生物芯片分析儀及分析方法技術

本發明專利技術涉及檢測設備技術領域，尤其涉及生物芯片分析儀及分析方法，生物芯片分析儀包括用于存放樣本的樣本放置裝置、用于存放試劑的試劑放置裝置、用于對樣本放置裝置中的樣本進行稀釋的稀釋裝置、用于放置生物芯片的孵育及清洗裝置、于稀釋裝置和試劑放置裝置之間來回移動并先后吸取稀釋后樣本和試劑存放裝置中試劑以點樣或加注至生物芯片上的機械手、對經孵育和清洗后的生物芯片進行檢測分析的檢測裝置以及用于控制試劑放置裝置、孵育及清洗裝置、檢測裝置和機械手的控制裝置。本發明專利技術對生物芯片的整個檢測過程采用自動化操作，提高檢測效率和檢測質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及檢測設備
，尤其涉及生物芯片分析儀及分析方法。
技術介紹
生物芯片技術是指在硅片、玻璃、凝膠或尼龍膜等固相支持介質上，通過機器自動打印或者光引導化學合成技術，制作成的高密度生物分子(基因片段或者生物蛋白等)微陣列，然后與標記的樣品分子進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布對靶分子的序列和數量進行準確、快速、大信息量的識別、篩選與分析的一項技術。目前的生物芯片檢測儀器多為功能單一的圖像獲取設備，而在檢測過程中大部分環節全是人工完成，比如加樣、洗滌非特異性背景等，對操作人員要求較高，需要專門的技術人員去操作，而且手工操作時，檢測條件不一致對結果影響很大，不同的生物芯片間也容易引起交叉污染。因此，研發高效、高自動化的生物芯片分析技術將是未來發展和走向臨床的一個重要方向。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足提供一種高效、高自動化和高檢測質量的生物芯片分析儀及分析方法。為實現上述目的，本專利技術的技術方案是：生物芯片分析儀，包括用于存放樣本的樣本放置裝置、用于存放試劑的試劑放置裝置、用于對所述樣本放置裝置中的樣本進行稀釋的稀釋裝置、用于放置生物芯片的孵育及清洗裝置、于所述稀釋裝置和所述試劑放置裝置之間來回移動并先后吸取稀釋后樣本和所述試劑存放裝置中試劑以點樣或加注至所述生物芯片上的機械手、對經孵育和清洗后的所述生物芯片進行檢測分析的檢測裝置以及用于控制所述試劑放置裝置、所述孵育及清洗裝置、所述檢測裝置和所述機械手的控制裝置；所述孵育及清洗裝置對點樣有稀釋后的樣本的所述生物芯片進行孵育和清洗以及對經孵育和清洗后的所述生物芯片加注所述試劑存放裝置中的試劑后的所述生物芯片進行再次孵育和清洗。優選地，所述生物芯片分析儀還包括顯示裝置，所述顯示裝置與所述控制裝置連接并用于顯示所述檢測裝置對所述生物芯片進行檢測的信息。優選地，所述控制裝置包括：運動控制系統，用于控制所述機械手對所述樣本和所述試劑進行吸取、以及控制所述孵育及清洗裝置對所述生物芯片進行孵育和清洗；信號采集與處理系統，用于對所述生物芯片進行圖像采集和處理；液體控制系統，用于對所述生物芯片進行清洗；溫度控制系統，用于控制所述試劑放置裝置對所述試劑進行制冷的溫度、以及控制所述孵育及清洗裝置對所述生物芯片進行孵育的溫度；計算機控制系統，用于協調控制所述運動控制系統、所述信號采集與處理系統、所述液體控制系統和所述溫度控制系統、以及將所述生物芯片的檢測信息顯示于所述顯示裝置上。優選地，所述機械手包括位于所述樣本放置裝置、所述試劑放置裝置、所述稀釋裝置和所述孵育及清洗裝置上方的X軸驅動機構、Y軸驅動機構、Z軸驅動機構以及加樣針，所述Z軸驅動機構與所述加樣針連接并驅動所述加樣針沿Z軸方向移動，所述Y軸驅動機構與所述Z軸驅動機構連接并驅動所述Z軸驅動機構沿Y軸方向移動，所述X軸驅動機構與所述Y軸驅動機構連接并驅動所述Y軸驅動機構沿X軸方向移動。優選地，所述孵育及清洗裝置包括安裝板、用于承載所述生物芯片的承載板、翻轉清洗機構和水平驅動機構，所述承載板設于所述安裝板的上方，所述翻轉清洗機構與所述承載板連接并用于驅動所述承載板進行翻轉，所述水平驅動機構與所述承載板連接并用于驅動所述承載板上的所述生物芯片移動至所述檢測裝置的正下方。優選地，所述翻轉清洗機構包括與提供動力的第一驅動源、與所述第一驅動源連接以傳遞動力的第一動力傳動組件以及與用于連接所述動力傳動組件和所述承載板的轉軸。優選地，所述第一驅動源為第一電機，所述第一動力傳動組件包括第一皮帶、第一帶輪和第二帶輪，所述第一電機安裝于所述承載板上，所述轉軸的第一端與所述承載板連接，所述第一帶輪與所述第一電機的主軸連接，所述第二帶輪與所述轉軸的第二端連接，所述第一皮帶繞設于所述第一帶輪和第二帶輪之間。優選地，所述承載板包括固定框和設于所述固定框內的翻轉板，所述第一電機安裝于所述固定框上，所述固定框設有轉軸孔，所述轉軸的第一端穿過所述轉軸孔且與所述翻轉板固定連接。優選地，所述水平驅動機構包括提供動力的第二驅動源、與所述第二驅動源連接以傳遞動力的第二動力傳動組件以及導桿，所述固定框沿其長度方向開設有導孔，所述導桿穿過所述導孔且該導桿的兩端分別固定在所述安裝板長度方向的兩端，所述第二動力傳動組還與所述固定框連接。優選地，所述第二驅動源為第二電機，所述第二動力傳動組包括第二皮帶、第三帶輪和第四帶輪，所述第二電機安裝于所述安裝板上，所述第三帶輪與所述第二電機的主軸連接，所述第四帶輪安裝于所述安裝板遠離所述第二電機的一側，所述第二皮帶繞設于所述第三帶輪和所述第四帶輪之間且與所述固定框固定連接。優選地，所述檢測裝置包括外殼、固定座和CCD相機，所述固定座安裝于所述孵育及清洗裝置的上方，所述CCD相機固定安裝于所述固定座上且所述CCD相機的鏡頭朝下設置，所述外殼罩設于所述CCD相機的外部。優選地，所述試劑放置裝置設有對所述試劑進行冷卻的冷卻機構和排風機構。本專利技術的有益效果：本專利技術的生物芯片分析儀，工作時，機械手運動到樣本放置裝置吸取樣本，然后運動到稀釋裝置對樣本進行稀釋，稀釋后將樣本點樣到放置于孵育及清洗裝置上的生物芯片上，孵育及清洗裝置對生物芯片進行孵育和清洗，機械手再運動到試劑放置裝置吸取試劑，然后運動到孵育及清洗裝置上方，將試劑加注在生物芯片上，孵育及清洗裝置對加注了試劑的生物芯片再次進行孵育和清洗，最后通過檢測裝置對位于孵育及清洗裝置上的對生物芯片進行檢測，整個工作過程實現了對生物芯片的雜交、清洗、孵育、掃描以及結果判讀。本專利技術的生物芯片分析儀，通過機械手實現對樣本和試劑進行自動化吸取加注，通過孵育及清洗裝置和檢測裝置對生物芯片進行自動化孵育、清洗和檢測，整個檢測過程采用自動化操作，從而實現生物芯片的全自動分析，檢測效率和檢測質量更高；且各個裝置可以集成安裝在一起，使得整體結構高度集成，更加簡單。本專利技術的另一技術方案是：生物芯片分析方法，包括如下步驟：S1、掃描樣本的信息，開始測試；S2、機械手完成對樣本的吸取、稀釋以及點樣到生物芯片上；S3、孵育及清洗裝置對樣本和生物芯片進行孵育和清洗；S4、機械手完成對試劑的分注；S5、孵育及清洗裝置對試劑和生物芯片進行孵育和清洗；S6、機械手加注發光液到生物芯片上；S7、檢測裝置對生物芯片進行圖像采集、處理、分析并得出結果。本專利技術的生物芯片分析方法，采用上述生物芯片分析儀的機械手對樣本和試劑進行自動化吸取加注，采用孵育及清洗裝置和檢測裝置對生物芯片進行自動化孵育、清洗和檢測，整個檢測分析過程實現自動化操作，從而能夠大大提高對生物芯片分析檢測的效率和質量。附圖說明圖1為本專利技術生物芯片分析儀的俯視圖。圖2為本專利技術生物芯片分析儀的機械手的結構示意圖。圖3為本專利技術生物芯片分析儀的控制裝置的各系統的框架圖。圖4為本專利技術生物芯片分析儀的孵育及清洗裝置與檢測裝置連接的結構示意圖。圖5為本專利技術生物芯片分析儀的翻轉清洗機構的結構示意圖。圖6為本專利技術生物芯片分析儀的翻轉清洗機構工作時的結構示意圖。圖7為本專利技術生物芯片分析儀的檢測裝置的內部結構示意圖。圖8為本專利技術生物芯片分析儀的顯示裝置的結構示意圖。附圖標記包括：10—樣本放置裝置 20—試劑放置裝置 30—稀釋裝置4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
生物芯片分析儀，其特征在于，包括用于存放樣本的樣本放置裝置、用于存放試劑的試劑放置裝置、用于對所述樣本放置裝置中的樣本進行稀釋的稀釋裝置、用于放置生物芯片的孵育及清洗裝置、于所述稀釋裝置和所述試劑放置裝置之間來回移動并先后吸取稀釋后樣本和所述試劑存放裝置中試劑以點樣或加注至所述生物芯片上的機械手、對經孵育和清洗后的所述生物芯片進行檢測分析的檢測裝置以及用于控制所述試劑放置裝置、所述孵育及清洗裝置、所述檢測裝置和所述機械手的控制裝置；所述孵育及清洗裝置對點樣有稀釋后的樣本的所述生物芯片進行孵育和清洗以及對經孵育和清洗后的所述生物芯片加注所述試劑存放裝置中的試劑后的所述生物芯片進行再次孵育和清洗。

【技術特征摘要】
1.生物芯片分析儀，其特征在于，包括用于存放樣本的樣本放置裝置、用于存放試劑的試劑放置裝置、用于對所述樣本放置裝置中的樣本進行稀釋的稀釋裝置、用于放置生物芯片的孵育及清洗裝置、于所述稀釋裝置和所述試劑放置裝置之間來回移動并先后吸取稀釋后樣本和所述試劑存放裝置中試劑以點樣或加注至所述生物芯片上的機械手、對經孵育和清洗后的所述生物芯片進行檢測分析的檢測裝置以及用于控制所述試劑放置裝置、所述孵育及清洗裝置、所述檢測裝置和所述機械手的控制裝置；所述孵育及清洗裝置對點樣有稀釋后的樣本的所述生物芯片進行孵育和清洗以及對經孵育和清洗后的所述生物芯片加注所述試劑存放裝置中的試劑后的所述生物芯片進行再次孵育和清洗。2.根據權利要求1所述的生物芯片分析儀，其特征在于，所述生物芯片分析儀還包括顯示裝置，所述顯示裝置與所述控制裝置連接并用于顯示所述檢測裝置對所述生物芯片進行檢測的信息。3.根據權利要求2所述的生物芯片分析儀，其特征在于，所述控制裝置包括：運動控制系統，用于控制所述機械手對所述樣本和所述試劑進行吸取、以及控制所述孵育及清洗裝置對所述生物芯片進行孵育和清洗；信號采集與處理系統，用于對所述生物芯片進行圖像采集和處理；液體控制系統，用于對所述生物芯片進行清洗；溫度控制系統，用于控制所述試劑放置裝置對所述試劑進行制冷的溫度、以及控制所述孵育及清洗裝置對所述生物芯片進行孵育的溫度；計算機控制系統，用于協調控制所述運動控制系統、所述信號采集與處理系統、所述液體控制系統和所述溫度控制系統、以及將所述生物芯片的檢測信息顯示于所述顯示裝置上。4.根據權利要求1～3任一項所述的生物芯片分析儀，其特征在于，所述機械手包括位于所述樣本放置裝置、所述試劑放置裝置、所述稀釋裝置和所述孵育及清洗裝置上方的X軸驅動機構、Y軸驅動機構、Z軸驅動機構以及加樣針，所述Z軸驅動機構與所述加樣針連接并驅動所述加樣針沿Z軸方向移動，所述Y軸驅動機構與所述Z軸驅動機構連接并驅動所述Z軸驅動機構沿Y軸方向移動，所述X軸驅動機構與所述Y軸驅動機構連接并驅動所述Y軸驅動機構沿X軸方向移動。5.根據權利要求1～3任一項所述的生物芯片分析儀，其特征在于，所述孵育及清洗裝置包括安裝板、用于承載所述生物芯片的承載板、翻轉清洗機構和水平驅動機構，所述承載板設于所述安裝板的上方，所述翻轉清洗機構與所述承載板連接并用于驅動所述承載板進行翻轉，所述水平驅動機構與所述承載板連接并用于驅動所述承載板上的所述生物芯片移動至所述檢測裝置的正...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田平，吳文昊，
申請(專利權)人：深圳雷杜生命科學股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44