专利名称：一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及临床医学检验及化学分析中的反应和清洗装置，确切地说，是一种针对生物芯片及ELISA板条的反应与洗涤仪器上的载物台和恒温反应装置。
背景技术：
诊断用生物芯片是一种最前沿的分子生物学检验技术，是临床检验领域极具时代特征的重大进展之一。该技术突破了传统检验方法的局限，具有检测通量大、精确、快速、微量的优点。生物芯片与配套设备生物芯片检测仪、生物芯片反应仪组成检测系统，充分体现了先进疾病诊断技术的自动化、系统化、信息化。在生物芯片或ELISA实验中，充分的反应、彻底地洗涤是保证其结果准确可靠的必要条件。
目前，市场上只有针对于ELISA的洗板机，还没有针对于芯片膜洗涤的洗板机，更没有将反应和洗涤两者整合在一起的反应仪。而且，常规的基于ELISA反应的生物实验都是通过恒温摇床反应外加洗板机的模式操作的，试验时间长，操作繁琐，多台设备的使用增加了实验的误差。因此，本领域迫切需要开发一种针对生物芯片，集芯片膜反应和洗涤功能与一体，同时也兼容ELISA板条的恒温反应、振荡和清洗装置。本实用新型涉及的生物芯片反应仪便是一台这样的仪器，而载物台和恒温反应装置是反应仪的重要组成部分。
现有的ELISA洗板机，如北京拓普的DEM-III型自动酶标洗板机，具有可放置ELISA板条的载物台，但其载物台结构比较简单，采用在载物台上制作与ELISA板条相匹配的凹槽的夹具方式，其一侧同定在水平运动机构上，另一侧通过一滑块在水平面上滑行。而目前基于ELISA反应的生物实验都是通过在单独的恒温摇床仪器上进行反应的模式操作的，生物芯片是在ELISA的基础上发展起来的，还是延续了通过在单独的恒温摇床仪器上进行反应的操作模式，所以在之前的洗板机上还没有出现可供ELISA或者芯片恒温反应的恒温装置。这种结构虽然可以固定ELISA板条，完成简单ELISA的自动洗板工作，但仍存在如下缺陷1.采用在载物台上与ELISA板条相匹配的凹槽的夹具方式，虽然能将ELISA板条固定在载物台上，由于洗板机进行ELISA洗涤的时候，液体容易溅出到载物台上，溅出的液体聚少成多，便会溢出到洗板机中，不仅容易污染洗板机，而且还容易造成洗板机故障。
2.载物台只能装卡96孔标准酶标板，并且没有可以调节装卡后酶标板水平性的设计，一旦出现不水平现象，则只能通过维修或者更换来重新调整水平；
3.载物台一侧固定在水平运动机构上，另一侧通过一滑块在水平面上滑行，要保证其滑行的阻力足够小，则必须选用比较光滑材料，其成本较高，而且使用次数多了，也会因为有划伤而增加阻力。另外因为洗板机载物台的运动结构都是有缝配合，而滑块在水平面上运动时在水平面方向上是没有限制的，所以在运动的时候容易晃动，这样既影响运动精度，又磨损的仪器运动结构，影响仪器的使用寿命。
而现有的恒温摇床，往往都是比较大型的设备，加热结构大致有两种。一种比较简单，通过电热管直接加热；另一种略微复杂，通过先用电热管加热水，然后再用热水进行水浴间接加热形式进行加热。保温结构采用单层材料包围而成的简单密闭系统，而活动门则都是以上盖或者侧面拉门的形式通过一根轴固定在恒温箱箱体上。这些结构能在一定程度上保持装置内的温度在一定幅度内稳定，但还存在如下缺陷1.容易造成箱内温度不均一，比如电热管附件或者热水附件温度相对较高，而其他地方特别是死角处温度较低。
2.箱体采用单层结构，容易造成箱体内外热传导，从而更加难以保证箱体内的温度恒定。
3.箱体采用五而腔体加同定在箱体上的盖子的形式，需要恒温的物品必须固定在恒温装置内，因此需要在恒温装置内设置振动装置，这样恒温装置就比较庞大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种生物芯片和酶联免疫(ELISA)的恒温反应、清洗的装置，将生物芯片或ELISA板条的清洗、振荡和恒温反应集为一体，有效地克服现有的洗板机仅针对ELISA板条，而且洗涤与反应需分多台设备进行，且无法自动化完成的缺陷。设计巧妙，使用方便，可随时吸取反应废液，防止废液污染和液体外漏对仪器的影响；芯片或ELISA进行振荡反应时，恒温装置密闭良好，且箱体内温度稳定均匀，安全无污染，结果准确稳定，大大降低实验误差。
本实用新型的目的是这样实现的在本实用新型的第一方面，提供了一种载物台，其台面凹槽被分隔为废液槽和芯片安置区，但两者之间底部通过缝隙或孔洞相互连通，分隔形式可以采用塑料档片的形式，档片与载物台底座不接触，留一空隙，也可以采用其他方式，如两槽之间通过孔洞或管路将底部连通；芯片或ELISA板条安置区底面倾斜一小角度形成一斜面，废液槽底面为载物台上凹槽底而最低位置；反应废液经斜面穿过空隙，流入废液槽，可随时通过吸液管吸走。底座上设计不同高度的夹具支架，支架可调，支架的上表面处于同一水平面，可放置生物芯片或ELISA板条；载物台底座下安装加强筋，可以保证承载质量重于ELISA的生物芯片；载物台通过水平放置的支架与一U形框的竖直臂相连，支架的另一端固定在加强筋内，U形框的一条水平臂与水平运动机构相连，另一条水平臂通过一滚轮装置与工作台靠外侧的限位槽相接触，使其限制在槽内进行水平滚动，以减少摩擦阻力，避免水平运动或振荡反应时，门字框晃动过分剧烈而影响反应过程。
载物台的一侧与一活动门相连，活动门组成恒温反应装置的一个面，当生物芯片或ELISA板条送入恒温反应装置后，活动门将反应装置关闭，使反应在一个密闭的环境中进行，反应条件更为稳定、可靠、可控。由于如果不设法解决，在恒温装置进行振荡反应时，活动门会随着载物台的振动而发生漂移甚至与恒温装置箱体脱离，影响密闭效果。而本实用新型成功的解决了这一问题。其中优选方案之一是，在活动门上设计两个弹簧，分别套在两个水平支架上，一端与门字框的竖直臂相连，另一端与活动门相连，依靠弹簧的弹力使载物台背离箱体运动时，活动门仍与箱体紧密接触，保持良好的密闭效果。其他优选方案还可以选用其他弹性材料或其他如电磁吸附、机械夹卡等不同的方式实现。
在一优选例中，可调夹具支架上可放置生物芯片、ELISA板条(96孔、128孔，384孔)。
在本实用新型的第二方面是，恒温反应装置的箱体由复层耐热、耐腐蚀材料组成，夹层中有均匀分布的发热器件，箱体内设置空气循环装置，使得箱体内温度均匀稳定，还设有多个温度传感器，能灵敏地探测到箱体内温度的微小变化，确保恒温效果。
在一优选例中，所述的耐热、耐腐蚀材料可以是金属、塑料、胶木。
在另一优选例中，所述的双气路风循环装置由多个微型风扇组成，微型风扇可放置在侧壁，后壁以及上下壁，或隔板上。
在另一优选例中，所述的发热器件是电阻丝、半导体元件。
在另一优选例中，所述温度传感器是2-6个。
本实用新型同现有的技术相比效果是显著的1.本实用新型中载物台的凹槽被分隔为废液槽和芯片安置区，但两者之间底部通过缝隙或孔洞相互连通；芯片安置区底面倾斜一小角度，使废液槽底面为整个凹槽底面最低位置；芯片或ELISA板条的底面离凹槽底面也有一定的空隙。这样，废液可以通过缝隙或者孔洞自动汇集到废液槽中，并通过对吸液针头的控制随时从废液槽中吸走废液，防止液体中有害成分造成的污染，并避免液体流到仪器内部，保证仪器的稳定性。而隔板又可以起到一定的阻挡液体流动的作用，特别是在废液槽中冲洗反应仪管路时，时间比较短，水流比较急，而隔板则可以保证在短时间内较少的液体流到芯片安置区中，大部分液体在废液槽中被吸干，芯片安置区不至于存有液体。
2.本实用新型中载物台底座上设计不同高度的可调夹具支架，可放置生物芯片或ELISA板条(96孔，128孔，384孔)，夹具支架上表面处于同一平面，保证芯片或ELISA板条水平放置。操作简单方便。
3.本实用新型中采用载物台底座下安装加强筋以用于固定的方式。在保证能够承载的情况下，减轻了载物台本身的重量，不仅节约了材料，更重要的是可以降低水平运动机构的负荷，提高运动精度，延长仪器的实用寿命。
4.本实用新型中载物台设计有滚轮装置，并能限制在限位槽内滚动。虽然其结构简单，但可以减少运动阻力，而且运动过程中不至于产生过大的晃动，不但可以提高仪器运动的准确性和精度，而且还能延长仪器的使用寿命。
5.本实用新型中恒温装置体积小，采用复层恒温箱体结构，从箱体四壁均匀加热，并使用了风循环以及多个温度传感器，从而提高了恒温装置中温度的均一性、稳定性以及控制精度。
6.本实用新型中恒温反应装置包括箱体和活动门，活动门与箱体独立开，并设计有可供箱体内外物体相连的孔洞结构，载物台通过穿过活动门的连杆固定在U形框上，从而保证了载物台在恒温装置中一定幅度振动的同时，活动门依然和恒温箱体紧密接触处于关闭状态，组成一个密闭独立的恒温系统。
图1.为本实用新型的整合结构示意图；图2.为本实用新型中载物台凹槽平台示意图；图3.为本实用新型中载物台示意图；图4.为本实用新型中载物台和活动门的连接示意图；图5.为本实用新型恒温装置示意图；图6.为图5的A-A向剖面视图；具体实施方式
下面结合实施例和附图详细说明本实用新型请参见图1所示，本实用新型包括载物台(1-2)，恒温反应装置(1-4)。(1-1)为反应仪工作平台，(1-3)为工作平台上的限位槽。
图2时示出了本实用新型载物台的结构，其台面凹槽被分隔为废液槽(2-2)和芯片安置区(2-3)，但两者之间底部通过缝隙或孔洞相互连通；分隔形式可以采用塑料档片(2-5)的形式，档片(2-5)与载物台底座底面不接触，留一空隙，也可以采用其他方式，如两槽之间通过孔洞或管路将底部连通等。芯片或ELISA板条安置区(2-3)底面倾斜成一小角度形成一斜面(芯片或ELISA板条安置区(2-3)稍高于废液槽(2-2))；底座上设计不同高度的夹具支架(2-4)，使支架的上表面处于同一水平面，支架2-4可调，可放置生物芯片、ELISA板条(96孔、128孔、384孔)。反应过程溢出或渗漏的废液从处于较高位置的芯片放置区(23)穿过塑料档片(2-5)下端空隙，流入废液槽(2-2)，废液通过吸液管被及时吸走。底座下安装两个加强筋(2-1)，确保能够承重质量重于ELISA板条的芯片。
请参见图3所示，载物台(3-3)通过两个水平放置的支架(3-2)与一U形框(3-1)的竖直臂相连，支架(3-2)的另一端固定在加强筋(2-1)内，U形框(3-1)的一条水平臂与水平运动机构相连，另一条水平臂通过一滚轮装置(3-4)与工作台(1-1)靠外侧的限位槽(1-3)相接触，U形框(3-1)通过小滚轮(3-4)沿限位槽直线运动，可减少摩擦，避免水平运动或振荡反应时，U形框(3-1)晃动过分剧烈而影响直线运动。
请参见图4所示，在载物台(3-3)的一侧安装有一活动门(4-1)，活动门(4-1)穿过支架(3-2)，并可以在支架(3-2)上自由滑动，安装在载物台(3-3)上的芯片或者ELISA板条通过穿过活动门(4-1)上的孔而与U形框(3-1)相连，活动门(4-1)可与图1中的恒温装置(1-4)配合，形成一密闭的保温结构。在本实施例中，当载物台(1-2)带着活动门(4-1)水平运动至恒温反应装置(1-4)，则活动门(4-1)与恒温装置(1-4)紧密接触配合，将恒温装置关闭，载物台(1-2)水平振荡时，活动门(4-1)仍然始终保持与恒温装置(1-4)箱体紧密配合，保证恒温装置(1-4)的箱体密闭性。这样确保了反应在一个密闭的温度实时控制的环境中进行，反应条件更为稳定、可靠、可控。
请参见图5所示，恒温反应装置的箱体为复层结构，优选例中包括外壳(5-1)、内壳(5-2)，内外层之间有夹层(5-6)，夹层(5-6)中有均匀分布的发热器件，发热器件可以是电阻丝、半导体元件等。箱体内设置有微型风扇(5-3)组成的空气循环装置，微型风扇(5-3)可放置在侧壁，后壁，或者上下壁，优选例中风扇安装在隔板(5-4)上。空气循环使得箱体内温度分布均匀。箱体内还设有多个温度传感器(5-5)，能灵敏地探测到箱体内温度的微小变化，确保恒温精确稳定。
具体步骤如下(1)设定参数，包括反应温度、反应时间、洗涤强度、洗涤次数等；(2)发热器件发热，使恒温装置(1-4)内温度上升，空气循环装置(5-3)开始运行，使箱体内温度均匀，温度传感器(5-5)监测箱内温度；
(3)当箱体内温度到达设定温度，将准备好的芯片放入载物台的芯片安置区(2-3)，载物台(1-2)沿限位槽(1-3)运行，送至恒温装置(1-4)处，活动门(4-1)与箱体(1-4)紧密接触，将其关闭，进行反应与洗涤；(4)程序运行结束后，活动门(4-1)与箱体(1-4)分离，载物台(1-2)回到原来位置，从载物台上取出芯片。
权利要求1.一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，其特征在于，它含有以下组件-载物台，所述的载物台的凹槽被分隔为废液槽和芯片安置区，但两者之间底部通过缝隙、孔洞或管路相互连通；芯片安置区底面倾斜一小角度，使废液槽底面为整个凹槽底面最低位置；底座上设计不同高度的可调夹具支架，可使水平放置的生物芯片或ELISA板条保持水平；底座下设计有加强筋；载物台通过一U形框与水平运动机构相连，载物台和U形框之间设有一活动门；U形框的另一水平臂及下臂的滚轮装置可沿工作台上的限位槽进行水平滚动；-恒温反应装置，所述的恒温反应装置包括箱体和与箱体独立的活动门，箱体由复层耐热材料组成，夹层中有均匀分布的发热器件，箱体内设置空气循环装置，还设有温度传感器。
2.根据权利要求1的一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，其特征在于，所述的载物台底座上的夹具支架上放置的ELISA板条，可以是96孔，128孔，384孔。
3.根据权利要求1的一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，其特征在于，所述的载物台通过水平支架与一U形框相连，支架的一端固定在U形框上，另一端固定在载物台的加强筋内。
4.根据权利要求1的一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，其特征在于，所述的恒温反应装置的活动门与箱体独立分开，并设计有可供箱体内外物体相连支架穿过的孔洞结构。
5.根据权利要求1的一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，其特征在于，所述的恒温装置内设置空气循环装置由多组微型风扇组成；恒温装置内设有2-6个温度传感器。
专利摘要一种生物芯片反应仪的载物台和恒温反应装置，包括有载物台和恒温反应装置。载物台被分隔为废液槽和芯片安置区，但两者相通；芯片安置区底面倾斜；芯片安置区内设计不同高度同水平面的可调支架；底座下设加强筋；载物台通过U形框与水平运动机构相连，载物台和U形框之间设活动门；U形框的下的滚轮装置可沿限位槽进行运动。恒温反应装置包括箱体和独立活动门，箱体由复层耐热材料组成，夹层中有均匀分布的发热器件，箱体内设置空气循环装置和温度传感器。本实用新型可完成生物芯片或ELISA板条的恒温反应、洗涤和振荡过程，可及时吸取废液，减少污染和对实验结果的影响，保证反应温度均匀稳定可靠，使用方便，安全无污染，结果准确稳定。
文档编号B01L9/00GK2795858SQ20052003976
公开日2006年7月12日 申请日期2005年2月24日 优先权日2005年2月24日
发明者穆海东 申请人:穆海东