WO2015154334A1

WO2015154334A1 - 一种生物芯片检测系统

Info

Publication number: WO2015154334A1
Application number: PCT/CN2014/079656
Authority: WO
Inventors: 周平
Original assignee: 珠海美路得企业发展有限公司
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-10-15
Also published as: US20160299165A1

Abstract

一种生物芯片检测系统，其包括安装在系统机箱（9）中的运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置、生物芯片扫描系统和计算机控制系统，计算机控制系统通过电连接控制运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置和生物芯片扫描系统。该生物芯片检测系统紧凑整合各执行机构和控制装置于小型机箱中，实现检测过程中的完全隔离与全自动化执行，一次完成加样、清洗、清洁、加温、降温、扫描成像等所有检测步骤，极大地减少了整个流程的人手操作的同时，有效提高检测精确度，而且其体积大小适中，可容易地进行运输或转移，适用于医院或研究机构等多种场所中。

Description

一种生物芯片检测系统技术领域

本发明涉及一种医疗检测设备，具体是一种生物芯片检测系统。

背景技术

目前生物芯片的检测工作需要经过多重步骤的工序，包括加样、洗涤、反应、升温、降温、清洁、扫描成像等，其中涉及多种设备和仪器. 使得检测效率非常低下，而且中间过程中又极为容易因人为操作及环境变化影响检测结果，故人们一直不断努力为生物芯片检测工作设计一套完善的检测系统，从而更为方便地完成检测过程的所有工序，最大化地减少工作量和工时以及人为操作失误，并且提升检测结果的控制精确度，提高工作效率、节约试剂消耗。

为了实现生物芯片检测系统的正常运作，其中需要用到众多操作设备和检测、制备装置, 以及连接控制这些操作设备和检测、制备装置的电子控制装置和计算机控制系统等，因此要完善机械与电控两部分配合工作才能正确高效地达成检测过程的全自动化。现有技术中已有一些用于进行生物芯片的检测系统，其以开放式操作台的方式作为实施生物芯片检测的平台，体积大故占用空间较多，也不易移动，工作过程中样本不能够直接在单一设备上完成所有工序，需要人手辅助转移样本到几个工序设备，未能够达成自动化工作，而且始终并没与外界保持足够的隔离，容易对检测结果造成影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种隔离度高，检测中无需人手操作样本且髙效准确实现批量检测的生物芯片检测系统。

本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是：

一种生物芯片检测系统，其包括安装在系统机箱中的运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置、生物芯片扫描系统和计算机控制系统；

所述运动执行系统由分别沿 X轴、 Y轴和 Z轴方向相互垂直地设置的 X轴直线执行机构、 Y轴直线执行机构和 z轴直线执行机构组成，所述 X轴直线执行机构紧固安装在系统机箱在 Y轴方向一侧, X轴直线执行机构上设置有可沿 X轴方向移动的第一移动座，所述 Y轴直线执行机构设置在 X轴直线执行机构上方， Y轴直线执行机构的一端紧固连接在所述第一移动座上， Y轴直线执行机构的另一端设置有移动支架，系统机箱在 Y轴方向另一侧设置有与 X轴直线执行机构平行的导轨，所述移动支架的底端可滑动地安装在所述导轨上， X轴直线执行机构带动 Y轴直线执行机构以龙门架形式移动， Y轴直线执行机构上设置有可沿 Y轴方向移动的第二移动座，所述 Z轴直线执行机构竖直地从 Y 轴直线执行机构一侧安装在所述第二移动座上， z轴直线执行机构上设置有可沿 Z轴方向移动的第三移动座；

所述流体控制系统包括数个用于吸取液体的小型泵，和配套用于控制流量的微量控制阀，以及用于输送液体并连接所述小型泵和微量控制阀的加液管，所述小型泵和微量控制阀分别安装在安装盒和安装板上，所述安装盒和安装板分别紧固连接在所述第二移动座上和第三移动座上，安装盒上设置有数个装载液体的液体瓶，小型泵通过加液管分别对应连接所述液体瓶和微量控制阀，所述安装板底端安装有加样针板，连接微量控制阀的加液管管口集中固定在所述加样针板上；

所述温度控制系统由可相互贴合的上加热板和下加热板组成，所述上加热板和下加热板的一端通过转轴装置铰接，上加热板可随所述转轴装置转动而幵合，下加热板紧固连接在系统机箱上，转轴装置设置在系统机箱在 X轴方向上的一侧，转轴装置内设置有驱动其转动的马达，所述 Y轴直线执行机构的原始位置设定在系统机箱在 X轴方向上的另一侧，上加热板和下加热板对应地均设置有用于加热的第一发热元件，下加热板对应所述第一发热元件还设置有许多用于安放生物芯片的卡槽，以及用于检测温度的温度传感器，下加热板下方还设置有散热器；

清洁风刀装置包括安装在所述第三移动座底端的风刀，以及设置在所述 Y轴直线执行机构原始位置下方的气泵，所述气泵通过气管和用于控制气流启闭的电磁幵关阀连接所述风刀；

生物芯片扫描系统包括安装在所述第三移动座上的摄像机和增光装置；

计算机控制系统由显示器、计算机、电气电子控制器和操控装置组成，计算机控制系统通过电连接控制运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置和生物芯片扫描系统。

作为上述技术方案的改迸，所述系统机箱由执行机箱和电控机箱组成，所述运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置以及生物芯片扫描系统均安装在所述执行机箱中，所述计算机控制系统安装在所述电控机箱中，执行机箱与电控机箱相匹配地设置有可通过电缆进行可拆快速连接的接线端口组，执行机箱还设置有可幵合的开门机构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述开门机构可转动地铰接在所述执行机箱上，开门机构和执行机箱之间连接有气弹簧，执行机箱内设置有用于照明的灯管。

进一步，所述) (轴直线执行机构、 Y轴直线执行机构和 z轴直线执行机构中均设置有电机，以及由电机驱动的螺杆，所述第一移动座、第二移动座和第三移动座分别与 X 轴直线执行机构、 γ轴直线执行机构和 z轴直线执行机构的螺杆连接， γ轴直线执行机构还设置有用于保护线缆或气管等移动的第一拖链和第二拖链，所述第一拖链的两端分别连接 Y轴直线执行机构和系统机箱，所述第二拖链沿 Y轴直线执行机构布置，第二拖链的两端分别连接 Y轴直线执行机构和所述第二移动座。

进一步，所述安装盒上还设置有一个用于回收废液的废液瓶、抽液泵和抽液阀，和一个用于为加液管提供清洁液进行清洗的清洁液瓶和清洁液泵，以及数个匹配连接在所述微量控制阀与所述小型泵之间的双截止阀，所述废液瓶通过废液管连接抽液泵，所述废液管经过抽液泵后末端固定在所述加样针板上，所述清洁液瓶通过清洁液管连接所述清洁液泵，再并联连接所述双截止阀，最后接入到所述加液管，所述系统机箱安装有清洗瓶，所述清洗瓶位于所述 Y轴直线执行机构原点位置下方。

进一步，所述下加热板的第一发热元件紧固贴合在下加热板的底面，所述温度传感器设置在下加热板底面中央，下加热板上还设置有用于控制加热板加热的行程开关，以及包围所述卡槽并加装弹性密封条的环形槽，卡槽中设置有便于取出生物芯片的倾斜面, 所述散热器设置有数个正对下加热板底面吹风的风扇 36，所述系统机箱底部对应所述风扇设置许多通风孔。

进一步，所述转轴装置为中空结构，并设置有用于通过导线的轴心孔与过线孔。进一步，所述气泵和所述风刀之间还顺序连接有用于过滤空气微粒的过滤器，和用于储存压缩空气的气囊，以及用于调节输出气压的调压阀，所述调压阀还连接有实时显示气压值的气压表。

进一步，所述风刀设置为楔形，风刀尖端和两侧端面设置有数个并排排列的喷气孔和循环孔。

进一步，所述增光装置安装在所述摄像机下方，增光装置对应摄像机设置有透镜和光源。

本发明的有益效果是：本产品集成度高，紧凑整合各执行机构和控制装置于小型机箱中，实现检测过程中的完全隔离与全自动化执行，一次完成加样、清洁、加温、扫描等所有检测步骤，极大地减少了整个流程的人手操作的同时，有效提高检测精确度，而且其体积大小适中，可容易地进行运输或转移，适用于医院或研究机构等多种场所中。附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图 1是本发明的安装结构示意图：

图 2是本发明运动执行系统的安装状态结构示意图；图 3是本发明运动执行系统另一角度的安装状态结构示意图；

图 4是本发明 X轴直线执行机构的内部结构示意图：

图 5是本发明 Y轴直线执行机构的内部结构示意图；

图 6是本发明流体控制系统的安装状态结构示意图；

图 7是本发明流体控制系统的安装盒安装结构示意图：

图 8是本发明温度控制系统的安装状态结构示意图；

图 9是本发明下加热板的剖面结构示意图；

图 10是本发明转轴装置的局部结构示意图；

图 11是本发明清洁风刀装置和生物芯片扫描系统的安装状态结构示意图；图 12是本发明清洁风刀装置中气泵等部件的安装状态结构示意图；

图 13是本发明风刀的结构示意图；

图 14是本发明温度控制系统的安装状态分解示意图；；

图 15是本发明温度控制系统中的下加热板的背面示意图：

图 16是本发明温度控制系统中的上盖板的背面示意图。

具体实施方式

参照图 1-图 16, 本发明的一种生物芯片检测系统，其包括安装在系统机箱 9中的运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置、生物芯片扫描系统和计算机控制系统，所述各系统紧凑集成在系统机箱 9中集中进行各项检测工序，同时使其有更佳的保护可进行整体的移动或运输，也更好地控制检测系统的体积，从而增强其适用性，系统机箱 9可设置舱门、或开窗等结构以放置生物芯片至系统机箱 9中；

所述运动执行系统由分别沿 X轴、 Y轴和 Z轴方向相互垂直地设置的 X轴直线执行机构 11、 Y轴直线执行机构 12和 Z轴直线执行机构 13组成，所述 X轴直线执行机构 11 紧固安装在系统机箱 9在 Y轴方向一侧， X轴直线执行机构 11上设置有可沿 X轴方向移动的第一移动座 111, 所述 Y轴直线执行机构 12设置在 X轴直线执行机构 11上方， Y 轴直线执行机构 12的一端紧固连接在所述第一移动座 111上， Y轴直线执行机构 12的另一端设置有移动支架 122，系统机箱 9在 Y轴方向另一侧设置有与 X轴直线执行机构 11平行的导轨 14，所述移动支架 122的底端可滑动地安装在所述导轨 14上， X轴直线执行机构 11带动 Y轴直线执行机构 12以龙门架形式移动， Y轴直线执行机构 12上设置有可沿 Y轴方向移动的第二移动座 121，所述 Z轴直线执行机构 13竖直地从 Y轴直线执行机构 12—侧安装在所述第二移动座 121上， Z轴直线执行机构 13上设置有可沿 Z 轴方向移动的第三移动座 131, 所述第三移动座 131可随着三个执行机构的移动而到达系统机箱 9内空间各处，从而实现其空间移动的功能，便于安装流体控制系统实行批量加样工序；

所述流体控制系统包括数个用于吸取液体的小型泵 21,和配套用于控制流量的微量控制阀 22, 以及用于输送液体并连接所述小型泵 21和微量控制阀 22的加液管 23，所述小型泵 21和微量控制阀 22分别安装在安装盒 241和安装板 242上，所述安装盒 241 和安装板 242分别紧固连接在所述第二移动座 121上和第三移动座 131上，安装盒 241 上设置有数个装载液体的液体瓶 211，小型泵 21通过加液管 23分别对应连接所述液体瓶 211和微量控制阀 22, 所述安装板 242底端安装有加样针板 25，连接微量控制阀 22 的加液管 23管口集中固定在所述加样针板 25上，故整个流体控制系统实时跟随 Z轴直线执行机构 13移动，其中所有的加液管 23便不会因为加样针板 25的移动而伸缩或摆动，同时所述安装盒 241和安装板 242和因应不同需求而安装相应数量的液体瓶 211、小型泵 21和微量控制阀 22，并连接相应加液管 23，实现精确快速加样工序；

流体控制系统还包括一个用于吸取已加样液体的抽液泵 26，所述抽液泵 26通过抽液管连接用于回收液体的废液瓶 261和微量控制阀 22，经过所述微量控制阀 22的抽液管末端固定在所述加样针板 25上，由于生物芯片在进行加样点滴液体时只会与极小量的加样液体反应，利用抽液管即可瞬间抽回液体，避免使检测样品产生污染和不良影响，而且进行点滴加样液体的加液管 23可通过流经清洗液来进行清洗，通过抽液管回收加液管 23流出的清洗液至废液瓶 261中，自动实现液体处理的控制；

进一步，优选地，所述液体瓶 211和废液瓶 261放置在安装盒 241上，所述安装盒 241上设置有用于安装所述小型泵 21和抽液泵 26的安装座，所述微量控制阀 22和所述加样针板 25分别紧固连接在一安装板 242的中段和底端，所述安装板 242和安装盒 241固定在一可于空间内活动的移动机械臂上，安装板 242竖直连接在所述移动机械臂的底端一侧，安装盒 241连接在移动机械臂顶端一侧，一方面液体瓶：!11、废液瓶 261 和小型泵 21、抽液泵 26可分别通过安置在安装盒 241和安装座跟随移动机械臂移动，另一方面微量控制阀 22和加样针板 25由安装板 242固定在移动机械臂底端，使整个流体控制系统一致集合在移动机械臂上，既方便进行点样加液，也促使加液管 23和抽液管能够更准确地进行其工作，还便于更换液体瓶 211和废液瓶 261等，

进一步，所述小型泵 21与所述微量控制阀 22之间的所述加液管 23上还配套设置有可选择通过管道的双截止阀 29，所述双截止阀 29同时通过两根分别输送清洁液和加样液的加液管 23，所述输送清洁液的加液管 23连接到一个单独供应清洁液的清洁泵，经过双截止阀 29的两根加液管 23并接成一根加液管 23并连接到微量控制阀 22，由此只需要设置一个装有清洁液的液体瓶 211，通过清洁泵并联加液管 23到各个双截止阀 29即可实现向各个加液管 23输送清洁液。

进一步，所述双截止阀 29以及连接所述抽液泵 26的微量控制阀 22—同安装在所述安装座。

进一步，系统还设置有一个用于对应盛接所述加液管 23排放液体的盛液瓶，所述盛液瓶设置在所述移动机械臂的下方，通过盛液瓶可用于测试加液管 23液体输送或者回收点样液体和清洁液，保持医学检测设备清洁。

进一步，所述盛液瓶设置在所述移动机械臂原点位置的下方，避免所述移动机械臂在初始位置时，所述加液管 23等出现漏液影响医学检测设备内部，同时原点位置也最适合布置盛液瓶，使医学检测设备其它执行机构更为方便：

所述温度控制系统包括下加热板 32、上加热板 31、驱动装置和散热装置，所述下加热板 32固定安装于医学检测设备的机壳内，下加热板 32的下端面安装有用于加热的第一发热元件 34,下加热板 32的上端面对应第一发热元件 34位置设有加热区域，加热区域内设置有若干用于放置被加热物的卡槽 321;所述上加热板 31铰接安装在下加热板 32的一端，可相对于下加热板 32上下开合；所述驱动装置用于驱动上加热板 31旋转，其包括电机 381及传动机构 382; 所述散热装置设置于下加热板 32的下方，包括与下加热板 32固定连接的散热器安装架 362，及安装于散热器安装架 362上的散热风扇 36，散热器安装架 362对应每个散热风扇 36位置处设置有通风孔 363 , 优选地，所述散热器安装架 362下方设有与其固定连接的固定板 38，通过固定板 38与医学检测设备的机壳固定连接即可将散热装置、下加热板 32安装在机壳内，所述固定板 38对应散热风扇 36位置处设置有便于空气进入的散热机构 383 , 散热时，外部空气经进入机壳后，经过固定板 38上的散热机构 383、散热器安装架 362上的通风孔 363进入散热风扇 36内，再由散热风扇 36吹向第一发热元件 34。

本发明通过在下加热板 32上铰接安装上加热板 31，通过电机 381驱动传动机构 382 带动上加热板 31转动，从而实现上加热板 31与下加热板 32之间的幵合。本发明结构简单紧凑，体积小，生产成本低，无需手动上下幵合上加热板 31，操作方便，由于加热时上加热板 31盖合在下加热板 32上，可以有效防止热量流失和浪费，提高加热效率，而且下加热板 32下方设置有散热装置，散热风扇 36吹出来的风流直接接触固定安装在下加热板 32下端面上的第一发热元件 34，其散热效果好，能够及时将下加热板 32上的热量散发掉，避免其温度过高，延长了其使用寿命，避免使用者被烫伤，提高了安全性。

进一步，为了提高加热效率，防止热量从上加热板 31和下加热板 32之间的缝隙中泄露，所述下加热板 32在加热区域的外周边开设有环形槽 322, 环形槽 322内嵌装有弹性密封件，上加热板 31与下加热板 32盖合时弹性密封件受上加热板 31挤压变形而将加热区域密封。加热时，旋转上加热板 31使上加热板 31盖合在下加热板 32上，上加热板 31受到重力作用而挤压弹性密封件，使弹性密封件变形进行密封，其密封效果好，而且可以使加热区域内的温度保持一致，被加热物的加热效果好。

进一步，所述卡槽 321—端的底面上设置有方便在该端按压被加热物时被加热物在对应该端的另一端脱出卡槽 321的向下倾斜的斜面 323。该结构在取出被加热物时，只需在卡槽 321设有斜面 323的一端按压被加热物，使被加热物在另一端翘起，即可手动将被加热物从卡槽 321内取出，无需借助工具，操作方便快捷。

进一步，所述上加热板 31通过转轴装置 33活动连接在下加热板 32—端，所述转轴装置 33的两端分别通过轴承活动连接有第一支座 391和第二支座 392，所述第一支座 391靠近电机 381且其与第二支座 392均固定安装在下加热板 32上,,转轴装置 33两端通过轴承分别安装在下加热板 32上的第一支座 391和第二支座 392上，减小了上加热板 31开合过程中产生的摩擦，延长了本发明的使用寿命。优选地，为了方便安装驱动装置，所述下加热板 32连接有转轴装置 33的一端设有固定安装电机 381的安装凸缘 324且下加热板 32在安装凸缘 324—侧形成有缺口 325，所述转轴装置 33、第一支座 391和第二支座 392均设于缺口 325内，所述传动装置为减速齿轮组且其安装在第一支座 391内，整体结构紧凑，方便导线的铺设，外形美观。

进一步，为了提高加热系统的加热效率，所述上加热板 31背面对应第一发热元件 34位置的安装有第二发热元件 312，第二发热元件 312另一侧设有与上加热板 31固定连接的罩板 301 , 所述罩板 301与上加热板 31之间设置有防止热量散失的隔热条 302。该结构通过在上加热板 31的背面设置第二发热元件 312，第一发热元件 34和第二发热元件 312共同对卡槽 321内的被加热物进行加热，提高了加热效率。在本实施例中，所述第二发热元件 312为内置电热丝的发热板且其通过胶粘剂粘贴于上加热板 31背面，所述第一发热元件 34为内置电热丝的发热板且其通过胶粘剂粘贴于下加热板 32背面。上述结构中第一发热元件 34与第二发热元件 312均为内置电热丝的发热板，电热丝不裸露于外，安全清洁，而且上加热板 31和下加热板 32上的发热板通过胶粘剂粘贴固定，安装方便。

进一步，所述转轴装置 33外表面沿其轴向开设有第一插槽和第二插槽，所述上加热板 31和罩板 301分别设置有与第一插槽配合的第一凸缘 311和与第二插槽配合的第二凸缘 303，所述两个凸缘插入相应的插槽后用螺钉固定在转轴装置 33上。该结构拆装维修方便，上加热板 31和罩板 301分别通过第一凸缘 311和第二凸缘 303与转轴装置 33固定连接，使得上加热板 31与转轴装置 33之间的连接更加牢固可靠，避免第一凸缘 311同时承受罩板 301、上加热板 31的重力而断裂。

进一步，所述转轴装置 33为中空结构，所述转轴装置 33位于第一插槽与第二插槽之间的部分设置有用于走线的过线孔 332 , 过线孔 332与转轴装置 33的中空腔体 331 连通。上述结构使得连接在第二发热元件 312上的导线封装在罩板 301、隔热条 302及上加热板 31围合形成的内腔内，并通过过线孔 332、转轴装置 33的中空腔体 331引至下加热板 32，走线方便，同时避免导线外露，增加了加热板外形的美观度，有效避免了导线缠绕，延长了导线的使用寿命，利于加热板的长期安全运行。

进一步，为了提高加热系统的自动化程度，所述下加热板 32上安装有一个或多个用于感应加热温度的温度传感器。优选地，本发明还包括用于控制加热温度的温度控制器件。在此，温度传感器的数量和安装位置并不限定，可以根据实际需要灵活设置，在本实施例中，下加热板 32的背面幵设有用于安装温度传感器的长形槽 326,温度传感器嵌装在长形槽 326内。加热系统加热时可以通过温度传感器实时检测下加热板 32的温度，并发送信号给温度控制器件，通过实测温度和预先设定的温度比较，来控制加热系统的发热元件的启闭、加热功率等，以实现对被加热物的恒温加热。

进一步，所述下加热板 32安装有凸设于其上端面的用于在上加热板 31和下加热板 32盖合时被上加热板 31触发的行程幵关 37。该行程开关 37只有在上加热扳 31盖合在下加热板 32上时才能被上加热板 31触发，从而启动加热系统进行加热，避免在上加热板 31和下加热板 32未盖合时加热系统就已幵始加热而造成烫伤事故，保证了加热系统的使用安全。 ⁶

本发明应用于基因测序时，首先将生物芯片放置在卡槽 321上，然后借助其他自动装置或者手动向生物芯片添加试剂并清洁多余的试剂，接着启动电机 381，由电机 381 驱动减速齿轮组带动转轴装置 33转动，从而使上加热板 31盖合在下加热板 32上，当上加热板 31盖合在下加热板 32上时上加热板 31触发行程开关 37而自动启动加热系统迸行加热，并通过温度传感器实时检测下加热板 32的温度，从而控制下加热板 32的温度保持在一定范围，实现对生物芯片的恒温加热。本发明结构简单紧凑，生产成本低，可实现自动开合，操作方便。

所述上加热板 31和下加热板 32的一端通过转轴装置 33铰接，上加热板 31可随所述转轴装置 33转动而开合，下加热板 32紧固连接在系统机箱 9上，转轴装置 33设置在系统机箱 9在 X轴方向上的一侧，转轴装置 33内设置有驱动其转动的马达，所述 Y 轴直线执行机构 12的原始位置设定在系统机箱 9在 X轴方向上的另一侧，上加热板 31 和下加热板 32对应地均设置有用于加热的第一发热元件 34,下加热板 32对应所述第一发热元件 ₃₄还设置有许多用于安放生物芯片的卡槽 321，以及用于检測温度的温度传感器 35，下加热板 32下方还设置有散热器，下加热板 32为整个生物芯片检测过程安放生物芯片的操作台，从加样到加热再到扫描，生物芯片的检测工序均在下加热板 32上完成，加热过程上加热板 31随转动装置 33合上至下加热板 32，从而实现快速加热温控。

清洁风刀装置包括安装在所述第三移动座 131底端的风刀 41，以及设置在所述 Y 轴直线执行机构 12原始位置下方的气泵 42，所述气泵 42通过气管和用于控制气流启闭的电磁开关阀连接所述风刀 41,气泵 42制造压缩空气，通过风刀 41以高速喷射，能够快速将生物芯片表面的剩余加样液体瞬间吹走，避免受到污染；

生物芯片扫描系统包括安装在所述第三移动座 131上的摄像机 51和增光装置 52，所述摄像机 51将生物芯片上的图像信息进行扫描，从而传送至计算机控制系统中进行分析比对，所述增光装置 52则起到光源补充的作用，以确保摄像机 51成功进行扫描：计算机控制系统由显示器、计算机、电气电子控制器和操控装置组成，计算机控制系统通过电连接控制运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置和生物芯片扫描系统。

作为上述实施方式的改进，所述系统机箱 9由执行机箱 91和电控机箱 92组成，所述运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置以及生物芯片扫描系统均安装在所述执行机箱 91中，所述计算机控制系统安装在所述电控机箱 92中，执行机箱 91与电控机箱 92相匹配地设置有可通过电缆进行可拆快速连接的接线端口组，执行机箱 91还设置有可开合的开门机构 911，系统机箱 9的分离式设计进一步提高了检测系统的适用性和灵活度。

作为上述实施方式的进一步改进，优选地，所述开门机构 911可转动地铰接在所述执行机箱 91上，开门机构 911和执行机箱 91之间连接有气弹簧 912, 执行机箱 91内设置有用于照明的灯管，执行机箱 91和电控机箱 92两侧还设置有提手凹槽以方便搬运。

迸一步，所述 X轴直线执行机构 11、 Y轴直线执行机构 12和 Z轴直线执行机构 13 中均设置有电机，以及由电机驱动的螺杆，所述第一移动座 111、第二移动座 121和第三移动座 131分别与 X轴直线执行机构 11、 Y轴直线执行机构 12和 Z轴直线执行机构 13的螺杆连接， Y轴直线执行机构 12还设置有用于保护线缆或气管等移动的第一拖链 123和第二拖链 124,所述第一拖链 123的两端分别连接 Y轴直线执行机构 12和系统机箱 9, 所述第二拖链 124沿 Y轴直线执行机构 12布置，第二拖链 124的两端分别连接 Y 轴直线执行机构 12和所述第二移动座 121, 线缆或气管等可从系统机箱 9沿第一拖链 123接到 Y轴直线执行机构 12上,再从第二拖链 124接到所述安装盒 241等其它部件，从而保护线缆。

进一步，所述安装盒 241上还设置有一个用于回收废液的废液瓶 261、抽液泵 26 和抽液阀 27，和一个用于为加液管 23提供清洁液进行清洗的清洁液瓶 281和清洁液泵 28, 以及数个匹配连接在所述微量控制阀 22与所述小型泵 21之间的双截止阀 29，所述废液瓶 261通过废液管 262连接抽液泵 26，所述废液管 262经过抽液泵 26后末端固定在所述加样针板 25上，所述清洁液瓶 281通过清洁液管 282连接所述清洁液泵 28, 再并联连接所述双截止阀 29，最后接入到所述加液管 23，所述系统机箱 9安装有清洗瓶 283，所述清洗瓶 283位于所述 Y轴直线执行机构 12原点位置下方，通过双截止阀 29作用，使加液管 23可选择通过清洁液进行清洗，清洁液从加液管 23中排放到清洗瓶 283中暂时存放，然后由废液管 262吸取回收至废液瓶 261中，同时废液管 262也能够吸取加样时残留在生物芯片上的液体，然后再使用清洁风刀装置进行清洁，从而减少液体在系统机箱 9中的飞散量，进一步减少污染。

进一步，所述下加热板 32的第一发热元件 34紧固贴合在下加热板 32的底面，所述温度传感器 35设置在下加热板 32底面中央，下加热板 32上还设置有用于控制加热板加热的行程开关 37，以确保只有在上加热板 31盖上下加热板 32才能进行加热操作，而且下加热板 32还设置有包围所述卡槽 321并加装弹性密封条的环形槽 322，以增强密封性能，卡槽 321中设置有便于取出生物芯片的倾斜面 323, 用于按压生物芯片一端而翘起进行快速拆除，所述散热器设置有数个正对下加热板 32底面吹风的风扇 36，所述系统机箱 9底部对应所述风扇设置许多通风孔，提高散热通风效果,区为生物芯片放置在下加热板 32,上加热板 31的第一发热元件 34 (附图未画出）可设置在上加热板 31内, 以避免第一发热元件 34外露所带来的潜在缺陷，例如因上加热板 31打开时与其它部件发生碰撞。

进一步，所述转轴装置 33为中空结构，并设置有用于通过导线的轴心孔与过线孔 332，有关导线便可从轴心孔进入，继而从过线孔 332引出连接相应的部件，避免了导线在系统机箱 9中无序放置。

进一步，所述气泵 42和所述风刀 41之间还顺序连接有用于过滤空气微粒的过滤器 45，和用于储存压缩空气的气囊 43, 以及用于调节输出气压的调压阀 44，所述调压阀 44还连接有实时显示气压值的气压表 46，从而提高所述风刀 41喷射气体的质量和效果。

进一步，所述风刀 41设置为楔形，风刀 41尖端和两侧端面设置有数个并排排列的喷气孔 411和循环孔 412，所述喷气孔 411主要对应下方喷气，循环孔 412产生风压叠加效应，从而更加彻底地清理生物芯片上的液体或微粒。

进一步，所述增光装置 52安装在所述摄像机 51下方，增光装置 52对应摄像机 51 设置有透镜和光源，摄像机 51通过透镜进行扫描，避免因清洁时空气中的沾到摄像机 51的镜头上。

本发明的一种生物芯片检测系统的基本运行步骤为：

首先，将生物芯片放置在所述下加热板 32的卡槽 321上，然后启动所述计算机控制系统，通过特定控制软件，计算机控制系统控制所述各系统执行检测工作，所述运动执行系统带动所述流体控制系统和清洁风刀装置进行生物芯片的加样和清洁工序，所述加样针板 25和风刀 41随 Z轴直线执行机构 13可移动至各个生物芯片进行加样和清洁工序，随后，由所述温度控制系统执行温度控制，即所述上加热板 31合上至下加热板 32，并加热到特定温度，使生物芯片的样本进行应，完成此过程上加热板 31便可打开并降温至常温，最后，当生物芯片样本得到足够的化学反应后，即可通过所述生物芯片扫描系统进行扫描，所述摄像机 51将拍下的样本影像传送至计算机控制系统中利用软件进行分析、比对，从而完成生物芯片检测，而按照实际需要，上述的各项工序可经过特定或不特定的顺序、单次或重复的次数执行。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1. 一种生物芯片检测系统，其特征在于：包括安装在系统机箱（9)中的运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置、生物芯片扫描系统和计算机控制系统；所述运动执行系统由分别沿 X轴、 Y轴和 Z轴方向相互垂直地设置的 X轴直线执行机构（11)、 Y轴直线执行机构（12)和 Z轴直线执行机构（13)组成，所述 X轴直线执行机构（11 )紧固安装在系统机箱（9)在 Y轴方向一侧， X轴直线执行机构（11)上设置有可沿 X轴方向移动的第一移动座（111)，所述 Y轴直线执行机构（12)设置在 X轴直线执行机构（11) 上方， Y轴直线执行机构（12) 的一端紧固连接在所述第一移动座

( 111) 上， Y轴直线执行机构（12) 的另一端设置有移动支架（122), 系统机箱（9 ) 在 Y轴方向另一侧设置有与 X轴直线执行机构（11) 平行的导轨（14)，所述移动支架

( 122) 的底端可滑动地安装在所述导轨（14) 上， X轴直线执行机构（11) 带动 Y轴直线执行机构（12 )以龙门架形式移动， Y轴直线执行机构（12 )上设置有可沿 Y轴方向移动的第二移动座（121)，所述 Z轴直线执行机构（13 ) 竖直地从 Y轴直线执行机构

( 12)—侧安装在所述第二移动座（121 )上， Z轴直线执行机构（13 )上设置有可沿 Z 轴方向移动的第三移动座（131 );

所述流体控制系统包括数个用于吸取液体的小型泵（21)，和配套用于控制流量的微量控制阀（22)，以及用于输送液体并连接所述小型泵（21) 和微量控制阀（22) 的加液管（23)，所述小型泵（21 )和微量控制阀（22)分别安装在安装盒（241)和安装板（242 )上，所述安装盒（241)和安装板（242 )分别紧固连接在所述第二移动座（ 121 ) 上和第三移动座（131) 上，安装盒（241 ) 上设置有数个装载液体的液体瓶（211)，小型泵（21 )通过加液管（23 )分别对应连接所述液体瓶（211 )和微量控制阀（22)，所述安装板（242 )底端安装有加样针板（25)，连接微量控制阀（22 ) 的加液管（23 )管口集中固定在所述加样针板（25) 上；

所述温度控制系统由可相互贴合的上加热板（31)和下加热板（32 )组成，所述上加热板（31)和下加热板（32) 的一端通过转轴装置（33 )铰接，上加热板（31 ) 可随所述转轴装置（33 ) 转动而开合，下加热板（32) 紧固连接在系统机箱（9) 上，转轴装置（33 ) 设置在系统机箱（9) 在 X轴方向上的一侧，转轴装置（33〕内设置有驱动其转动的马达，所述 Y轴直线执行机构（12 ) 的原始位置设定在系统机箱（9 ) 在 X轴方向上的另一侧，上加热板（31 )和下加热板（32 )对应地均设置有用于加热的第一发热元件（34)，下加热板（32) 对应所述第一发热元件（34) 还设置有许多用于安放生物芯片的卡槽（321) , 以及用于检测温度的温度传感器（35 )，下加热杈 ( 32 ) 下方还设置有散热器；

清洁风刀装置包括安装在所述第三移动座（131)底端的风刀（41)，以及设置在所述 Y轴直线执行机构（12 ) 原始位置下方的气泵（42), 所述气泵（42) 通过气管和用于控制气流启闭的电磁开关阀连接所述风刀（41) ;

生物芯片扫描系统包括安装在所述第三移动座（131 )上的摄像机（51 )和增光装置（52);

2. 根据权利要求 1所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述系统机箱（9)由执行机箱（91)和电控机箱（92)组成，所述运动执行系统、流体控制系统、温度控制系统、清洁风刀装置以及生物芯片扫描系统均安装在所述执行机箱（91) 中，所述计算机控制系统安装在所述电控机箱（92 ) 中，执行机箱（91)与电控机箱（92)相匹配地设置有可通过电缆进行可拆快速连接的接线端口组，执行机箱（91 )还设置有可开合的开门机构（911)。

3. 根据权利要求 2所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述开门机构（911) 可转动地铰接在所述执行机箱（91) 上，开门机构（911) 和执行机箱（91) 之间连接有气弹簧（912)，执行机箱（91) 内设置有用于照明的灯管。

4. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述 X轴直线执行机构（11)、 Y轴直线执行机构（12)和 Z轴直线执行机构（13)中均设置有电机，以及由电机驱动的螺杆，所述第一移动座（ 111 )、第二移动座（ 121 )和第三移动座（ 131 ) 分别与 X轴直线执行机构（11)、 Y轴直线执行机构（12)和 Z轴直线执行机构（13)的螺杆连接， Y轴直线执行机构（ 12)还设置有用于保护线缆或气管等移动的第一拖链 ( 123) 和第二拖链（124), 所述第一拖链（123) 的两端分别连接 Y轴直线执行机构（12)和系统机箱（9)，所述第二拖链（124)沿 Y轴直线执行机构（12)布置，第二拖链（124) 的两端分别连接 Y轴直线执行机构（12) 和所述第二移动座（121)。

5. 根据权利要求 1、2或 3所述的一种生物芯片检测系统,其特征在于:所述安装盒 (241) 上还设置有一个用于回收废液的废液瓶（261)、抽液泵（26) 和抽液（27)，和一个用于为加液管（23〉提供清洁液进行清洗的清洁液瓶（281)和清洁液泵（28)，以及数个匹配连接在所述微量控制阀（22) 与所述小型泵（21) 之间的双截止阔（29)，所述废液瓶（261)通过废液管（262)连接抽液泵（26)，所述废液管（262)经过抽液泵（26) 后末端固定在所述加样针板（25)上，所述清洁液瓶（281)通过清洁液管（282)连接所述清洁液泵（28)，再并联连接所述双截止阀（29)，最后接入到所述加液管（23)，所述系统机箱（9) 安装有清洗瓶（283)，所述清洗瓶（283)位于所述 Y轴直线执行机构（12) 原点位置下方。

6. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述下加热板

(32)的第一发热元件（34)紧固贴合在下加热板（32)的底面，所述温度传感器（35) 设置在下加热板（32)底面中央，下加热板（32)上还设置有用于控制加热板加热的行程开关（37)，以及包围所述卡槽（321)并加装弹性密封条的环形槽（322)，卡槽（321) 中设置有便于取出生物芯片的倾斜面（323),所述散热器设置有数个正对下加热板（32) 底面吹风的风扇（36), 所述系统机箱（9) 底部对应所述风扇设置许多通风孔。

7. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述转轴装置

(33) 为中空结构，并设置有用于通过导线的轴心孔与过线孔（332)。

8. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述气泵（42) 和所述风刀（41) 之间还顺序连接有用于过滤空气微粒的过滤器（45), 和用于储存压缩空气的气囊（43)，以及用于调节输出气压的调压阀（44)，所述调压阀（44)还连接有实时显示气压值的气压表（46)。

9. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述风刀（41) 设置为楔形，风刀（41) 尖端和两侧端面设置有数个并排排列的喷气孔（411) 和循环孔（412)。

10. 根据权利要求 1、 2或 3所述的一种生物芯片检测系统，其特征在于：所述增光装置 (52) 安装在所述摄像机（51) 下方，增光装置（52)对应摄像机（51) 设置有透镜和光源。

11. 一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：包括数个用于吸取液体的小型泵 (21)，和配套用于控制流量的微量控制阀（22)，以及用于输送液体并连接所述小型泵 (21) 和微量控制阔 (22) 的加液管（23)，小型泵（21) 通过所述加液管（23) 分别连接装有加样液的液体瓶（211)和微量控制阀（22)，通过微量控制阀（22) 的加液管 (23) 末端管口处设置有用于集合并且固定加液管（23) 的加样针板（25)。

12. 根据权利要求 11所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：系统还包括一个用于吸取已加样液体的抽液泵（26)，所述抽液泵（26) 通过抽液管连接用于回收液体的废液瓶（261)和微量控制阀（22)，经过所述微量控制阀（22) 的抽液管末端固定在所述加样针板（25) 上。

13. 根据权利要求 12所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：所述液体瓶（211)和废液瓶（261)放置在安装盒（241)上，所述安装盒（241)上设置有用于安装所述小型泵（21)和抽液泵（26) 的安装座，所述微量控制阀（22)和所述加样针板（25)分别紧固连接在一安装板（242) 的中段和底端，所述安装板（242)和安装盒 (241) 固定在一可于空间内活动的移动机械臂上，安装板（242)竖直连接在所述移动机械臂的底端一侧，安装盒（241)连接在移动机械臂顶端一侧。

14. 根据权利要求 13所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：所述小型泵（21) 与所述微量控制阔 (22)之间的所述加液管（23)上还配套设置有可选择通过管道的双截止阀（29)，所述双截止阀（29) 同时通过两根分别输送清洁液和加样液的加液管（23), 所述输送清洁液的加液管（23) 连接到一个单独供应清洁液的清洁泵，经过双截止阀（29) 的两根加液管（23) 并接成一根加液管（23) 并连接到微量控制阔

(22)。

15. 根据权利要求 14所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：所述双截止阀（29) 以及连接所述抽液泵（26) 的微量控制阔 (22) 一同安装在所述安装座上。

16. 根据权利要求 13所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：系统还设置有一个用于对应盛接所述加液管（23)排放液体的盛液瓶，所述盛液瓶设置在所述移动机械臂的下方。

17. 根据权利要求 16所述的一种医学检测设备的流体控制系统，其特征在于：所述盛液瓶设置在所述移动机械臂原点位置的下方。

18. —种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：包括

下加热板（32)，固定安装于医学检测设备的机壳内，下加热板（32) 的下端面安装有用于加热的第一发热元件（34)，下加热板（32) 的上端面对应第一发热元件（34) 位置设有加热区域，加热区域内设置有若干用于放置被加热物的卡槽（321);

上加热板（31)，铰接安装在下加热板（32) 的一端；

驱动装置，用于驱动上加热板（31) 旋转，包括电机（381) 及传动机构（382);

散热装置，设置于下加热板（32) 的下方，包括与下加热板（32) 固定连接的散热器安装架（362)，及安装于散热器安装架（362)上的散热风扇（36)，散热器安装架（362) 对应每个散热风扇（36)位置处设置有通风孔（363)。

19. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述下加热板（32) 在加热区域的外周边开设有环形槽（322)，环形槽（322) 内嵌装有弹性密封件，上加热板（31) 与下加热板（32)盖合时弹性密封件受上加热板（31)挤压变形而将加热区域密封。

20. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述卡槽 (321) —端的底面上设置有方便在该端按压被加热物时被加热物在对应该端的另一端脱出卡槽（321) 的向下倾斜的斜面（323)。

21. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述上加热板（31) 通过转轴装置（33) 活动连接在下加热板（32) —端，所述转轴装置（33) 的两端分别通过轴承活动连接有第一支座（ 391 )和第二支座（ 392 ) ,所述第一支座（ 391 ) 靠近电机（381) 且其与第二支座（392) 均固定安装在下加热板（32) 上。

22. 根据权利要求 21所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述下加热板（32) 连接有转轴装置（33) 的一端设有固定安装电机（381) 的安装凸缘（324) 且下加热板（32)在安装凸缘（324)—侧形成有缺口（325)，所述转轴装置（33)、第一支座（391) 和第二支座（392) 均设于缺口（325) 内，所述传动装置为减速齿轮组且其安装在第一支座（391) 内。

23. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述上加热板（31)背面对应第一发热元件（34)位置的安装有第二发热元件（312)，第二发热元件（312) 另一侧设有与上加热板（31) 固定连接的罩板（301)，所述罩板（301)与上加热板（31) 之间设置有防止热量散失的隔热条（302)。

24. 根据权利要求 23所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述转轴装置（33)外表面沿其轴向开设有第一插槽和第二插槽，所述上加热板（31)和罩板 (301) 分别设置有与第一插槽配合的第一凸缘（311) 和与第二插槽配合的第二凸缘（303)，所述两个凸缘插入相应的插槽后用螺钉固定在转轴装置（33) 上。

25. 根据权利要求 24所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述转轴装置（33 ) 为中空结构，所述转轴装置（33)位于第一插槽与第二插槽之间的部分设置有用于走线的过线孔（332)，过线孔（332)与转轴装置（33 )的中空腔体（331)连通。

26. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述下加热板（32 ) 上安装有一个或多个用于感应加热温度的温度传感器。

27. 根据权利要求 18所述的一种医学检测设备的温度控制系统，其特征在于：所述下加热板（32 ) 安装有凸设于其上端面的用于在上加热板（31 )和下加热板（32 )盖合时被上加热板（31 ) 触发的行程开关（37)。