生物芯片閱讀儀制造技術

本實用新型專利技術公開了一種生物芯片閱讀儀，包括外殼底蓋，外殼頂蓋，可翻轉面蓋，外殼底蓋或者外殼頂蓋設置有電源接口及可連接計算機的數據線接口，其特征是：所述的外殼底蓋和外殼頂蓋組成的空間內固定有主板，所述主板固定有高精度機械移動平臺，步進電機、圖像傳感器及數碼攝像模塊，光源及轉接板；所述高精度機械移動平臺一軸向設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤；另一軸向設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊。本實用新型專利技術所述的生物芯片閱讀儀檢測精度高，高通量，快速，而且成本較為低廉。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

生物芯片閱讀儀
本技術屬于分子生物學分析裝置領域，尤其是涉及一種生物芯片閱讀儀。
技術介紹
生物芯片(biochip或bioarray)是根據生物分子間特異相互作用的原理,將生化分析過程集成于芯片表面,從而實現對DNA、RNA、多肽、蛋白質以及其他生物成分的高通量快速檢測。狹義的生物芯片概念是指通過不同方法將生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗體、抗原等)固著于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝膠、尼龍膜等固相遞質上形成的生物分子點陣。人乳頭瘤病毒(HPV)是導致宮頸癌的病原體，開展HPV分型檢測能很好的預防宮頸癌。目前提供HPV分型檢測的試劑分為兩大類，一種是確定是否感染了高危型HPV ;另一種是確定具體感染了哪種基因型的HPV，即實現了具體分型。在現有的對HPV基因分型的設備中，大多較為昂貴，而且往往不能實現高通量檢測，患者使用這些設備檢測，往往會花費高昂的檢測費用，不利于普及推廣。生物芯片就是生物信息微陣列，包括基因芯片、蛋白質芯片、細胞芯片和組織芯片等，本技術檢測的生物芯片特指用微孔板裝置(專利號ZL200820094742. 5)承載的， TMB(3，3’，5，5’ -四甲基聯苯胺)顯色的生物芯片。
技術實現思路
本技術的主要目的在于提供一種檢測精度高，高通量，快速，而且成本較為低廉的生物芯片閱讀僅，解決現有技術存在的缺陷。為實現所述目的，該生物芯片閱讀儀包括外殼底蓋，外殼頂蓋，可翻轉面蓋，外殼底蓋或者外殼頂蓋設置有電源接口及可連接計算機的數據線接口，所述的外殼底蓋和外殼頂蓋組成的空間內固定有主板，所述主板固定有高精度機械移動平臺，步進電機、圖像傳感器及數碼攝像模塊，光源及轉接板；所述高精度機械移動平臺一軸向設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤；另一軸向設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊。所述的生物芯片可以是基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片和組織芯片。進一步的改進所述的高精度機械移動平臺包括X軸移動平臺和Y軸移動平臺，每個移動平臺均設置有與之匹配的傳感器。更進一步的改進所述的X軸移動平臺設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊；所述的Y軸移動平臺設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤；或者所述的Y軸移動平臺設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊；所述的X軸移動平臺設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤。更進一步的改進所述的圖像傳感器為CXD圖像傳感器，所述的光源為LED光源。技術本技術所述的生物芯片閱讀儀集CCD、LED光源、高精度機械移動平臺于一身，組成了一個芯片掃描平臺，生物芯片分析軟件安裝于電腦上并通過電腦與閱讀儀的USB連接對閱讀儀進行掃描控制；閱讀儀對生物芯片進行光學掃描，CCD將待掃描圖像的光信號轉變成電荷，然后通過模數轉換器芯片將電信號轉換成數字信號，此時反映生物芯片圖像的光信號轉變為計算機能夠接受的二進制數字電子信號，最后通過USB接口送至電腦獲得我們肉眼可見的芯片掃描結果圖并進行貯存，生物芯片分析軟件再對上述獲得的芯片掃描圖像進行分析處理，并最終獲得HPV DNA檢測及分型結果。本技術所述的生物芯片閱讀儀檢測精度高，高通量，快速，而且成本較為低廉。附圖說明圖I為本技術所述生物芯片閱讀儀外觀結構示意圖；圖2為本技術所述生物芯片閱讀儀主板結構示意圖；圖3為本技術所述生物芯片電路控制原理圖；圖4為本技術所述分型基因芯片閱讀儀操作流程圖。圖中I、前面板；2、底墊；3、電源開關；4、托盤；5、上蓋；6、X軸移動平臺；7、Y軸移動平臺；8、步進電機；9、數碼攝像模塊；10、轉接板；61、X軸傳感器；71、Y軸傳感器；81、步進電機驅動器板具體實施方式如圖I及圖2所示為一種HPV分型基因芯片閱讀儀；包括外殼底墊2，外殼前面板 I，可翻轉上蓋5，外殼底蓋或者外殼頂蓋設置有電源接口 3及可連接計算機的數據線接口， 所述的外殼底墊2和外殼前面板I組成的空間內固定有主板,所述主板固定有高精度機械移動平臺，步進電機8、CCD圖像傳感器及數碼攝像模塊9，LED光源及轉接板；所述高精度機械移動平臺一軸向設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤4;另一軸向設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊。高精度機械移動平臺包括X軸移動平臺6和Y軸移動平臺7，每個移動平臺均設置有與之匹配的傳感器61、71。X軸移動平臺設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊；所述的Y軸移動平臺設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤。根據不同的設計，也可以在Y軸移動平臺設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊；所述的X軸移動平臺設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤。其中托盤承載待檢測雜交板在Y軸移動平臺上移動。電源開關負責關閉或開啟其他組件電源。X軸傳感器光電開關，用來控制X軸承載的數碼攝像模塊完成歸零動作。Y軸傳感器光電開關，用來控制Y軸承載的托盤完成歸零動作。轉接板10 :提供PC與儀器的信號傳送的物理接口。步進電機驅動器板81 :接受PC端傳遞過來的動作信號，對動作信號做出反應，控制步進電機轉動方向以及轉動次數。步進電機通過皮帶驅動Y軸移動平臺上的托盤以及驅動X軸移動平臺上的數碼攝像模塊在相應平臺上運動。X軸移動平臺X軸方向水平滑桿，承載數碼攝像模塊，使得數碼攝像模塊可以在步進電機的驅動下完成X軸方向水平滑動。4Y軸移動平臺Y軸方向水平滑桿，承載托盤，使得托盤及托盤中的雜交板可以在步進電機的驅動下完成Y軸方向水平滑動。數碼攝像模塊用來對雜交板中每個雜交孔內的基因芯片進行圖像采集，并將數據通過USB線傳送至PC端。圖3所示為本技術所述HPV分型基因芯片電路控制原理圖。生物芯片在多孔板內經化學顯色后放入儀器Y軸移動托盤上，生物芯片由托盤經Y軸方向運送至儀器內部， PC端發送采集信號指令，X軸移動攝像機配合Y軸移動托盤對多孔板內任意芯片進行可控圖像采集，采集到的圖像信息通過USB線傳送至PC端，分析軟件通過對比像素差異自動判斷雜交點位置以及分析雜交點顯色強度進而判斷生物芯片所檢測的未知樣品中所含生物信息。其中，系統電源部分為220V交流市電經電源適配器轉換為步進電機驅動器電源， 向步進電機驅動器板提供16V的直流電能，步進電機驅動器板用該直流電驅動步進電機的轉動，并再產生5V直流電供板上的電路工作。其中，系統外殼部分選用ABS材質設計，包含一個上翻面蓋，系統托盤可以經Y軸方向進出倉口，上翻面蓋負責開啟或關閉倉口。其中，系統步進電機驅動部分接受PC通過USB通信線和控制信號線向步進電機驅動器板發出步進電機的運行命令，步進電機驅動器板按照命令控制X軸和Y軸步進電機轉動規定的步數，完成后再通過控制信號線、USB通信線告知PC。上電復位時，步進電機驅動器板控制X軸和Y軸步進電機轉動，根據對射式槽型光耦傳感器信號的變化，自動尋找X軸和Y軸方向的零點位置。其中，系統數碼攝像模塊部分通過USB通信線與PC連接，進行拍照，并將拍得的照片傳回PC。數碼攝像模塊還將PC通過USB通信線傳來的步進電機驅動命令通過控制信號線傳給步進電機驅動器板，并將步進電機驅動器板完成驅動的信號反傳給PC。使用本實施例所述的HPV分型基因芯片閱讀儀進行HPV基因分型的具體操作步驟簡要概括如下開機歸零雜交板放置在4中一打開3 —各組件通電一PC端下達歸零動作信號一動作信號經10輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物芯片閱讀儀，包括外殼底蓋，外殼頂蓋，可翻轉面蓋，外殼底蓋或者外殼頂蓋設置有電源接口及可連接計算機的數據線接口，其特征是：所述的外殼底蓋和外殼頂蓋組成的空間內固定有主板，所述主板固定有高精度機械移動平臺，步進電機、圖像傳感器及數碼攝像模塊，光源及轉接板；所述高精度機械移動平臺一軸向設置有與可翻轉面蓋相匹配的托盤；另一軸向設置有圖像傳感器及數碼攝像模塊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃明輝，李勐，黃鶴，
申請(專利權)人：港龍生物技術深圳有限公司，
類型：實用新型
國別省市：