CN218170226U - 一种基因测序仪及其测序芯片定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基因测序仪及其测序芯片定位装置，测序芯片定位装置包括驱动机构、定位机构、压紧机构以及承载有测序元件的芯片平台，所述驱动机构耦合并驱动所述定位机构和所述压紧机构以实现所述定位机构和所述压紧机构的联动，所述定位机构用于定位所述测序元件，所述压紧机构用于压紧所述测序元件。上述测序芯片定位装置，定位机构和压紧机构，具有操作便捷、结构简化和节省空间特点。

Description

一种基因测序仪及其测序芯片定位装置

技术领域

本实用新型涉及医学设备技术领域，特别涉及一种测序芯片定位装置。还涉及一种基因测序仪。

背景技术

基因测序仪是一种在生化、医学领域的仪器，用于对DNA进行测序。其基本结构包括测序元件和加载测序元件的芯片平台，测序元件的测序芯片内有蚀刻的微流体流动通道，流道的两端各有开口，使试剂或者样本从开口处流入和流出，然后在流道里面进行测序反应。

通常，大多数测序元件包括测序芯片和容纳测序芯片的外壳，外壳的作用一般是用户拿放，同时也方便对测序芯片进行定位。在测序前，需要将微流控芯片紧靠在芯片平台上，这一过程通常包括定位和压紧两步：由定位机构先行对微流控芯片进行安装定位，再由压紧机构对微流控芯片进行安装固定。存在以下缺陷：定位和压紧需要分为独立的两步进行，操控不便，步骤繁琐；定位机构和压紧机构为两个分开独立的部分，二者均有各自的驱动和传动结构，零件繁多，检修不便，占用空间大。

因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的测序芯片定位装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为基因测序仪提供一种测序芯片定位装置，定位机构和压紧机构，具有操作便捷、结构简化和节省空间特点。本实用新型的另一目的是提供一种基因测序仪，采用上述测序芯片定位装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种测序芯片定位装置，包括驱动机构、定位机构、压紧机构以及承载有测序元件的芯片平台，所述驱动机构耦合并驱动所述定位机构和所述压紧机构以实现所述定位机构和所述压紧机构的联动，所述定位机构用于定位所述测序元件，所述压紧机构用于压紧所述测序元件。

优选地，所述驱动机构包括驱动件和驱动轴，所述驱动件耦合并驱动所述驱动轴转动，所述驱动轴耦合并带动所述压紧机构转动压紧。

优选地，所述驱动机构还包括凸轮件和推杆，所述凸轮件装设于所述驱动轴，所述推杆可滑动，所述推杆用以在所述凸轮件随所述驱动轴转动时横向移动并带动所述定位机构移动定位。

优选地，所述凸轮件位于所述推杆的第一端，所述推杆设置有使其向靠近所述凸轮件的第一端复位的弹性件，所述推杆的第二端设置有倾斜的驱动面，所述定位机构设置有与所述驱动面接触受力的作用面。

优选地，所述定位机构包括定位座、顶头件和第一弹性件，所述顶头件耦合并与所述第一弹性件一同装设于所述定位座，所述芯片平台设置有在所述顶头件顶紧所述测序元件时定位所述测序元件的定位件。

优选地，所述测序元件包括测序芯片以及装设所述测序芯片的外壳，所述外壳设有供所述顶头件顶入的定位口。

优选地，所述外壳设置有分别于竖向两侧限位所述测序芯片的第一限位部和第二限位部。

优选地，所述压紧机构包括压紧座、压紧本体、第一活动块和第二活动块，所述第一活动块和所述第二活动块的下端铰接于所述压紧座的两处，所述第一活动块和所述第二活动块的上端铰接于所述压紧本体的两处。

优选地，所述压紧本体包括驱动块、第二弹性件和压头件，所述驱动块的第一端与所述第一活动块铰接，所述驱动块的第二端和所述压头件同时与所述第二活动块铰接，所述第二弹性件与所述驱动块固定，所述驱动块贴紧于所述压头件上侧。

本实用新型还提供一种基因测序仪，包括上述测序芯片定位装置。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的测序芯片定位装置包括驱动机构、定位机构、压紧机构和芯片平台，芯片平台承载有测序元件，驱动机构同时耦合定位机构和压紧机构，驱动机构驱动定位机构和压紧机构，定位机构和压紧机构联动。

在该测序芯片定位装置的工作过程中，通过驱动机构带动定位机构和压紧机构动作，由定位机构对测序元件进行定位，由压紧机构对测序元件进行压紧；在该过程中，定位机构和压紧机构联动，仅需一套驱动机构即可同时控制，具有操作便捷、结构简化和节省空间特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置装载测序元件的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置装载测序元件的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的定位机构的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图5的A-A示意图；

图7为本实用新型实施例提供的压紧机构的结构示意图；

图8为图7的正视图；

图9为图8的A-A示意图；

图10为本实用新型实施例提供的测序元件的结构示意图；

图11为图10的爆炸图。

其中：

1-驱动机构、2-定位机构、3-压紧机构、5-芯片平台、6-测序元件、7-密封件、11-驱动件、12-驱动轴、13-凸轮件、14-推杆、21-定位座、22-顶头件、23-第一弹性件、31-压紧座、32-第一活动块、33-第二活动块、34-驱动块、35-第二弹性件、36-压头件、51-密封块、61-测序芯片、62-外壳、71-定位孔、72-第二液体端口、141-驱动面、211-作用面、341-阻挡面、361-压头、362-凸起、511-定位部、512-第三液体端口、611-第一液体端口、621-第一限位部、622-第二限位部、623-挂钩、624-切面、625-凸点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图11，其中，图1为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置装载测序元件的正视图，图3为本实用新型实施例提供的测序芯片定位装置装载测序元件的俯视图，图4为本实用新型实施例提供的定位机构的结构示意图，图5为图4的左视图，图6为图5的A-A示意图，图7为本实用新型实施例提供的压紧机构的结构示意图，图8为图7的正视图，图9为图8的A-A示意图，图10为本实用新型实施例提供的测序元件的结构示意图，图11为图10的爆炸图。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型所提供的测序芯片定位装置包括驱动机构1、定位机构2、压紧机构3和芯片平台5，芯片平台5承载有测序元件6，驱动机构1同时与定位机构2和压紧机构3耦合，定位机构2和压紧机构3不仅受驱动机构1驱动，而且动作方式为联动。

在该测序芯片定位装置的工作过程中，通过驱动机构1带动定位机构2和压紧机构3动作，由定位机构2对测序元件6进行定位，由压紧机构3对测序元件6进行压紧；在该过程中，定位机构2和压紧机构3联动，因定位机构2和压紧机构3联动受驱动机构1控制且为联动，故对于如图1所示的左右任意侧而言，仅需一套驱动机构1即可同时控制，具有操作便捷、结构简化和节省空间特点。

需要注意的是，上述驱动机构1的驱动方式包括但不限于电动和液压等，同应属于本实施例的说明范围。

在此基础上，为了加强对测序元件6的固定作用，还采用真空吸附的方式。

具体而言，在芯片平台5上开设真空槽道，可与真空设备通过气管耦合，如真空泵，通过真空槽道构建真空环境，对测序元件6提供吸附固定的作用。

需要说明的是，由驱动机构1控制实现的定位机构2和压紧机构3的动作方式有多种，以定位机构2为例，包括但不限于移动后顶紧定位、转动后顶紧定位等；以压紧机构3为例，包括但不限于移动后下压压紧、转动后下压压紧等，同应属于本实施例的说明范围。

示例性的，定位机构2在测序元件6的周侧进行定位，压紧机构3在测序元件6的上侧进行压紧。

在本实施例中，以压紧机构3为转动后下压压紧为例，此时驱动机构1包括驱动件11和驱动轴12，驱动件11耦合并使驱动轴12转动，驱动轴12耦合并带动压紧机构3转动压紧。

在本实施例中，驱动件11可以是电机，其输出轴与驱动轴12可以是直接驱动，还可以是通过传动件如齿轮、同步带的方式传动后驱动，同应属于本实施例的说明范围。

除此以外，以定位机构2为移动后顶紧定位为例，此时驱动机构1还包括凸轮件13和推杆14，凸轮件13装设于驱动轴12，推杆14可滑动，推杆14用以在凸轮件13随驱动轴12转动时横向移动并带动定位机构2移动定位。

在本实施例中，在定位机构2与压紧机构3的联动中，主要是通过凸轮件13和推杆14实现的；其中，凸轮件13将驱动轴12的旋转动作转换为推杆14的直线动作，使推杆14能够横向移动，进而由动作的推杆14带动定位机构2移动，实现定位机构2对测序元件6的移动后顶紧定位。

需要说明的是，由推杆14控制实现的定位机构2的移动方式有多种，包括但不限于与推杆14的杆长方向同向的移动，还可以是其他任意方向的移动，同应属于本实施例的说明范围。

示例性的，当推杆14推动定位机构2沿非杆长方向移动时，推杆14与定位机构2接触的作用面为斜面。

具体而言，凸轮件13位于推杆14的第一端，推杆14的第二端设置有倾斜的驱动面141，定位机构2设置有与驱动面141接触受力的作用面211。

更具体的，作用面211的角度为45°，作用面211为弧面；当驱动件11动作时，驱动轴12带动凸轮件13旋转，凸轮件13带动推杆14横向移动，推杆14再通过作用面211带动定位机构2纵向移动。

需要强调的是，上述45°仅为优选，对于其他角度，同应属于本实施例的说明范围。

进一步的，推杆14设置有使其向靠近凸轮件13的第一端复位的弹性件。

在本实施例中，弹性件为弹簧，其作用在于提供推杆14的复位作用；当凸轮件13为推动推杆14的状态时，推杆14克服弹簧的弹力作用进行移动，使定位机构2移动后顶紧定位；当需要解除定位时，凸轮件13为放松推杆14的状态，推杆14在弹簧的弹力作用下复位，推杆14放松定位机构2，使定位机构2解除定位。

在一种具体的实施方式中，定位机构2包括定位座21、顶头件22和第一弹性件23，顶头件22耦合并与第一弹性件23一同装设于定位座21，芯片平台5设置有在顶头件22顶紧测序元件6时定位测序元件6的定位件。

在本实施例中，定位座21的外侧具有受推杆14作用的部分，其表面设置上述作用面211。定位座21在芯片平台5附近是可有相对位移的，可采用滑动装配，在推杆14作用时定位座21纵向滑移。第一弹性件23为弹簧，使顶头件22具有弹性顶紧的作用，同时可平衡定位座21的多余移动，并使顶紧测序芯片61的力在预设范围内，不会损坏测序芯片61的同时保证测序芯片61的定位。

为了使测序元件6在平面XOY内准确定位，至少要对测序元件6的两个面进行定位，并且这两个面需要是非平行的状态，因此至少需要两组与上述面对应的定位件，通过定位机构2的顶头件22对测序元件6的顶紧作用，使测序元件6与定位件接触实现定位。

进一步的，测序元件6包括测序芯片61以及装设测序芯片61的外壳62，外壳62设有供顶头件22顶入的定位口。

在本实施例中，定位口具有多处倾斜的切面624，在顶头件22顶入时与顶头件22接触；以定位件的数量为两组为例，在顶头件22于切面624处顶紧外壳62时，受切面624的倾斜作用，外壳62的运动可以分解为向两组定位件的运动，外壳62再带动测序芯片61移动，进而实现两组定位件对测序元件6及其测序芯片61的定位作用。

除此以外，外壳62还设置有第一限位部621、第二限位部622、挂钩623和凸点625；其中，第一限位部621和第二限位部622分别设置于外壳62内部上下，于测序芯片61的竖向两侧对测序芯片61进行限位，避免脱离；挂钩623可供密封件7安装；凸点625在X和Y方向均设置有至少一个，其与测序芯片61的侧面接触，在外壳62移动时带动测序芯片61移动。其中，凸点725具体为凸台结构，该凸台可以是弧形，球形，平面型等。

在一种具体的实施方式中，压紧机构3包括压紧座31、压紧本体、第一活动块32和第二活动块33，第一活动块32和第二活动块33的下端铰接于压紧座31的两处，第一活动块32和第二活动块33的上端铰接于压紧本体的两处。

需要注意的是，如图1所示，上述压紧机构3可分为左右两侧的两套，两套压紧机构3的主要作用相同，分别于左右两侧起到压紧的作用。在此基础上，在上述定位机构2与压紧机构3的联动中，可以是与本实施例中左右两侧中任意侧的压紧机构3进行耦合联动；换句话说，左侧的为第一套压紧机构3，右侧的为第二套压紧机构3，定位机构2即可以与第一套压紧机构3耦合，也可以与第二套压紧机构3耦合，同应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，压紧座31在芯片平台5附近是固定的，可采用固定装配，压紧座31、压紧本体、第一活动块32和第二活动块33组成了平行四边形机构。

在上述驱动轴12的实施例中，驱动轴12与第一活动块32的下端耦合；当驱动件11动作时，驱动轴12带动第一活动块32转动，此时第二活动块33从动，压紧本体在第一活动块32和第二活动块33的作用下上移或下移，在下移时实现下压压紧。

进一步的，压紧本体包括驱动块34、第二弹性件35和压头件36，驱动块34的第一端与第一活动块32铰接，驱动块34的第二端和压头件36同时与第二活动块33铰接，第二弹性件35与驱动块34固定，驱动块34贴紧于压头件36上侧。

在本实施例中，第二弹性件35为弹性材料，第二弹性件35抵住压头件36，在压头件36的压头361接触测序芯片61并继续下压动作时，压头件36的下侧下压测序芯片61，压头件36的上侧使第二弹性件35产生变形，由第二弹性件35的变形施加对压头件36的力。

进一步的，驱动块34还设置有挡面341，压头件36还设置有凸起362，凸起362接触并受挡面341的阻挡，驱动块34支撑并使压头件36保持一定角度的抬头状态，确保压紧测序元件6时具有足够的贴合面，避免压头件36自由转动后掉落低头。

除此以外，芯片平台5两端还设置有密封块51，密封块51上具有定位部511和第三液体端口512；在密封块51上侧设置有密封件7，密封件7具有定位孔71和第二液体端口72，定位孔71与定位部511匹配，第二液体端口72与第三液体端口512对应；芯片平台5上承载的测序元件6及其测序芯片61位于密封件7的上侧，测序芯片61具有第一液体端口611，第一液体端口611与第二液体端口72对应；密封件7可设置于密封块51，也可设置于测序元件6的外壳62。

在本实施例中，当由驱动机构1控制定位机构2和压紧机构3实现对测序元件6在芯片平台5上的定位和压紧后，密封块51、密封件7和测序芯片61接触，使液体端口对准，满足后续的使用需求。

在一种具体的过程说明中，驱动机构1动作，定位机构2与压紧机构3联动，定位机构2接触并对测序芯片61进行定位；驱动机构1继续动作，压紧机构3动作并接触测序芯片61的上表面，此时定位机构2会继续动作，定位座21会继续移动，但是不会改变对测序芯片61的定位状态，由第一弹性件23的压缩来平衡定位机构2的动作及定位座21的移动；驱动机构1继续动作，压头件36压紧测序芯片61后位置不再变化，抵住压头件36的第二弹性件35开始变形，通过第二弹性件35的变形吸收压头件36的动作使压头件36位置不变但作用力加大，直至满足对测序芯片61的下压压紧要求。

本实用新型还提供一种基因测序仪，包括上述测序芯片定位装置，除此以外还应具有现有基因测序仪的其他部件，这里不再赘述；该基因测序仪应具有上述测序芯片定位装置的全部有益效果，这里不再一一赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的基因测序仪及其测序芯片定位装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种测序芯片定位装置，其特征在于，包括驱动机构(1)、定位机构(2)、压紧机构(3)以及承载有测序元件(6)的芯片平台(5)，所述驱动机构(1)耦合并驱动所述定位机构(2)和所述压紧机构(3)以实现所述定位机构(2)和所述压紧机构(3)的联动，所述定位机构(2)用于定位所述测序元件(6)，所述压紧机构(3)用于压紧所述测序元件(6)；所述驱动机构(1)包括驱动件(11)和驱动轴(12)，所述驱动件(11)耦合并驱动所述驱动轴(12)转动，所述驱动轴(12)耦合并带动所述压紧机构(3)转动压紧；所述驱动机构(1)还包括凸轮件(13)和推杆(14)，所述凸轮件(13)装设于所述驱动轴(12)，所述推杆(14)可滑动，所述推杆(14)用以在所述凸轮件(13)随所述驱动轴(12)转动时横向移动并带动所述定位机构(2)移动定位。

2.根据权利要求1所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述凸轮件(13)位于所述推杆(14)的第一端，所述推杆(14)设置有使其向靠近所述凸轮件(13)的第一端复位的弹性件，所述推杆(14)的第二端设置有倾斜的驱动面(141)，所述定位机构(2)设置有与所述驱动面(141)接触受力的作用面(211)。

3.根据权利要求1所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述定位机构(2)包括定位座(21)、顶头件(22)和第一弹性件(23)，所述顶头件(22)耦合并与所述第一弹性件(23)一同装设于所述定位座(21)，所述芯片平台(5)设置有在所述顶头件(22)顶紧所述测序元件(6)时定位所述测序元件(6)的定位件。

4.根据权利要求3所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述测序元件(6)包括测序芯片(61)以及装设所述测序芯片(61)的外壳(62)，所述外壳(62)设有供所述顶头件(22)顶入的定位口。

5.根据权利要求4所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述外壳(62)设置有分别于竖向两侧限位所述测序芯片(61)的第一限位部(621)和第二限位部(622)。

6.根据权利要求1所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述压紧机构(3)包括压紧座(31)、压紧本体、第一活动块(32)和第二活动块(33)，所述第一活动块(32)和所述第二活动块(33)的下端铰接于所述压紧座(31)的两处，所述第一活动块(32)和所述第二活动块(33)的上端铰接于所述压紧本体的两处。

7.根据权利要求6所述的测序芯片定位装置，其特征在于，所述压紧本体包括驱动块(34)、第二弹性件(35)和压头件(36)，所述驱动块(34)的第一端与所述第一活动块(32)铰接，所述驱动块(34)的第二端和所述压头件(36)同时与所述第二活动块(33)铰接，所述第二弹性件(35)与所述驱动块(34)固定，所述驱动块(34)贴紧于所述压头件(36)上侧。

8.一种基因测序仪，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的测序芯片定位装置。

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