CN220317811U - 微流控芯片的检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微流控芯片的检测设备。该检测设备包括机座、温控装置芯片固定装置和安装在芯片固定装置上的微流控芯片组件，温控装置和芯片固定装置均设置在机座上；微流控芯片组件包括微流控芯片，微流控芯片包括扩增腔；温控装置位于芯片固定装置的正下方，温控装置包括相互连接的第一导向组件和温控组件，温控组件与扩增腔在竖直方向上相对设置；第一导向组件包括连接板、缓冲件和第一驱动机构；缓冲件位于温控组件和连接板之间，温控组件通过缓冲件与连接板弹性连接；第一驱动机构的驱动端与连接板连接，第一驱动机构驱动连接板带动温控组件仅可沿竖直方向移动并与微流控芯片抵接。本实用新型能减小微流控芯片的损坏风险，提升控温效果。

Description

微流控芯片的检测设备

技术领域

本实用新型涉及微流控技术领域，尤其是涉及一种微流控芯片的检测设备。

背景技术

聚合酶链式反应(Po l ymerase Chai n React i on,PCR)是20世纪末期发展的分子生物学技术，通过变性、退火和延伸，实现对特定核酸片段的大量复制。由于PCR技术的高灵敏度和特异性，PCR技术广泛应用于分子诊断领域实现对传染病诊断、肿瘤早筛、指导用药以及先天疾病筛查等方面。

现有的一种微流控芯片的检测设备包括微流控芯片、温控机构、磁吸机构、荧光检测机构、混匀机构、支撑板、第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构和第四移动机构，微流控芯片固定安装在支撑板上，第一移动机构驱动支撑板移动，使得微流控芯片依次经过混匀机构和温控机构的正上方，混匀机构可以是超声波混匀机构或者震荡混匀机构等等，当微流控芯片位于混匀机构正上方时，第二移动机构驱动混匀机构沿竖直方向靠近微流控芯片，当微流控芯片位于温控机构正上方时，第三移动机构驱动温控机构沿竖直方向靠近微流控芯片对其进行加热或者降温，第四移动机构驱动磁吸机构移动，控制微流控芯片内的磁珠依次经过各个反应腔室。

但是，现有的这种设备驱动温控机构靠近微流控芯片的扩增反应腔时，温控机构上的加热板或者半导体冷却板与微流控芯片不密贴，导致加热或者散热效果不好，或者过于密贴导致微流控芯片的损坏。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能够减小微流控芯片损坏、控温效果好的微流控芯片的检测设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供的微流控芯片的检测设备包括机座、微流控芯片组件、温控装置和芯片固定装置，温控装置和芯片固定装置均设置在机座上；微流控芯片组件安装在芯片固定装置上，微流控芯片组件包括微流控芯片，微流控芯片包括扩增腔；温控装置位于芯片固定装置的正下方，温控装置包括相互连接的第一导向组件和温控组件，第一导向组件使得温控组件仅可沿竖直方向移动，温控组件与扩增腔在竖直方向上相对设置；第一导向组件包括连接板、缓冲件和第一驱动机构；缓冲件位于温控组件和连接板之间，温控组件通过缓冲件与连接板弹性连接；第一驱动机构的驱动端与连接板连接，第一驱动机构驱动连接板带动温控组件沿竖直方向移动并与微流控芯片抵接。

由上可见，本方案通过设置的缓冲件，使得温控组件与微流控芯片的扩增腔充分接触而不至于损坏微流控芯片，有效提升了微流控芯片的温控效果。

进一步的方案是，缓冲件包括弹簧。

由上可见，采用弹簧结构简单，成本低廉，方便安装。

进一步的方案是，第一导向组件包括设置在机座上沿竖直方向延伸的至少一根第一滑杆，连接板与第一滑杆滑动连接。

进一步的方案是，第一滑杆的数量至少为两根，两根第一滑杆间隔设置在机座上。

由上可见，通过设置的两根第一滑杆，使得温控组件移动更加平稳。

进一步的方案是，温控组件与两根第一滑杆滑动连接，弹簧的数量与第一滑杆的数量相同，一个弹簧对应套设在一根第一滑杆上并位于温控组件和连接板之间；或者，第一导向组件包括至少两根沿竖直方向延伸的第二滑杆，第二滑杆设置在连接板上，温控组件与第二滑杆滑动连接，弹簧的数量与第二滑杆的数量相同，一个弹簧对应套设在一根第二滑杆上并位于温控组件和连接板之间。

进一步的方案是，芯片固定装置包括托架、限位机构和第二驱动机构，托架内设置有容纳腔和芯片接口，微流控芯片组件设置在容纳腔中，限位机构和第二驱动机构均设置在托架上，第二驱动机构可驱动微流控芯片组件沿第二水平方向传送使得微流控芯片的电气连接端插入至芯片接口中；限位机构可使得微流控芯片组件在竖直方向、第一水平方向和第二水平方向上均限位，第一水平方向与第二水平方向相互垂直。

进一步的方案是，托架包括第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第一侧壁与第二侧壁在第二水平方向上依次布置，第三侧壁与第一侧壁、第二侧壁相互垂直，第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁围成容纳腔，容纳腔包括顶部的第一开口、底部的第二开口和与第三侧壁在第二水平方向上相对的第三开口，芯片接口位于第三侧壁上；限位机构包括两条限位导轨、第三驱动机构和限位销，两条限位导轨相对设置并均沿第二水平方向延伸，一条限位导轨设置在第一侧壁上，另一条限位导轨设置在第二侧壁上，微流控芯片组件与限位导轨滑动连接；第三驱动机构驱动限位销伸出并抵住微流控芯片组件。

由上可见，通过设置的限位导轨，使得微流控芯片在第二驱动机构的作用下，仅可沿第二水平方向移动，当微流控芯片的电气连接端插入至芯片接口中后，第三驱动机构驱动限位销伸出抵住微流控芯片组件，使得微流控芯片组件在第二水平方向上限位。

进一步的方案是，第二驱动机构包括驱动辊，驱动辊位于微流控芯片组件的正下方并与微流控芯片组件抵接；托架上还设置有光电开关，光电开关与第二驱动机构电连接；限位机构还包括位于微流控芯片组件上方的至少一根限位辊，限位辊与微流控芯片组件抵接，限位辊的轴线沿第一水平方向延伸。

由上可见，通过设置的限位辊，使得微流控芯片组件不仅在竖直方向上限位，同时使得微流控芯片在第二方向上移动的更加顺畅。

进一步的方案是，微流控芯片组件还包括芯片卡盒，至少一个微流控芯片安装在芯片卡盒中；微流控芯片还包括提取组件，提取组件包括沿水平方向布置并依次连通的裂解腔、清洗腔和洗脱腔，洗脱腔与扩增腔连通；芯片卡盒上设置有观察口、至少一个第一开口槽、至少一个第二开口槽和第三开口槽，第一开口槽、观察口均位于微流控芯片的上方，第二开口槽、第三开口槽均位于微流控芯片的下方，第三开口槽、观察口均与扩增腔在竖直方向上相对设置，第一驱动机构驱动温控组件可沿竖直方向移动并伸入至第三开口槽中，一个第一开口槽与一个第二开口槽一一对应且在竖直方向上相对设置，在水平面上的投影，第一开口槽和第二开口槽中均包括提取组件。

由上可见，设置的观察口方便观察扩增腔中的反应结果，设置的第一开口槽和第二开口槽，方便磁棒控制微流控孔芯片内的带有样品的磁珠在各个反应腔室内移动，且利用互斥磁力使得样品在各反应腔室内与各个反应液充分混匀。

进一步的方案是，微流控芯片检测设备还包括设置在机座上的第一磁吸装置和第二磁吸装置，第一磁吸装置设置在芯片固定装置的上方，第二磁吸装置设置在芯片固定装置的正下方；第一磁吸装置包括第四驱动机构和第一磁体组件，第四驱动机构驱动第一磁体组件可沿竖直方向移动靠近微流控芯片并伸入至第一开口槽中；第二磁吸装置包括第二导向组件、第三导向组件、第七驱动机构和第二磁体组件；第二导向组件包括第五驱动机构、沿第二水平方向延伸的第一导轨以及设置在第一导轨上的第一滑块，第一滑块与第一导轨滑动连接，第二导向组件与第一滑块固定连接，第五驱动机构驱动第一滑块在第一导轨上移动；第三导向组件包括第六驱动机构、沿第一水平方向延伸的第二导轨以及设置在第二导轨上的第二滑块，第二滑块与第二导轨滑动连接，第七驱动机构与第二滑块固定连接，第六驱动机构驱动第二滑块在第二导轨上移动；第七驱动机构驱动第二磁体组件沿竖直方向移动靠近微流控芯片并伸入至第二开口槽中。

由上可见，第二导向组件、第三导向组件，使得本装置能够控制第二磁体组件在空间内自由移动，大大提升了本装置的通用性。

综上可见，本方案提供的微流控芯片的检测设备能够减小微流控芯片的损坏风险，有效提升控温效果，通用性较好。

附图说明

图1为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例省略机壳的结构图。

图2为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例的省略芯片固定装置的结构图。

图3为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例省略第二磁吸装置的结构图。

图4为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例温控组件的结构图。

图5为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例芯片固定装置的结构图。

图6为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例芯片固定装置省略机座的分解图。

图7为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例微流控芯片组件的结构图。

图8为本实用新型微流控芯片的检测设备第一实施例微流控芯片组件的分解图。

图9为本实用新型微流控芯片的检测设备第二实施例温控装置省略机座的立体图。

具体实施方式

微流控芯片检测设备第一实施例

参见图1至图,6，本实施例提供的微流控芯片的检测设备包括机座1、机壳(图中未示出)、微流控芯片组件7、温控装置2、芯片固定装置3、荧光检测装置4、第一磁吸装置5和第二磁吸装置6，机壳设置在机座1上并与机座1围有空腔，温控装置2、芯片固定装置3、荧光检测装置4、第一磁吸装置5和第二磁吸装置6均位于空腔内。温控装置2、芯片固定装置3、荧光检测装置4、第一磁吸装置5和第二磁吸装置6均设置在机座1上，微流控芯片7组件7安装在芯片固定装置3上。微流控芯片组件7包括芯片卡盒78和安装在芯片卡盒78内的两个微流控芯片70，每个微流控芯片70均包括相互连通的提取组件75和扩增组件76，扩增组件76包括扩增腔760，提取组件75包括沿水平方向布置并依次连通的裂解腔750、第一清洗腔751、第二清洗腔752和洗脱腔753，洗脱腔753与扩增腔760连通。第一磁吸装置5和荧光检测装置4位于芯片固定装置3的正上方，第二磁吸装置6和温控装置2均位于芯片固定装置3的正下方，荧光检测装置4与扩增腔760在竖直方向上相对设置，荧光检测装置4包括第八驱动机构42、第三滑块41、荧光检测头40和沿第一水平方方向延伸的第三导轨43，荧光检测头40与第三滑块41固定连接，第三滑块41与第三导轨43滑动连接，第八驱动机构42驱动第三滑块41在第三导轨43上移动。

温控装置2包括第一导向组件和温控组件20，温控组件20与扩增腔760在竖直方向上相对设置，第一导向组件包括连接板24、第一驱动机构23、两个弹簧22和设置在机座1上相对于第一驱动机构23对称的两根第一滑杆21，连接板24、温控组件20均与两根第一滑杆21滑动连接，温控组件20位于连接板24的上方并相对于连接板24靠近微流控芯片70，一个弹簧22对应套设在一根第一滑杆21上并位于温控组件20与连接板24之间，温控组件20上设置有连接孔200，第一驱动机构23的驱动端可滑动的穿设于连接孔200中，第一驱动机构23的驱动端与连接板24连接并驱动连接板24带动温控组件20仅沿竖直方向移动，使得温控组件20与微流控芯片70抵接，温控组件20能够对扩增腔760内的样品液滴加热或者降温，此为现有技术在此不再赘述。

芯片固定装置3包括托架30、限位机构33和第二驱动机构31，限位机构33和第二驱动机构31均设置在托架30上，托架30包括第一侧壁300、第二侧壁301和第三侧壁302，第一侧壁300与第二侧壁301在第二水平方向上依次布置，第三侧壁302与第一侧壁300、第二侧壁301相互垂直，第一侧壁300、第二侧壁301和第三侧壁302围成容纳腔，微流控芯片组件7设置在容纳腔中，容纳腔包括顶部的第一开口305、底部的第二开口306和与第三侧壁302在第二水平方向上相对的第三开口307，第三侧壁302朝向第三开口307的一侧设置有两个芯片接口303。

第二驱动机构31包括电机和由电机驱动的驱动辊32，驱动辊32位于微流控芯片组件7的下方并与芯片卡盒78的下端面抵接，电机驱动驱动辊32转动使得微流控芯片组件7沿第二水平方向传送，使得一个微流控芯片70的电气连接端对应插入至一个芯片接口303中，第一水平方向与第二水平方向相互垂直。托架30上设置有与第二驱动机构31电连接的光电开关308，当光电开关308感应到托架30上放入微流控芯片组件7时，光电开关308将信号传输给控制系统，控制系统控制第二驱动机构31启动；反之，没有感应到微流控芯片组件7时则关闭第二驱动机构31。可选择的，可以采用现有的接触开关等。限位机构33包括两条限位导轨330、第三驱动机构34、限位销35以及两根限位辊331，两条限位导轨330相对设置并均沿第二水平方向延伸，一条限位导轨330设置在第一侧壁300上，另一条限位导轨330设置在第二侧壁301上，芯片卡盒78与两条限位导轨330滑动连接。托架30上设置有安装板36，安装板36位于微流控芯片组件7的下方并靠近第三开口307处，第三驱动机构34和限位销35均设置在安装板36上，第三驱动机构34可驱动限位销35沿竖直方向伸出并抵住芯片卡盒78的下端面。两根限位辊331均位于微流控芯片组件7的上方并与芯片卡盒78的上端面抵接，两根限位辊331的轴线均沿第一水平方向延伸。

参见图7和图8，芯片卡盒78内设置有两个微流控芯片70，两个微流控芯片70沿第一水平方向依次布置，芯片卡盒78上设置有观察口72、两个第一开口槽71、两个第二开口槽73和第三开口槽74，第一开口槽71和观察口72均位于微流控芯片70的上方，第二开口槽73位于微流控芯片70的下方，第三开口槽74、观察口72均与扩增腔760在竖直方向上相对设置，第一驱动机构23驱动温控组件20可沿竖直方向移动并伸入至第三开口槽74中，一个第一开口槽71与一个第二开口槽73一一对应且在竖直方向上相对设置，在水平面上的投影，第一开口槽71与第二开口槽73中均包括提取组件75。可选择的，芯片卡盒78内设置有至少一个微流控芯片70。第一开口槽71的数量和第二开口槽73的数量至少为一个。

第一磁吸装置5包括第四驱动机构501和第一磁体组件，第一磁体组件包括第一连接块502和设置在第一连接块502上的两组磁棒，每组磁棒均包括三个沿第二水平方向依次布置的第一磁棒500，第一磁棒500相对于第一连接块502靠近芯片卡盒78，一组磁棒的三个第一磁棒500分别与一个微流控芯片70的第一清洗腔751、第二清洗腔752、洗脱腔753在竖直方向上相对设置，第四驱动机构501驱动第一磁体组件移动，使得第一磁棒500的下端沿竖直方向移动靠近微流控芯片70并伸入至第一开口槽71中。

第二磁吸装置6包括第二导向组件、第三导向组件和第二磁体组件，第二磁体组件包括第二连接块601和设置在第二连接块601上沿第一水平方向布置的两根第二磁棒600，第二磁棒600相对于第二连接块601靠近芯片卡盒78，一根第二磁棒600与一个微流控芯片70对应并与该微流控芯片70的提取组件75在竖直方向上相对设置，第二导向组件包括第五驱动机构6010、两个第一滑块6012和两条沿第二水平方向延伸的第一导轨6011，一个第一滑块6012对应设置在一条第一导轨6011上并与第一导轨6011滑动连接，第三导向组件与两个第一滑块6012固定连接。可选择的，第一导轨的数量至少为一个。第五驱动机构6010驱动第一滑块6012在第一导轨6011上移动；第三导向组件包括第六驱动机构6020、第二滑块6022和沿第一水平方向延伸的第二导轨6021，第二滑块6022与第二导轨6021滑动连接，第七驱动机构603与第二滑块6022固定连接，第六驱动机构6020驱动第二滑块6022在第二导轨6021上移动，第七驱动机构603驱动第二磁体组件沿竖直方向靠近微流控芯片70并伸入至第二开口槽73中。可选择的，第一磁体组件与第二磁体组件一样，可以在第一水平方向、第二水平方向以及竖直方向上移动，这样第一磁体组件只需要设置一个第一磁棒与一个微流控芯片对应。

微流控芯片检测设备的第二实施例：

参见图9，本实施例和第一实施例的区别在于，连接板83靠近温控组件80的一侧间隔设置有四根沿竖直方向延伸的第二滑杆84，温控组件与第二滑杆84滑动连接，弹簧85的数量为四个，一个弹簧85对应套设在一个第二滑杆82上，四个弹簧85均位于温控组件80和连接板83之间。

综上可见，本实用新型提供的微流控芯片的检测设备能够减小微流控芯片的损坏风险、有效提升控温效果，通用性较好。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.微流控芯片的检测设备，包括机座、微流控芯片组件、温控装置和芯片固定装置，所述温控装置和所述芯片固定装置均设置在所述机座上；

所述微流控芯片组件安装在所述芯片固定装置上，所述微流控芯片组件包括所述微流控芯片，所述微流控芯片包括扩增腔；

所述温控装置位于所述芯片固定装置的正下方，所述温控装置包括相互连接的第一导向组件和温控组件，所述第一导向组件使所述温控组件可沿竖直方向移动，所述温控组件与所述扩增腔在所述竖直方向上相对设置；

其特征在于：

所述第一导向组件包括连接板、缓冲件和第一驱动机构；

所述缓冲件位于所述温控组件和所述连接板之间，所述温控组件通过所述缓冲件与所述连接板弹性连接；

所述第一驱动机构的驱动端与所述连接板连接，所述第一驱动机构驱动所述连接板带动所述温控组件沿竖直方向移动并与所述微流控芯片抵接。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述缓冲件包括弹簧。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述第一导向组件包括设置在机座上沿竖直方向延伸的至少一根第一滑杆，所述连接板与所述第一滑杆滑动连接。

4.根据权利要求3所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述第一滑杆的数量至少为两根，两根所述第一滑杆间隔设置在所述机座上。

5.根据权利要求3所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述温控组件与两根所述第一滑杆滑动连接，所述弹簧的数量与所述第一滑杆的数量相同，一个所述弹簧对应套设在一根所述第一滑杆上并位于所述温控组件和所述连接板之间；或者，

所述第一导向组件包括至少两根沿竖直方向延伸的第二滑杆，所述第二滑杆设置在所述连接板上，所述温控组件与所述第二滑杆滑动连接，所述弹簧的数量与所述第二滑杆的数量相同，一个所述弹簧对应套设在一根所述第二滑杆上并位于所述温控组件和所述连接板之间。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述芯片固定装置包括托架、限位机构和第二驱动机构，所述托架内设置有容纳腔和芯片接口，所述微流控芯片组件设置在容纳腔中，所述限位机构和所述第二驱动机构均设置在所述托架上，所述第二驱动机构可驱动所述微流控芯片组件沿第二水平方向传送使得所述微流控芯片的电气连接端插入至所述芯片接口中；

所述限位机构使所述微流控芯片组件在所述竖直方向、第一水平方向和所述第二水平方向上均限位，所述第一水平方向与所述第二水平方向相互垂直。

7.根据权利要求6所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述托架包括第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁在所述第二水平方向上依次布置，所述第三侧壁与所述第一侧壁、所述第二侧壁均相互垂直，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述第三侧壁围成所述容纳腔，所述容纳腔包括顶部的第一开口、底部的第二开口和与所述第三侧壁在所述第二水平方向上相对的第三开口，所述芯片接口位于所述第三侧壁上；

所述限位机构包括两条限位导轨、第三驱动机构和限位销，两条所述限位导轨相对设置并均沿所述第二水平方向延伸，一条所述限位导轨设置在所述第一侧壁上，另一条所述限位导轨设置在所述第二侧壁上，所述微流控芯片组件与所述限位导轨滑动连接；

所述第三驱动机构驱动所述限位销伸出并抵住所述微流控芯片组件。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述第二驱动机构包括驱动辊，所述驱动辊位于所述微流控芯片组件的正下方并与所述微流控芯片组件抵接；

所述托架上还设置有光电开关，所述光电开关与所述第二驱动机构电连接；

所述限位机构还包括位于所述微流控芯片组件上方的至少一根限位辊，所述限位辊与所述微流控芯片组件抵接，所述限位辊的轴线沿所述第一水平方向延伸。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述微流控芯片组件还包括芯片卡盒，至少一个所述微流控芯片安装在所述芯片卡盒中；

所述微流控芯片还包括提取组件，所述提取组件包括沿水平方向布置并依次连通的裂解腔、清洗腔和洗脱腔，所述洗脱腔与所述扩增腔连通；

所述芯片卡盒上设置有观察口、至少一个第一开口槽、至少一个第二开口槽和第三开口槽，所述第一开口槽、所述观察口均位于所述微流控芯片的上方，所述第二开口槽、所述第三开口槽均位于所述微流控芯片的下方，所述第三开口槽、所述观察口均与所述扩增腔在所述竖直方向上相对设置，所述第一驱动机构驱动所述温控组件可沿所述竖直方向移动并伸入至所述第三开口槽中，一个所述第一开口槽与一个所述第二开口槽一一对应且在竖直方向上相对设置，在水平面上的投影，所述第一开口槽和所述第二开口槽中均包括所述提取组件。

10.根据权利要求9所述的微流控芯片的检测设备，其特征在于：

所述微流控芯片检测设备还包括设置在机座上的第一磁吸装置和第二磁吸装置，所述第一磁吸装置设置在所述芯片固定装置的上方，所述第二磁吸装置设置在所述芯片固定装置的正下方；

所述第一磁吸装置包括第四驱动机构和第一磁体组件，所述第四驱动机构驱动所述第一磁体组件可沿所述竖直方向移动靠近所述微流控芯片并伸入至所述第一开口槽中；

所述第二磁吸装置包括第二导向组件、第三导向组件、第七驱动机构和第二磁体组件；

所述第二导向组件包括第五驱动机构、沿第二水平方向延伸的第一导轨以及设置在第一导轨上的第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动连接，所述第二导向组件与所述第一滑块固定连接，所述第五驱动机构驱动所述第一滑块在所述第一导轨上移动；

所述第三导向组件包括第六驱动机构、沿第一水平方向延伸的第二导轨以及设置在所述第二导轨上的第二滑块，所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接，所述第七驱动机构与所述第二滑块固定连接，所述第六驱动机构驱动所述第二滑块在第二导轨上移动；

所述第七驱动机构驱动所述第二磁体组件沿所述竖直方向移动靠近所述微流控芯片并伸入至所述第二开口槽中。