的目的。

在一些实施例中，冷却器2644还包括冷却排，冷却排上设有通道，通道上设有多个散热片，用于对流经冷却器2644冷却液进行散热，在某些实施方式中，冷却器2644还可以包括风扇，风扇产生朝向所述冷却排的气流，从而带来更好的冷却效果。

在一些实施例中，水浴室连接件264还包括蓄水池2646，蓄水池2646内存贮有冷却液，从而为水浴室262提供冷却液，泵2642和冷却器2644分别通过管路与蓄水池2646连接。冷却液可以在泵2642的作用下自蓄水池2646内抽出，经过泵2642后到达水浴室262内吸收热量，然后在经过冷却器2644后散热回到蓄水池2646内。

连接组件包括支撑座420、第一定位结构440和第二定位结构460。支撑座420与导热板220和基座100相连接，如图9-10所示的实施例中，支撑座420可以安装在基座100的底部，支撑座420的中央设有通槽422，该通槽422与基座100上的通孔124连通，且通槽422的尺寸可以小于通孔124的尺寸，制冷器240的一部分以及散热模块260的散热板2622位于通槽422内。通槽422可以起到隔热的作用。

其他未有图示的实施例中，支撑座420也可以不设置通槽422，此时散热模块260位于支撑座420的上方，例如，支撑座420靠近基座100的一侧包括用于容纳位于通孔124外的温控装置200(温控装置200一部分位于通孔124内，一部分位于通孔124外的情形)的凹槽。

支撑座420包括第一侧和与第一侧相对的第二侧，第一侧设有第一定位结构440，第二侧设有第二定位结构460，两个定位结构可以均穿过通孔124延伸至容纳槽122底壁的上方。在其他实施例中，两个定位结构也可以直接穿过基座100并伸至容纳槽122底壁的上方。导热板220设有分别能够与第一定位结构440配合的第一孔222以及与第二定位结构460配合的第二孔224，如图3所示，第一孔222为腰孔。本实施例中，第一定位结构440包括与第一孔222配合的第一定位柱442，第一定位柱442包括第一端和与第一端相对的第二端，第一定位柱442的第一端与支撑座420相连接，第一定位柱442的第二端设有第一定位球444，导热板220位于第一定位球444与支撑座420之间。

第二定位结构460包括与第二孔224配合的第二定位柱462，第二定位柱462包括第一端和与第一端相对的第二端，第二定位柱462的第一端与支撑座420相连接，第二定位柱462的第二端设有第二定位球464，导热板220位于第二定位球464与支撑座420之间，反应器300设有能够与第一定位球444配合的第三孔322以及能够与第二定位球464配合的第四孔324。

本实施例中，两个定位柱相互配合能够将导热板220定位在待与反应器300接触的位置，而两个定位球的设置，一方面，在反应器300放置时也对其进行定位，并且防止放置后的反应器300发生偏移，另一方面，导热板220向上无法通过两个定位球，可将导热板220限制在定位球与制冷器240之间。

在其他实施例中，第一定位结构440与第二定位结构460中的其中一个包括定位柱，也能够满足本实用新型的要求。

在其他实施例中，可采用导热性能良好的导热胶对导热板220与制冷器240进行粘合，更加保证导热板220不会与制冷器240分离。

除了上述第一定位结构和第二定位结构外，也可以采用其他可行的定位结构与第一孔222和第二孔224进行配合。

在如图11-13所示的实施例中，承载系统还包括底座500和移动平台600。底座500为中空结构且其顶部设有开口，中空结构的底座500能够容纳支撑座420。基座100置于底座500上的能够增长或缩短基座100与底座500之间的距离开口处，基座100通过伸缩结构520和底座500相连，伸缩结构520能够增长或缩短基座100与底座300之间的距离，而基座100设置于底座500的顶部，故通过伸缩结构520能够改变基座100的高度。本实施例中，伸缩结构520包括细调螺母522和拉簧524，基座100与底座500之间连接有多个细调螺母522。细调螺母522的调节方向分别与第一方向和第二方向垂直，即在本实施例中细调螺母522的方向为竖直方向，细调螺母522的作用有两个，一个作用是通过细调螺母522能够调节整个基座100整体的高度，具体的，可以分别对每一个细调螺母522进行调节，上升到一定高度后再对基座100进行调平，以保证成像的效果，另一个作用是也可以改变基座100的倾角，通过只调节位于基座100一侧的细调螺母522，使得该侧的基座100微微上升或微微下降，从而让基座100相对于水平位置有一定的倾角。通过上述伸缩结构520的调节，能够使得两个反应器300内的各自片层340表面的高度差不大于成像组件中物镜工作距离的20％。

基座100与底座500之间连接有多个拉簧524，拉簧524的弹力方向也分别与第一方向和第二方向垂直，基座100受到的来自拉簧524的力始终朝向底座500方向，细调螺母522与拉簧524两者配合，使得基座100被夹紧在悬空于底座500的位置，且即便被其他物体所碰撞，被夹紧的基座100所产生的晃动也很小甚至几乎没有晃动。

移动平台600位于底座500下方用于支撑和移动底座500，移动平台600包括台面主体620、第一驱动机构和第二驱动机构，台面主体620与底座500相连，本实施例中，底座500的底部设有螺纹孔，用于与台面主体620螺纹连接。第一驱动机构驱动台面主体620沿第一方向运动，第二驱动机构驱动台面主体620沿第二方向运动，驱动机构的类型很多，在此不做赘述。

请参照图14，本实用新型还提供了一种测序装置4000，包括光学系统2000、流体系统3000和上述承载系统1000。

光学系统2000位于承载系统1000的上方，用于激发反应器300发出光学信号和采集至少一部分光学信号。本实施例中，光学系统2000可以包括激光发生器以及相机，激光发生器产生的激光照射于与试剂反应后的片层340上，相机采集该图像信息，该图像信息中包括片层340经激光照射后发出的荧光信息，根据该荧光信息可以分析得到测序结果。

流体系统3000与承载系统1000相连接，流体系统3000包括用于存贮试剂的试剂盒以及存贮废液的废液室，当反应器300放置于基座100上时，试剂盒和废液室均与反应器300内的片层340连通，从而为反应器300提供液体环境。

上述实施例，承载系统内的导热板通过第一孔与第一定位结构的配合、第二孔与第二定位结构的配合，从而被定位在待与反应器接触的位置上。其中，第一孔被设置为腰孔，腰孔相对于圆孔而言，在其长度方向上具有更高的形变容忍度，当导热板受热膨胀或者遇冷收缩时，能够沿腰孔的长度方向发生形变，并保持第一孔与第一定位结构的配合关系，第二孔与第二定位结构的配合关系，使得导热板在受热后仍与定位结构配合紧密，位置不发生偏移。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (12)

1.一种承载系统，其特征在于，包括：

基座，具有用于承载反应器的承载面；

温控装置，包括制冷器和导热板，在所述承载面承载有所述反应器的情况下，所述制冷器通过所述导热板与所述反应器连接；以及

连接组件，包括支撑座、第一定位结构和第二定位结构，所述支撑座与所述导热板和所述基座相连接，所述支撑座包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第一侧设有所述第一定位结构，所述第二侧设有所述第二定位结构；

所述导热板设有分别能够与所述第一定位结构配合的第一孔以及与所述第二定位结构配合的第二孔，所述第一孔为腰孔。

2.如权利要求1所述的承载系统，其特征在于，所述第一定位结构包括与第一孔配合的第一定位柱，所述第一定位柱包括第一端和与第一端相对的第二端，所述第一定位柱的第一端与支撑座相连接，所述第一定位柱的第二端设有第一定位球，所述导热板位于第一定位球与支撑座之间；和/或

所述第二定位结构包括与第二孔配合的第二定位柱，所述第二定位柱包括第一端和与第一端相对的第二端，所述第二定位柱的第一端与支撑座相连接，所述第二定位柱的第二端设有第二定位球，所述导热板位于第二定位球与支撑座之间。

3.如权利要求2所述的承载系统，其特征在于，所述反应器设有能够与第一定位球配合的第三孔以及能够与第二定位球配合的第四孔。

4.如权利要求1-3任一项所述的承载系统，其特征在于，所述温控装置还包括散热模块；

所述散热模块与所述制冷器连接，包括水浴室和水浴室连接件；

所述水浴室具有用于容纳冷却液的腔体，所述水浴室上设有连通所述腔体的进液口和出液口；

所述水浴室连接件包括相连接的泵和冷却器，所述泵用于提供动力给冷却液，所述冷却器用于冷却冷却液，所述泵通过所述进液口与所述水浴室连接，所述冷却器通过所述出液口与所述水浴室连接。

5.如权利要求4所述的承载系统，其特征在于，所述水浴室包括散热板和盖板；

所述散热板上设有流道，所述盖板连接所述散热板并覆盖于所述流道上形成所述腔体。

6.如权利要求5所述的承载系统，其特征在于，所述流道呈曲折状。

7.如权利要求1所述的承载系统，其特征在于，所述承载系统还包括底座和移动平台；

底座，用于容置所述基座，所述底座上设有伸缩结构，所述底座与所述基座通过所述伸缩结构连接；

移动平台，位于所述底座下方，用于支撑和移动所述底座。

8.如权利要求7所述的承载系统，其特征在于，所述移动平台包括台面主体、第一驱动机构和第二驱动机构，所述台面主体与所述底座相连；

所述第一驱动机构驱动所述台面主体沿第一方向运动，所述第二驱动机构驱动所述台面主体沿第二方向运动，所述第一方向与第二方向垂直。

9.如权利要求8所述的承载系统，其特征在于，所述伸缩结构包括细调螺母，用于调节基座与底座之间的距离；

所述基座与底座之间连接有多个所述细调螺母，所述细调螺母的调节方向分别与所述第一方向和第二方向垂直。

10.如权利要求9所述的承载系统，其特征在于，所述伸缩结构还包括拉簧，所述基座与底座之间连接有多个所述拉簧，所述拉簧的弹力方向分别与所述第一方向和第二方向垂直。

11.一种测序装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的承载系统。

12.如权利要求11所述的测序装置，其特征在于，还包括光学系统和流体系统；

所述光学系统位于所述承载系统的上方，用于激发所述反应器发出信号并采集，所述流体系统与所述承载系统连接，用于为所述反应器提供液体环境。

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