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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810676781.4 (22)申请日 2018.06.27 (71)申请人 上海百傲科技股份有限公司 地址 200233 上海市徐汇区桂平路333号1 号楼402室 (72)发明人 朱滨徐建刚汪泽邢军芬 (74)专利代理机构 上海立群专利代理事务所 (普通合伙) 31291 代理人 杨楷毛立群 (51)Int.Cl. C12Q 1/686(2018.01) C12Q 1/6837(2018.01) (54)发明名称 生物芯片检测系统 (57)摘要 本发明涉及基因测序技术领。
2、域， 公开了一种 生物芯片检测系统， 包括： PCR反应装置， 用于对 PCR管内的样品进行扩增； 杂交装置， 包括反应舱 以及放置有生物芯片的芯片承载台， 使得样品与 生物芯片进行杂交； 识读装置， 对由杂交装置处 理后的生物芯片进行检测并得到相关基因信息； 输送装置， 将PCR管输送给PCR反应装置以及从 PCR反应装置向杂交装置输送扩增后的样品、 或 者从杂交装置向识读装置之间输送杂交后的生 物芯片。 本发明中使用输送装置自动输送PCR管、 PCR管内样品以及杂交后的生物芯片， 实现PCR反 应装置、 杂交装置以及识读装置的一体化、 系统 化， 从而实现生物芯片检测的机械化以及自动 化，。
3、 减少人工操作， 从而可以减少人工操作带来 的失误， 提高生物芯片的检测效率。 权利要求书1页 说明书8页 附图8页 CN 108642159 A 2018.10.12 CN 108642159 A 1.一种生物芯片检测系统， 其特征在于， 包括： PCR反应装置， 用于对PCR管内的样品进行扩增； 杂交装置， 包括反应舱以及放置有生物芯片的芯片承载台， 将由PCR反应装置扩增后的 样品抽吸至所述反应舱内， 使得所述样品与所述生物芯片进行杂交； 识读装置， 对由所述杂交装置处理后的生物芯片进行识别、 分析并得到相关基因信息； 输送装置， 将装有生物样本的所述PCR管输送给所述PCR反应装置或者。
4、从所述PCR反应 装置向所述杂交装置输送扩增后的样品。 2.根据权利要求1所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述输送装置包括承载托盘 和机械手， 所述承载托盘其上载置有内置杂交缓冲液的杂交试剂管以及内置所述样品的所 述PCR管。 3.根据权利要求2所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述识读装置包括摄像机构 和数据处理机构， 所述摄像机构设置于所述机械手的机架上。 4.根据权利要求3所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 在装有生物样本的所述PCR 管上粘贴有第一识别码， 在所述生物芯片上粘贴有第二识别码， 利用所述摄像机构对所述 第一识别码与所述第二识别码进行识别。 5.根据权利要。
5、求1-4中任一项所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述PCR反应装 置包括上下相对设置的上盖、 下台以及用于对所述上盖和下台之间所形成空间进行加热的 加热机构。 6.根据权利要求1-4中任一项所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述生物芯片检 测系统还包括机柜， 所述PCR反应装置、 所述杂交装置、 所述识读装置以及所述输送装置均 设置于所述机柜内。 7.根据权利要求6所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 还包括控制装置， 所述控制 装置与所述PCR反应装置、 所述杂交装置、 所述识读装置以及所述输送装置通信连接。 8.根据权利要求6所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述摄像。
6、机构包括摄像机和 光源， 所述摄像机与所述光源相对于所述生物芯片位于同一侧。 9.根据权利要求2所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述承载托盘包括托盘本 体， 在所述托盘本体上形成有供所述杂交试剂管放置的第一槽部以及供所述PCR管放置的 第二槽部， 所述承载托盘还包括限位装置， 对所述PCR管进行限位， 使得所述PCR管不会随固 定于所述升降臂的杆针脱离所述托盘本体。 10.根据权利要求1-4、 9中任一项所述的生物芯片检测系统， 其特征在于， 所述芯片承 载台包括框体以及位于所述框体内的台板， 在所述台板上开设有多个用于放置生物芯片的 承载槽， 所述芯片承载台还包括弹性件， 其两端分别。
7、连接至所述台板与所述框体的下边缘， 利用所述弹性件使得所述台板能够相对于所述框体上下移动。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108642159 A 2 生物芯片检测系统 技术领域 0001 本发明涉及基因检测技术领域， 特别涉及一种生物芯片检测系统。 背景技术 0002 生物芯片(又称DNA芯片、 基因芯片)， 起源于DNA杂交探针技术与半导体工业技术 相结合的结晶， 主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物 化学分析系统， 以实现对细胞、 蛋白质、 DNA以及其他生物组分的准确、 快速、 大信息量的检 测。 简单说， 生物芯片就是在一块玻璃片、 硅片、 尼龙膜等材料。
8、上放上生物样品， 然后由一种 仪器收集信号， 用计算机分析数据结果。 0003 生物芯片用途广泛， 可用于基因表达水平的检测、 基因诊断、 药物筛选、 个体化医 疗、 测序以及生物信息学研究等。 具体地， 生物芯片的测序原理是杂交测序方法， 即通过与 一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法， 在一块基片表面固定了序列已知 的靶核苷酸的探针。 当溶液中带有荧光等标记的核酸序列， 与生物芯片上对应位置的核酸 探针产生互补匹配时， 通过确定荧光强度最强的探针位置， 获得一组序列完全互补的探针 序列。 据此可重组出靶核酸的序列。 生物芯片的测序， 能够从血液或唾液中分析测定基因序 列， 预测。
9、罹患多种疾病的可能性， 个体的行为特征及行为合理， 锁定个人病变基因， 提前预 防和治疗。 0004 现有技术中， 生物芯片使用主要包括如下步骤： 放大并标记步骤， 使用PCR扩增或 者并行固相克隆等方法， 对样品的多个片段进行扩增和放大， 并用生物素或荧光进行标记， 得到标记后样品； 杂交反应步骤， 已标记样品中的靶分子与生物芯片上的探针进行杂交， 产 生一系列信息； 信号检测和分析步骤， 使用检测设备， 采集、 处理和解析杂交反应后的生物 芯片上各个反应点的荧光位置、 荧光强弱， 经过芯片扫描仪和相关软件分析图像， 即可以获 得有关生物信息。 0005 一般地， 上述生物芯片基因检测的各步。
10、骤均为独立步骤， 且采用独立的各个设备 对上述各步骤进行单独作业， 详见参考文献1中的PCR仪、 参考文献2中的点样仪、 参考文献3 中的杂交仪以及参考文献4中的基因芯片识读设备等。 样品、 生物芯片等在各设备之间的转 移需要人工手动作业、 辅助执行， 增加成本， 且容易出错； 此外， 上述各设备独立而零散地放 置， 占用空间大， 不便于工作人员进行系统性地工作， 大大增加了工作人员的工作强度， 工 作人员容易因过度疲劳而在工作中出现失误， 生物芯片的检测效率低。 因此， 急需一种检测 系统， 可以方便工作人员系统性地进行生物芯片的检测， 提高生物芯片的检测效率。 0006 参考文献1： CN。
11、105039155A， 一种实时荧光定量PCR仪 0007 参考文献2： CN103217324A， 一种生物芯片点样仪 0008 参考文献3： CN102533525A， 全自动杂交仪 0009 参考文献4： CN105590079A， 一种多张生物芯片透射信号连续自动识读的方法及设 备 说明书 1/8 页 3 CN 108642159 A 3 发明内容 0010 本发明针对上述技术问题而提出， 目的在于提供一种生物芯片检测系统， 能够方 便工作人员系统性地执行扩增、 杂交以及检测等步骤， 大大降低了工作人员的工作强度， 减 少人工操作失误， 提高生物芯片的检测效率。 0011 本发明的生物。
12、芯片检测系统， 包括： 0012 PCR反应装置， 用于对PCR管内的样品进行扩增； 0013 杂交装置， 包括反应舱以及放置有生物芯片的芯片承载台， 将由所述PCR反应装置 扩增后的样品抽吸至所述反应舱内， 使得所述样品与所述生物芯片进行杂交； 0014 识读装置， 对由所述杂交装置处理后的生物芯片进行识别、 分析并得到相关基因 信息； 0015 输送装置， 将装有生物样本的所述PCR管输送给所述PCR反应装置或者从所述PCR 反应装置向所述杂交装置输送扩增后的样品。 0016 相较于现有技术而言， 本发明将PCR反应装置、 杂交装置以及识读装置集成在一个 生物芯片检测系统中， 并且使用输送。
13、装置自动输送PCR 管、 PCR管内样品以及杂交后的生物 芯片， 在上述几个装置之间实现物品交接， 从而实现了PCR反应装置、 杂交装置以及识读装 置的一体化、 系统化， 从而实现生物芯片检测的机械化以及自动化， 减少人工操作， 节约人 工成本。 此外， 本检测系统降低了工作人员的工作强度， 避免工作人员在工作中过度疲劳， 从而可以减少人工操作带来的失误， 生物芯片的检测效率高。 0017 进一步地， 作为优选， 所述输送装置包括承载托盘和机械手， 所述承载托盘其上载 置有内置杂交缓冲液的杂交试剂管以及内置所述样品的所述PCR管。 0018 通过设置机械手， 可以机械化地将PCR管提供至PCR。
14、反应装置， 减少人工作业， 降低 人工成本。 通过设置承载托盘， 可以同时改变杂交试剂管以及PCR管的位置， 减少检测系统 所需的操作步骤， 简化工序。 0019 另外， 作为优选， 所述识读装置包括摄像机构和数据处理机构， 所述摄像机构设置 于所述机械手的机架上。 0020 通过摄像机构摄取杂交反应后生物芯片上的信息， 并将上述信息传递给数据处理 机构进行处理， 从而获得有关生物信息。 识读装置的结构简单， 便于作业。 0021 进一步地， 作为优选， 在装有生物样本的所述PCR管上粘贴有第一识别码， 在所述 生物芯片上粘贴有第二识别码， 利用所述摄像机构对所述第一识别码与所述第二识别码进 。
15、行识别。 0022 通过设置摄像机构识别第一识别码、 第二识别码， 识别装置简单， 识别效果优异。 摄像机构识别第一识别码、 第二识别码， 从而方便比较第一识别码所限定的样品与第二识 别码所限定的生物芯片是否匹配， 减少出错， 从而提高生物芯片的检测效率。 0023 另外， 作为优选， 所述PCR反应装置包括上下相对设置的上盖、 下台以及用于对所 述上盖和下台之间所形成空间进行加热的加热机构。 0024 通过设置加热机构， 对PCR反应装置中上盖和下台之间所形成的空间进行加热， 从 而对位于上述空间内的样品的扩增环境进行加热， 使得 PCR管中的样品得以进行扩增。 PCR 反应装置的结构简单，。
16、 操作方便。 说明书 2/8 页 4 CN 108642159 A 4 0025 进一步地， 作为优选， 所述生物芯片检测系统还包括机柜， 所述PCR 反应装置、 所 述杂交装置、 所述识读装置以及所述输送装置均设置于所述机柜内。 0026 将PCR反应装置、 杂交装置和识读装置统一设置于一机柜内， 最大化减少各仪器设 备所占空间， 有效利用空间， 方便生物芯片检测工作的系统的进行。 0027 另外， 作为优选， 还包括控制装置， 所述控制装置与所述PCR反应装置、 所述杂交装 置、 所述识读装置以及所述输送装置通信连接。 0028 通过设置控制装置控制生物芯片检测系统的工作， 实现生物芯片检。
17、测整个过程的 机械化、 自动化， 无需人工参与作业， 极大的降低了工作人员的工作强度， 减少工作失误， 降 低人工成本， 进一步提高生物芯片的检测效率。 0029 进一步地， 作为优选， 所述摄像机构包括摄像机和光源， 所述摄像机与所述光源相 对于所述生物芯片位于同一侧。 0030 通过设置摄像机摄取生物芯片上的信息， 识别装置简单， 识别效果优异。 通过设置 光源并与摄像机位于生物芯片的同一侧， 对摄像机进行补光处理， 提高摄像机的摄像清晰 度， 有利于提高信息检测与分析的效率。 0031 另外， 作为优选， 所述承载托盘包括托盘本体， 在所述托盘本体上形成有供所述杂 交试剂管放置的第一槽部。
18、以及供所述PCR管放置的第二槽部， 所述承载托盘还包括限位装 置， 对所述PCR管进行限位， 使得所述PCR管不会随固定于所述升降臂的杆针脱离所述托盘 本体。 0032 通过设置限位装置对PCR管进行限位， 当固定于升降臂的杆针抽离 PCR管时， 可以 避免杆针将PCR管带离承载托盘， 无需人工将PCR管放回原位， 从而有利于提高生物芯片的 检测效率。 0033 进一步地， 作为优选， 所述芯片承载台包括框体以及位于所述框体内的台板， 在所 述台板上开设有多个用于放置生物芯片的承载槽， 所述芯片承载台还包括弹性件， 其两端 分别连接至所述台板与所述框体的下边缘， 利用所述弹性件使得所述台板能够。
19、相对于所述 框体上下移动。 0034 芯片承载台由框体以及通过弹性件在框体内上下移动的台板组成， 杂交装置中的 反应舱在朝向台板运动以及逐渐按压的过程中， 可以确保反应舱与台板的接触面始终严密 闭合， 从而使得反应舱与台板之间形成的空间完全密闭， 其内生物芯片的杂交环境稳定密 闭， 杂交效率高。 附图说明 0035 图1是本发明实施方式生物芯片检测系统的基本流程图； 0036 图2是本发明实施方式生物芯片检测系统的整体示意图(为方便示意， 图中隐去部 分机柜)； 0037 图3是图2中A部的局部放大图； 0038 图4是机械手的整体示意图； 0039 图5是图2中B部的局部放大图； 0040 。
20、图6是本发明实施方式中承载托盘的整体示意图(为方便示意， 图中隐去部分框 体)； 说明书 3/8 页 5 CN 108642159 A 5 0041 图7是图6中D部的局部放大图； 0042 图8是图2中C部的局部放大图 0043 图9是摄像机的仰视图。 0044 附图标记说明： 0045 1-机柜； 2-控制装置； 3-PCR反应装置； 31-上盖； 32-下台； 4-杂交装置； 41-芯片承 载台； 41a-框体； 41b-台板； 41c-承载槽； 41d-弹性件； 42-反应舱； 43-杆针； 44-升降臂； 5-识 读装置； 51-摄像机构； 51a-摄像机； 51b-光源； 52-数。
21、据处理机构； 6-输送装置； 61-承载托 盘； 61a-第一槽部； 61b-第二槽部； 62-机械手； 62a-平板部； 62b-分叉部； 62b1-分叉前端； 62b2-弧形部分； 62c-限位突条； 62d-机架； 62e-Z方向丝杠组件； 62e1-螺母； 63-限位装置； 63a-限位板； 63b-卡定件； 63c- 穿孔； 7-PCR管； 71-第一识别码； 8-杂交试剂管； 9-生物芯 片； 91-第二识别码。 具体实施方式 0046 下面结合说明书附图， 对本发明进行进一步的详细说明。 0047 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “上” 、“下” 、“前” 、“后” 、。
22、“左” 、“右” 、“顶” 、 “底” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便 于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以 特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0048 本发明提供了一种生物芯片检测系统， 参见图1和图2所示， 包括 PCR反应装置3、 杂交装置4、 识读装置5以及输送装置6。 其中： PCR 反应装置3， 用于对PCR管7内的样品进行 扩增； 杂交装置4， 包括反应舱42以及放置有生物芯片9的芯片承载台41， 将由PCR反应装置3 扩增后的样品抽吸至反应舱42内， 使得。
23、样品与生物芯片9进行杂交； 识读装置5， 对由杂交装 置4处理后的生物芯片9进行识别、 分析并得到相关基因信息； 输送装置6， 将装有生物样本 的PCR管7输送给PCR 反应装置3以及从PCR反应装置3向杂交装置4输送扩增后的样品、 或者 从杂交装置4向识读装置5之间输送杂交后的生物芯片9。 0049 相较于现有技术而言， 本发明中的扩增、 杂交以及识读步骤得以在生物芯片检测 系统中集中进行， 相关步骤所采用的仪器设备占用空间减小， 工作人员无需在大范围内转 换位置进行不同步骤的辅助执行， 大大降低了工作人员的工作强度， 从而有利于提高生物 芯片9的检测效率。 使用输送装置6自动输送PCR管7。
24、以及PCR管7内样品， 实现PCR反应装置3、 杂交装置4以及识读装置5的一体化、 系统化， 从而实现生物芯片9检测的机械化以及自动 化， 减少人工操作， 节约人工成本。 此外， 本发明中的扩增、 杂交以及识读步骤得以在生物芯 片检测系统中集中进行， 工作人员可以系统地进行生物芯片9的检测工作， 降低工作强度， 避免工作人员因过度疲劳而在工作中出现失误， 进一步提高生物芯片9的检测效率。 0050 参见图3和图5所示， 输送装置6包括承载托盘61和机械手62， 承载托盘61其上载置 有内置杂交缓冲液的杂交试剂管8以及内置样品的PCR管7， 机械手62可以输送PCR管7。 通过 设置机械手62，。
25、 可以机械化地将PCR管7提供至PCR反应装置3， 减少人工作业， 降低人工成 本。 通过设置承载托盘61， 可以同步改变杂交试剂管8以及PCR管7的位置， 减少系统的操作 步骤， 简化工序。 0051 参见图1和图2所示， 识读装置5包括摄像机构51和数据处理机构52。 使用摄像机构 说明书 4/8 页 6 CN 108642159 A 6 51采集杂交反应后生物芯片9上的信息， 获得生物芯片9上各个反应点的荧光位置、 荧光强 弱， 并将上述信息传递给数据处理机构52。 具体来说， PCR管7内溶液经扩增后， 其内带有荧 光标记后的核酸序列。 核酸序列进而在杂交装置4中与基因芯片9上对应位置。
26、的核酸探针产 生互补匹配， 获得一组序列完全互补的探针序列。 数据处理机构52处理和解析上述信息， 分 析图像， 即可以获得有关生物信息， 譬如是否存在病变基因、 遗传病基因或者过敏基因等。 识读装置5 的结构简单， 便于作业。 0052 参见图4和图6所示， 在装有生物样本的PCR管7上粘贴有第一识别码71， 在生物芯 片9上粘贴有第二识别码91， 利用摄像机构51对第一识别码71与第二识别码91进行识别。 摄 像机构51分别对在将PCR 管7提供至PCR反应装置3之前以及之后的第一识别码71进行识 别， 从而判定PCR管7是否为应放置的PCR管7、 是否发生错放。 当识别到 PCR管7发生。
27、错误、 并 非是应放置的PCR管7时， 可以及时报错， 并更换为正确的PCR管7， 从而确保PCR管7的正确 性， 有利于提高生物芯片9的检测效率。 摄像机构51在样品与杂交装置4中的生物芯片9进行 杂交之前对第二识别码91进行识别， 并比较第一识别码71限定的 PCR管7与第二识别码91 所限定的生物芯片9是否匹配。 当检测到第一识别码71、 第二识别码91不匹配时， 及时报错， 对PCR管或者生物芯片9进行调换而确保匹配， 减少出错， 从而提高生物芯片9的检测效率。 第一识别码71、 第二识别码91在本实施方式中为二维码。 0053 参见图3和图4所示， 机械手62包括平板部62a和从平板。
28、部62a 向前方延伸出的分 叉部62b。 利用分叉部62b形成夹持物品(在此为PCR 管)的夹持空间， 取放物品， 改变PCR管7 的位置。 优选地， 分叉部62b 为U形部件， 包括两个分叉前端62b1和将两个分叉前端62b1连 接起来的弧形部分62b2， U形部件的尺寸设定为与PCR管7相匹配， 方便机械手62取放物品。 0054 特别地， 对两个分叉前端62b1的相互对置的部分进行粗糙面处理， 增加分叉前端 62b1的摩擦系数， 进一步增加位于分叉前端62b1处PCR 管7所受到的摩擦力， PCR管7不易在 分叉部62b左右晃动或者向下滑脱， 机械手62的夹持效率高， 转运效果良好。 0。
29、055 参见图4所示， 进一步地， 分叉部62b的上表面朝向限位突条62c 的方向向下倾斜， 位于分叉部62b处的PCR管7具有朝向限位突条62c 方向倾斜向下的重力分力。 当机械手62 将PCR管7叉入分叉前端62b1 时， PCR管7可以在分叉前端62b1的任意位置， 机械手62夹取 PCR管 7时的精确度要求低。 在将PCR管7提起以及转运过程中， PCR管7在倾斜向下的重力分 力的作用下朝向限位突条62c的方向运动， 并被限位突条62c卡定限位， PCR管7保持在分叉 前端62b1的同一位置。 无论 PCR管7在机械手62上的初始位置在哪里， 最终都会自动滑移到 机械手 62的同一位置。
30、， 控制系统可以控制机械手62对物体进行精准放下。 0056 参见图4所示， 机械手62还包括机架62d， 机架62d通过二轴联动机构驱动动作， 二 轴联动机构驱动机架62d在X方向以及Y方向的传动。 二轴联动机构包括X方向丝杠组件以及 Y方向丝杠组件， Y方向丝杠组件固定于X方向丝杠组件的螺母上， 机架62d固定于Y方向丝杠 组件的螺母上。 机架62d上设置有Z方向丝杠组件62e， 机械手固定于Z方向丝杠组件62e的螺 母上。 (其中， 丝杠组件的结构以及工作原理均为现有技术， 在此不做赘述。 为简单示意， 图 中未标示X方向丝杠组件以及 Y方向丝杠组件)。 通过将驱动机构设置为二轴联动机构。
31、， 独 立地驱动机架62d在X方向以及Y方向上运动， 并配合Z方向丝杠组件62e工作， 进而驱动机械 手62和摄像机51a的三维运动， 驱动机构的驱动精度佳， 效率高。 0057 在其他实施方式中， 也可以将驱动机构设置为包括三轴联动机构， 驱动机架62d的 说明书 5/8 页 7 CN 108642159 A 7 三维运动， 进而驱动机械手和摄像机51a的三维运动， 驱动机构的驱动精度佳， 效率高。 0058 在本生物芯片检测系统中， 需要多次使用机械手62以转移PCR管7， 也需要多次使 用摄像机51a以摄取第一识别码71、 第二识别码91以及生物芯片9上的信息， 而在摄像机51a 摄取第。
32、一识别码71、 第二识别码 91的步骤中， 摄像机51a与机械手62在行程上具有重合。 为 了简化生物芯片检测系统的内部结构， 特别地， 参见图4所示， 摄像机51a位于机械手62的机 架62d上， 本实施方式中， 摄像机51a固定设置于机械手62的平板部62a上， 与机架62d活动连 接。 摄像机51a固定设置于机械手62的平板部62a上， 实现机械手62与摄像机51a的一体化， 可以同步改变机械手62以及摄像机51a的位置， 简化机械手62以及摄像机51a的操作步骤， 提高生物芯片9的检测效率。 0059 参见图3所示， PCR反应装置3包括上下相对设置的上盖31、 下台 32以及用于对上。
33、 盖31和下台32之间所形成空间进行加热的加热机构， 本实施方式中， 加热机构包括加热片， 加热片分设于上盖31以及下台 32内(加热片作为加热机构内置于上盖31以及下台32内， 其 结构以及工作原理均为现有技术， 为简单示意， 图中未标示)。 上盖31与下台 32盖合时， 二 者之间形成空间， 供PCR管7的放置。 加热机构对上述的空间进行加热， 从而对位于上述空间 内的样品的扩增环境进行加热， 使得PCR管7中的样品得以进行扩增。 PCR反应装置3的结构 简单， 操作方便。 特别地， 加热片分设于上盖31以及下台32内， 上下同时地对位于上述空间 内的样品进行加热， 加热均匀， 样品的扩增。
34、环境稳定， 扩增效率高。 0060 参见图2所示， 生物芯片检测系统还包括机柜1， PCR反应装置3、 杂交装置4、 识读装 置5以及输送装置6均设置于机柜1内。 将PCR反应装置3、 杂交装置4和识读装置5统一设置于 机柜1内， 有效利用空间， 方便生物芯片9检测工作系统性地进行。 此外， 机柜1的设置还可以 避免灰尘等杂质的进入， 保护机柜1内的PCR管7装置、 杂交装置4、 识读装置5以及输送装置6 不受外界杂质干扰。 0061 参见图1所示， 生物芯片检测系统还包括控制装置2， 控制装置2 与PCR反应装置3、 杂交装置4、 识读装置5以及输送装置6均通信连接。 通过控制器控制PCR反。
35、应装置3、 杂交装 置4、 识读装置5以及输送装置6的工作， 实现生物芯片9检测过程的机械化、 自动化， 无需人 工参与作业， 极大的降低了工作人员的工作强度， 减少人工操作失误， 降低人工成本， 进一 步提高生物芯片9的检测效率。 机柜1上设置有显示器， 用来显示控制选项或者检测结果等 (显示器的工作原理为现有技术， 故在图中未示出显示器)。 当然， 也可以在机柜1外部设置 独立的控制器、 在控制器上设置显示器来控制执行上述方法。 0062 参见图9所示， 摄像机构51包括摄像机51a， 摄像机51a与光源 51b相对于生物芯片 9位于同一侧。 通过设置摄像机51a摄取生物芯片 9上的信息，。
36、 摄取装置简单， 摄取效果优 异， 方便进行信号检测和分析步骤。 在实际拍摄过程中， 有时会因为光线不足而影响所拍摄 图像信息的清晰度， 通过在摄像机4a周边设置光源4b， 对生物芯片7进行补光， 提高摄像机 4a的拍摄精度， 有利于提高信号检测和分析的效率。 同时， 光源51b与摄像机51a位于生物芯 片9的同一侧， 同向光照与拍摄， 顺光摄影， 成像清晰， 失真度小， 提高信息采集的效率。 在本 实施方式中， 参见图7所示， 光源51b为环绕于摄像机51a壳体的多个灯珠， 从而实现均匀的 补光。 当然， 光源4b也可以为设置于摄像机4a附近的单个LED灯， 只要能够实现补光， 则不限 于灯。
37、珠的形式。 0063 参见图8所示， 承载托盘61包括托盘本体， 在托盘本体上形成有供杂交试剂管8放 说明书 6/8 页 8 CN 108642159 A 8 置的第一槽部61a以及供PCR管7放置的第二槽部 61b。 特别的， 第一槽部61a在俯视状态下 一端呈半圆状而另一端呈矩形状， 适配于在俯视状态下一端呈半圆状而另一端呈矩形状的 杂交试剂管8。 在进行杂交试剂管8的放置时， 第一槽部61a自动对杂交试剂管 8的放置方向 进行识别， 提高杂交试剂管8的放置效率。 在其他实施方式中， 第一槽部61a、 第二槽部61b也 可以是分别适配于杂交试剂管5b、 PCR管5外形的其他形状。 0064。
38、 参见图8所示， 承载托盘61还包括限位装置63， 限位装置63对 PCR管7进行限位， 使 得PCR管7不会随固定于升降臂44的杆针43脱离托盘本体。 限位装置63包括限位板63a， 托盘 本体上还设置有卡定件 63b， 限位板63a可以与卡定件63b卡合并固定， 限位板63a固定设置 在杂交装置4的机壳上。 杂交装置4中的杆针43固定于升降臂44， 杆针43可以在升降臂44的 驱动下上下运动， 限位板63a上设置有供杆针 43穿过的穿孔63c。 通过设置限位装置63对 PCR管7进行限位， 当杆针43抽离PCR管7时， 卡定件63b将限位板63a卡合并固定， 固定的限位 板63a将PCR管。
39、7卡定， 阻止PCR管7的上升趋势， 从而可以避免杆针43将PCR管7带离承载托盘 61， 无需人工将PCR管7放回原位， 从而有利于提高生物芯片9的检测效率。 0065 参见图6所示， 芯片承载台41包括框体41a以及位于框体41a内的台板41b， 在台板 41b上开设有多个用于放置生物芯片9的承载槽 41c， 芯片承载台41还包括弹性件41d， 其两 端分别连接至台板41b与框体41a的下边缘， 利用弹性件41d使得台板41b能够相对于框体 41a 上下移动。 芯片承载台41由框体41a以及通过弹性件41d在框体41a 内上下移动的台板 41b组成， 杂交装置4中的反应舱42在朝向台板41。
40、b 运动并逐渐按压的过程中， 可以确保反 应舱42与台板41b的接触面始终严密闭合， 从而使得反应舱42与台板41b之间形成的空间完 全密闭， 其内生物芯片9的杂交环境稳定密闭， 杂交效率高。 0066 为了避免人经过框体41a时被尖锐的框体41a边角刮蹭到或者框体 41a在运动时 刮蹭到其他设备， 框体41a的各边角部均被倒圆角。 在台板41b上开设有多个承载槽41c， 多 个承载槽41c平均分为两排。 0067 参见图7所示， 在弹性件41d内同轴穿设有套件41e， 为了增强稳定性， 使得靠近框 体41a上边缘一段的外径小于套件41e靠近框体41a 下边缘一段的外径。 套件41e的底端连 。
41、接于框体41a的下边缘， 台板41b 可以沿着套件41e的顶端上下滑移。 此时的套件41e将弹性 件41d的伸缩方向限定为竖直上下， 从而使得台板41b在框体41a内准确地沿竖直方向上下 移动， 避免台板41b歪斜， 台板41b受力均衡， 放置平稳， 有利于生物芯片9的密闭杂交。 生物 芯片9的杂交环境稳定密闭， 杂交效率高。 0068 本实施方式中， 弹性件41d为弹簧， 在其他实施方式中， 弹性件 41d也可以为弹性 胶块或者弹片。 0069 本检测系统所适用的生物芯片9包括但不限于基因芯片、 蛋白芯片以及组织芯片。 0070 特别的， 本发明中的扩增、 杂交以及检测可以依次序依次进行， 。
42、也可以单独进行。 0071 下面对于本发明的具体实施过程和有益效果详细说明： 0072 在装有生物样本的PCR管7、 生物芯片9上分别粘贴第一识别码71、 第二识别码91。 0073 将PCR管7、 杂交试剂管8放置于承载托盘61上， 粘贴第一识别码 5a、 第二识别码7a 的步骤和放置PCR管5、 杂交试剂管5b、 生物芯片7 的前后顺序可以调换， 优选是先粘贴第一 识别码5a、 第二识别码7a。 0074 将承载托盘61、 芯片承载台41均推入机柜内。 说明书 7/8 页 9 CN 108642159 A 9 0075 摄像机51a摄取PCR管7上的第一识别码71信息， 将摄取到的信息传递。
43、给控制器， 控 制器识别PCR管7是否为应该进行扩增的PCR管放置的位置以及方向是否正确。 0076 当PCR管7并未为应放置的PCR管7时， 发出提醒音或者在显示器上显示异常， 从而 提醒工作人员重新放置PCR管7。 0077 控制器控制机械手62的动作， 机械手62将PCR管7提供至PCR反应装置3， PCR反应装 置3对至PCR反应装置3内样品进行扩增。 0078 扩增结束后， 控制器控制机械手62的动作， 机械手62将PCR管7 提供回承载托盘 61。 0079 将载有已扩增的样品的PCR管7的承载托盘61推送至杂交装置4处， 卡定件63b将限 位板63a卡合并固定。 杂交装置4的升降。
44、臂44驱动杆针 43向下运动并插入PCR管7内， 杂交装 置4的双向蠕动泵反复多次的双向工作， 进液毛细管对PCR管7内液体进行反复多次的吸出 或者加入， 进行进样。 0080 进样结束后， 升降臂44驱动杆针43向上运动并抽离PCR管7。 固定的限位板63a将 PCR管7卡定， 阻止PCR管7的上升趋势， 从而可以避免杆针43将PCR管7带离承载托盘61。 0081 摄像机51a摄取生物芯片9上的第二识别码91信息， 将摄取到的信息传递给控制 器， 控制器识别生物芯片9与PCR管7是否匹配， 是否为相配合使用的生物芯片7与PCR管5。 0082 当生物芯片9与PCR管7不匹配时， 发出提醒音。
45、或者在显示器上显示异常， 从而提醒 工作人员重新放置生物芯片9。 0083 反应舱42朝向芯片承载台41运动并逐渐按压台板41b的过程中， 弹性件41d向下压 缩从而具有向上的回复力。 弹性件41d向上的回复力使得台板41b与反应舱42的两个相对的 面在按压的过程中始终全面抵接， 反应舱42与台板41b之间完全密闭。 生物芯片9在反应舱 42以及芯片承载台41之间的空间内进行杂交。 0084 杂交反应结束后， 摄像机51a采集生物芯片9上的生物信息， 获得生物芯片9上各个 反应点的荧光位置、 荧光强弱， 并将上述信息传递给数据处理机构52。 数据处理机构52处理 和解析杂交反应后的生物芯片7 。
46、上各个反应点的情况， 分析图像， 将荧光转换成数据， 即可 以获得有关生物信息。 0085 对于本领域技术人员来说， 在本发明技术思想的范围内能够根据需要而对于上述 控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。 0086 本领域的普通技术人员可以理解， 在上述的各实施方式中， 为了使读者更好地理 解本申请而提出了许多技术细节。 但是， 即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的 种种变化和修改， 也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。 因此， 在实际 应用中， 可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变， 而不偏离本发明的精神和范 围。 说明书 8/8 页 10 CN 108642。
47、159 A 10 图1 说明书附图 1/8 页 11 CN 108642159 A 11 图2 说明书附图 2/8 页 12 CN 108642159 A 12 图3 说明书附图 3/8 页 13 CN 108642159 A 13 图4 说明书附图 4/8 页 14 CN 108642159 A 14 图5 图6 说明书附图 5/8 页 15 CN 108642159 A 15 图7 说明书附图 6/8 页 16 CN 108642159 A 16 图8 说明书附图 7/8 页 17 CN 108642159 A 17 图9 说明书附图 8/8 页 18 CN 108642159 A 18 。