專利名稱：生物芯片雜交儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
生物芯片雜交儀
技術(shù)領(lǐng)城
本實(shí)用新型涉及一種生物芯片雜交裝置。
背景技術(shù)：
生物芯片技術(shù)可以對(duì)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)中的各種生物化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行 集成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基因、配體、抗原等生物活性物質(zhì)進(jìn)行高效快捷的測(cè)試和 分析。它的出現(xiàn)給生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、新藥開發(fā)、生物武器戰(zhàn)爭、司法 鑒定、食品與環(huán)境監(jiān)督等眾多領(lǐng)域帶來巨大的革新甚至革命。
以雜交為基礎(chǔ)的分析已廣泛用于基因突變的檢測(cè)、多態(tài)性分析、基因作 圖等方面的研究與應(yīng)用，雜交儀則是專門用來完成對(duì)生物芯片進(jìn)行雜交過程
的設(shè)備，通過其完成對(duì)生物芯片預(yù)雜交、雜交、洗滌、封閉、酶聯(lián)、顯色、 終止顯色等搮作。目前常規(guī)的生物芯片雜交設(shè)備比較多，但通常存在如下的 問題1 )各個(gè)步驟均分別獨(dú)立進(jìn)行，廢液需要人工吸走，對(duì)操作者依賴性 大，操作繁瑣；2)溫度設(shè)置為有級(jí)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)檔少，使最優(yōu)控制受到限 制；3)同時(shí)可雜交芯片數(shù)量少，效率低；4)震蕩效果緩慢，雜交液反時(shí) 間長，效率低。
實(shí)用新型內(nèi)客
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種生物芯片雜交儀，在對(duì)生 物芯片進(jìn)行雜交后，能夠自動(dòng)甩干雜交液。
本實(shí)用新型的一種生物芯片雜交儀包括雜交腔、芯片載盤、旋轉(zhuǎn)部、 溫控部和主控部；芯片栽盤設(shè)置在雜交腔內(nèi)，該芯片載盤通過旋轉(zhuǎn)部驅(qū)動(dòng)； 所述旋轉(zhuǎn)部通過所述主控部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制，所述雜交腔通過所述溫控部調(diào)節(jié) 腔內(nèi)溫度。
進(jìn)一步地，所述雜交腔上還設(shè)有用于清洗其內(nèi)部的清洗部，所述清洗部 包括清洗管、清洗泵和吸液泵，清洗管設(shè)置在雜交腔內(nèi)，清洗管與清洗泵相 連，清洗泵通過該清洗管將清洗液噴入到所述雜交腔內(nèi)，所述吸液泵與所述 雜交腔底部相連。
進(jìn)一步地，所述溫控部包括溫控單元和冷熱空氣循環(huán)管道，冷熱空氣 循環(huán)管道設(shè)置在所述雜交腔下，所述溫控單元包括溫度采集單元、可單獨(dú)控 制的多個(gè)加熱元件和制冷元件，溫度采集單元設(shè)置在雜交腔內(nèi)，加熱元件和 制冷元件根椐溫度采集單元采集的溫度信號(hào)通過冷熱空氣循環(huán)管道對(duì)所述 雜交腔進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步地，所述加熱元件為云母加熱片、電阻絲或半導(dǎo)體，所述制冷元 件為半導(dǎo)體致冷片。
進(jìn)一步地，還包括操作部，該搡作部與所述主控部相連，所述主控部通 過該操作部控制所述清洗部、溫控部和旋轉(zhuǎn)部。
進(jìn)一步地，所述操作部為鍵盤和顯示屏。
進(jìn)一步地，所述主控部為PLC可編程控制器(也可以選擇其它類似的 控制元件)。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 實(shí)現(xiàn)了雜交后自動(dòng)甩干雜交液，自動(dòng)清洗雜交腔，簡化了操作，而 且更方便，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間；
2、 溫度調(diào)節(jié)為平滑調(diào)節(jié)，雜交過程可以更加優(yōu)化；
3、 震蕩效果好，節(jié)約了雜交時(shí)間；
4、 鍵盤及顯示介面友好，操作簡單；
5、 可設(shè)定正常工作及測(cè)試兩種工作模式，及時(shí)檢查儀器各部件工作狀 態(tài)，減少故障率；
6、 通用性好，適用于多種生物芯片雜交。 附困說明


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型噴液環(huán)形管主視圖3為圖2的俯4見圖4為本實(shí)用新型的電機(jī)控制單元框圖;
圖5為本實(shí)用新型的系統(tǒng)控制框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括雜交腔l、旋轉(zhuǎn)部2、芯片載盤3、操 作部5、主控部6、清洗部7和機(jī)殼12。操作部5設(shè)置在機(jī)殼12的上部， 其由鍵盤和顯示屏組成(未圖示出)。雜交腔1安裝在機(jī)殼12的中間靠上 位置，雜交腔l設(shè)置有芯片載盤3，芯片載盤3上可放置芯片盒，芯片載盤 3可以設(shè)計(jì)為承擔(dān)N個(gè)芯片盒的結(jié)構(gòu)，N最優(yōu)選擇為18，芯片盒數(shù)量改變 時(shí)只需改變芯片載盤3的面積即可。芯片載盤3通過旋轉(zhuǎn)部2驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)部 2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)芯片載盤3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成震蕩與甩干過程。旋轉(zhuǎn)部2包括電機(jī) 22和電^/L驅(qū)動(dòng)器21,如圖4所示，電才幾22可以釆用步進(jìn)電^/L,這樣能夠4艮 好地控制芯片載盤3的震蕩和甩干。當(dāng)然也可以用其他電機(jī)代替，只要改變 控制方法即可。清洗部7包括清洗管11、清洗泵72和吸液泵73，清洗管 ll設(shè)置在雜交腔l內(nèi)，清洗管11與清洗泵72相連，清洗泵72通過該清洗 管11將清水噴入到雜交腔1內(nèi)，吸液泵73與雜交腔1底部相連，可以將廢 液排出雜交腔1。清洗管11為銅、塑料或不銹鋼等材料制成的環(huán)形管，如 圖2、 3所示，在清洗管11的外圓周上均勻分布有噴液孔111,通過噴液孔 111噴出水流清洗雜交腔1。
如圖1所示，本實(shí)用新型還設(shè)置有溫控部8,該溫控部8包括溫控單元 81和在芯片栽體3下方設(shè)置的冷熱空氣循環(huán)管道82,冷熱空氣循環(huán)管道82 與溫控單元9相連，溫控單元9通過冷熱空氣循環(huán)管道82對(duì)雜交腔1進(jìn)行 溫度調(diào)節(jié)。溫控單元81包括溫度采集單元811、可單獨(dú)控制的多個(gè)加熱元 件和制冷元件(未圖示出)，溫度釆集單元設(shè)置811在雜交腔1內(nèi)，用于采 集雜交腔l內(nèi)的溫度。加熱元件可采用云母加熱片、電阻絲，半導(dǎo)體等一切
可產(chǎn)生熱源的元件，制冷元件可采用半導(dǎo)體致冷片等冷卻元件，加熱元件和
制冷元件根據(jù)溫度采集單元811采集的溫度信號(hào)通過冷熱空氣循環(huán)管道82 對(duì)雜交腔1進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。溫控單元81另一端與主控部6相連，主控部6 通過控制加熱元件和制冷元件實(shí)現(xiàn)溫度采集單元811采集的溫度與操作部5 設(shè)定溫度一致，從而實(shí)現(xiàn)溫度的平滑調(diào)節(jié)。溫度采集單元811可以采用溫度 傳感器。主控部6可以選擇PLC作為主控元件(也可以選擇其它類似的控 制元件)，主控部6與操作部5和旋轉(zhuǎn)部2的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，通過改變 PLC控制方式可以獲得多種震蕩及甩千方式，如圖4所示，主控部6向電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器21發(fā)送脈沖控制信號(hào)，如方向信號(hào)等，從而控制電機(jī)22的運(yùn)行狀態(tài)， 開關(guān)電源13向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21和主控部6供電。如圖5所示，操作部5通過 主控部6控制溫控部8、清洗部7和旋轉(zhuǎn)部2各種控制可通過操作部5進(jìn)行 操作。
本實(shí)用新型可以設(shè)置兩種工作模式，即正常工作模式和測(cè)試模式。正常 工作模式運(yùn)行如下首先通過操作部5選擇工作模式，溫控部根據(jù)設(shè)定溫度 調(diào)節(jié)雜交腔1溫度，主控部6根據(jù)設(shè)定模式控制旋轉(zhuǎn)部2運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)部2帶 動(dòng)芯片載盤3運(yùn)動(dòng)，完成震蕩及甩干。甩干后控制部控制清洗部7清洗雜交 腔l。測(cè)試模式主要是進(jìn)行本儀器的檢查及維護(hù)?？梢詼y(cè)試各個(gè)工作部如溫 控部8、旋轉(zhuǎn)部2等是否工作正常。
本實(shí)用新型使用時(shí)，首先人工加液，將生物芯片放置在芯片載盤3上， 然后通過操作部5設(shè)置工作參數(shù)，包括震蕩參數(shù)、溫度參數(shù)等，然后開始進(jìn) 行生物芯片雜交、甩干、清洗等操作。這個(gè)過程中，雜交后可以自動(dòng)甩干雜 交液，自動(dòng)清洗雜交腔l，不僅簡化了操作，而且更方便，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。 另外，由于可以設(shè)定震蕩參數(shù)，因此大大提高了震蕩的效果，節(jié)約了雜交的 時(shí)間。此外，主控部6通過比較溫度采集單元811采集的溫度與操作部5設(shè) 定溫度，控制加熱元件和制冷元件運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)溫度采集單元8U采集溫度與 操作部5設(shè)定溫度一致，從而實(shí)現(xiàn)了溫度的平滑調(diào)節(jié)，使雜交過程更加優(yōu)化。
權(quán)利要求1、一種生物芯片雜交儀，其特征在于，包括雜交腔、芯片載盤、旋轉(zhuǎn)部、溫控部和主控部；芯片載盤設(shè)置在雜交腔內(nèi)，該芯片載盤通過旋轉(zhuǎn)部驅(qū)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)部通過所述主控部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制，所述雜交腔通過所述溫控部調(diào)節(jié)腔內(nèi)溫度。
2、 如權(quán)利要求1所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，所述雜交腔上 還:&有用于清洗其內(nèi)部的清洗部，所述清洗部包括清洗管、清洗泵和吸液泵， 清洗管設(shè)置在雜交腔下部，清洗管與清洗泵相連，清洗泵通過該清洗管將清 洗液噴入到所述雜交腔內(nèi)，所述吸液泵與所述雜交腔底部相連。
3、 如權(quán)利要求1所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，所述溫控部包 括溫控單元和冷熱空氣循環(huán)管道，冷熱空氣循環(huán)管道設(shè)置在所述雜交腔下， 所述溫控單元包括溫度采集單元、可單獨(dú)控制的多個(gè)加熱元件和制冷元件， 溫度采集單元設(shè)置在雜交腔內(nèi)，加熱元件和制冷元件根據(jù)溫度釆集單元采集 的溫度信號(hào)通過冷熱空氣循環(huán)管道對(duì)所述雜交腔進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
4、 如權(quán)利要求3所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，所述加熱元件 為云母加熱片、電阻絲或半導(dǎo)體，所述制冷元件為半導(dǎo)體致冷片。
5、 如權(quán)利要求2至4任一所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，還包 括操作部，該操作部與所述主控部相連，所述主控部通過該纟喿作部控制所述 清洗部、溫控部和旋轉(zhuǎn)部。
6、 如權(quán)利要求5所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，所述操作部為 鍵盤和顯示屏。
7、 如權(quán)利要求1所述的生物芯片雜交儀，其特征在于，所述主控部為 PLC可編程控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生物芯片雜交儀，包括雜交腔、芯片載盤、旋轉(zhuǎn)部、溫控部和主控部；芯片載盤設(shè)置在雜交腔內(nèi)，該芯片載盤通過旋轉(zhuǎn)部驅(qū)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)部通過所述主控部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制，所述雜交腔通過所述溫控部調(diào)節(jié)腔內(nèi)溫度。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了雜交后自動(dòng)甩干雜交液，自動(dòng)清洗雜交腔，簡化了操作，而且更方便，縮短了工作時(shí)間。
文檔編號(hào)C12M1/00GK201062262SQ20072016943
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者劉旭青, 史洪源, 騁 周, 朱紹綱, 王常力, 甄志成, 逄建濤, 蓮 鐘, 娜 隋, 馬立人 申請(qǐng)人:北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司