一种检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及微流控芯片技术领域，尤其是涉及一种检测装置。


背景技术：

2.微流控芯片(microfluidics chip)是利用mems技术将一个大型实验室系统微缩在一个玻璃或者塑料基板上，从而复制复杂的生物学和化学反应全过程，快速自动地完成实验，其特征是在微米级尺度构造出容纳流体的通道、反应室和其它功能部件，操控微米体积的流体在微小空间中的运动过程，从而构建完整的化学或生物实验室。微流控芯片是一种集成多个实验步骤的芯片，其上一般设有以一定规则排列的微小尺寸流道和腔室，不同的试剂按照一定的顺序释放，并通过不同流道流入指定腔室，完成指定的生化反应，以实现样品制备和检测等目的。微流控芯片通常包括基板及设于基板上的多个铝泡、反应室和检测室，铝泡中存储有用于诊断时所需的反应试剂，反应室用于供反应试剂与样本执行一定的操作，如搅拌混合等等，检测室用于检测是否存在目标分析物。目前常通过人工来实现铝泡内反应试剂的挤出以及反应室内溶液的搅拌处理等等一系列操作，而人工无法重复劳动，工作效率相对低下，因此，亟需一种检测装置，可自动实现微流控芯片的检测分析，提高检测效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种检测装置，能够自动实现微流控芯片的检测分析，提高检测效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种检测装置，所述检测装置包括设有收容槽的基座、用于伸入所述收容槽内刺破微流控芯片上铝泡的刺破机构、用于伸入所述收容槽内将刺破后的铝泡内的溶液挤出的挤压机构、用于对微流控芯片上反应室内的溶液进行搅拌并将搅拌后的溶液挤出反应室的搅拌机构、用于对微流控芯片上的反应区域进行加热处理的加热机构和用于对检测室进行拍照，以确定目标分析物是否存在的成像机构，所述刺破机构、挤压机构、搅拌机构和成像机构均靠近所述基座设置或设于所述基座上，所述加热机构设于所述基座上，所述加热机构包括柔性导热件、加热件和温度传感器，所述加热件和温度传感器均安装于所述柔性导热件上。
5.优选地，所述收容槽内设有至少一个用于对微流控芯片进行抵压固定的弹性抵顶件，所述弹性抵顶件的至少一端与收容槽的内壁活动连接，且所述弹性抵顶件上设有至少一个用于对微流控芯片进行抵接的抵顶部。
6.优选地，所述收容槽内还设有至少一个用于对微流控芯片进行定位的定位机构，所述定位机构包括第一弹性件、定位件和设于收容槽内壁上的容置槽，所述容置槽内装配所述第一弹性件和定位件，所述定位件与所述第一弹性件相抵接，且所述定位件在所述第一弹性件的作用下部分伸入所述收容槽内。
7.优选地，所述搅拌机构包括第三承托支架、至少一个搅拌组件、搅拌驱动机构和至
少一个挤压驱动机构，所述第三承托支架设于所述基座上，每个搅拌组件可转动地设于承托支架上，每个所述搅拌组件上设有磁吸部，每个挤压驱动机构对应一所述搅拌组件，所述挤压驱动机构驱动对应搅拌组件将搅拌后的溶液从反应室中挤出。
8.优选地，所述搅拌组件包括转动基座、连接件和第三弹性件，所述转动基座套设于所述连接件的外部，且所述转动基座上设有锁止槽，所述连接件的一端设有限位部，相对端设置所述磁吸部，所述连接件上设有伸入所述锁止槽实现连接件与转动基座同步转动的锁止柱，所述第三弹性件设于所述限位部和磁吸部之间，所述第三弹性件的一端与所述限位部相抵接，相对端与所述转动基座相抵接。
9.优选地，所述第三承托支架上设置一个所述搅拌组件时，所述搅拌组件的转动基座上设有齿部，所述搅拌驱动机构包括传动齿轮和驱动所述传动齿轮转动的齿轮驱动机构，所述传动齿轮与所述转动基座啮合连接。
10.优选地，所述第三承托支架上设置多个所述搅拌组件时，每个搅拌组件的转动基座上设有齿部，多个所述转动基座依次啮合连接，所述搅拌驱动机构包括传动齿轮和驱动所述传动齿轮转动的齿轮驱动机构，所述传动齿轮与任意一个所述转动基座啮合连接。
11.优选地，所述磁吸部包括与连接件相连的磁体和包覆在磁体外部的柔性接触件。
12.优选地，所述成像机构包括反射镜组件、透镜组件和相机，所述透镜组件设于所述反射镜组件和相机之间，所述反射镜组件设于所述检测室的上方，所述相机通过所述透镜组件、反射镜组件对检测室进行拍照。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型能够自动完成微流控芯片的检测分析，提高检测效率，节约成本。
附图说明
15.图1是本实用新型的立体示意图；
16.图2是图1中基座的爆炸示意图；
17.图3是图2中a部分放大示意图；
18.图4是刺破机构和封堵机构的立体示意图；
19.图5是搅拌机构的正视示意图；
20.图6是成像机构的俯视示意图；
21.图7是加热机构的立体示意图。
22.附图标记：10、基座，10a、本体部，10b、抵压件，10c、旋转件，11、收容槽，11a、入口部，11b、开口部，12、抵压凸起，13、顶推部，14、导向槽，15、插槽，20、刺破机构，21、第一承托支架，22、刺破组件，221、刺破顶针，222、刺破顶针驱动机构，30、挤压机构，31、第二承托支架，32、挤压组件，321、第一接触件，322、第一顶推驱动机构，40、搅拌机构，41、第三承托支架，42、搅拌组件，421、转动基座，421a、锁止槽，421b、齿部，422、连接件，422a、限位部，422b、锁止柱，423、第二弹性件，43、搅拌驱动机构，431、传动齿轮，432、齿轮驱动机构，44、挤压驱动机构，441、第二接触件，442、第二顶推驱动机构，45、磁吸部，50、成像机构，51、反射镜组件，511、固定座，511a、光传输通道，512、反射镜，52、透镜组件，521、镜筒，53、相机，60、定位机构，61、定位件，62、容置槽，70、弹性抵顶件，71、抵顶部，80、封堵机构，81、阀门顶针，90、加热机构，91、柔性导热件，91a、透气孔，92、加热件，93、温度传感器，a、线性执行器，
b、弹性缓冲组件。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
24.结合图1～图7所示，为本实用新型所揭示的一种检测装置，包括基座10、刺破机构20、挤压机构30、搅拌机构40和成像机构50，其中，基座10上设有收容微流控芯片的收容槽11，微流控芯片包括基体及设于基体上的至少一个铝泡、至少一个反应室和至少一个检测室，铝泡用于存储反应试剂等溶液，反应室用于供反应试剂与待测样本混合等，检测室用于检测目标分析物是否存在；刺破机构20靠近基座10设置，优选设于基座10的下方，用于伸入收容槽11内刺破微流控芯片上的铝泡，当然，刺破机构20也可设于基座10上；挤压机构30靠近基座10设置，优选设于基座10的上方，也即基座10设于刺破机构20和挤压机构30之间，用于伸入收容槽11内将刺破后的铝泡内的溶液挤出，溶液可流至反应室或检测室等等，当然，挤压机构30也可设于基座10上；搅拌机构40靠近基座10设置或设于基座10上，优选设于基座10上，并且搅拌机构40设位于基座10和挤压机构30之间，用于对微流控芯片上反应室内的溶液进行搅拌处理，并将搅拌后的溶液挤出反应室；成像机构50靠近基座10设置或设于基座10上，优选设于基座10上，用于对检测室进行拍照，以确定目标分析物是否存在。
25.实施时，待分析检测的微流控芯片装配于基座10的收容槽11内，当需要刺破微流控芯片上的铝泡时，刺破机构20伸入收容槽11内将铝泡进行刺破，挤压机构30进一步伸入收容槽11内将铝泡内的溶液挤出，溶液可流至反应室中；搅拌机构40进一步对反应室内的溶液进行搅拌处理并将搅拌后的溶液挤出反应室；搅拌后的溶液进一步通过流道进入下一处理工序，如加热处理等等，最终进入检测室中以检测目标分析物是否存在；当检测室检测完成后，成像机构50对检测室进行拍照处理，操作人员可根据成像机构50拍得的图像确定是否存在目标分析物。
26.结合图2和图3所示，基座10包括本体部10a和抵压件10b。其中，本体部10a上设置所述收容槽11，收容槽11具有一入口部11a和开口部11b，收容槽11的入口部11a优选设于基座10的侧面，开口部11b优选设于基座10的顶面；抵压件10b用于对位于收容槽11内的微流控芯片进行抵压固定，以避免后续处理中微流控芯片的移动，抵压件10b与基座10的一端部可转动地连接于一转动点，也即抵压件10b可相对基座10进行旋转收合或旋转打开，这里的旋转收合是指抵压件10b在转动过程中与基座10相靠近，以对位于收容槽11内的微流控芯片进行抵压固定，旋转打开是指抵压件10b在旋转过程中与基座10相远离，以便于微流控芯片装配至收容槽11中或者便于微流控芯片从收容槽11内取出。
27.进一步地，抵压件10b面向收容槽11的端面上设有至少一个抵压凸起部12，抵压凸起部12用于对收容槽11内的微流控芯片进行抵压固定。实施时，抵压件10b相对基座10旋转收合后，抵压件10b上的抵压凸起部12通过收容槽11的开口部11b伸入收容槽11内，以对微流控芯片进行抵压固定。
28.如图2所示，基座10还包括旋转件10c，旋转件10c用于控制抵压件10b相对基座10转动，也即旋转件10c用于控制抵压件10b相对基座10旋转收合或旋转打开，旋转件10c与基座10的另一端部可转动地连接于一转动点，并且旋转件10c上设有顶推部13，顶推部13用于
在旋转件10c相对基座10旋转过程中驱动抵压件10b相对基座10旋转打开，以便于微流控芯片装配至收容槽11中或者便于微流控芯片从收容槽11内取出。
29.进一步地，旋转件10c上设有导向槽14，导向槽14用于供微流控芯片导向移动，使微流控芯片可快速、准确地装配至收容槽11内。导向槽14在旋转件10c驱动抵压件10b相对基座10旋转打开后与收容槽11处于同一平面，也即旋转件10c旋转一定角度后，旋转件10c上的导向槽14与收容槽11处于同一平面，同时抵压件10b相对基座10旋转打开。
30.结合图2和图3所示，基座10的收容槽11内还设有至少一个定位机构60，定位机构60用于对微流控芯片进行定位处理，提高微流控芯片的装配精度，便于后续工艺处理。定位机构60包括第一弹性件(图未示出)、定位件61及设于收容槽11内壁上的容置槽62，容置槽62用于装配第一弹性件和定位件61，第一弹性件和定位件61均装配于容置槽62中，并且第一弹性件的一端与容置槽62的内壁相抵接，相对端与定位件61相抵接，定位件61在第一弹性件的作用部分伸出容置槽62，定位件61伸出的部分位于收容槽11内。实施时，微流控芯片通过收容槽11的入口部11a进入收容槽11后，微流控芯片移动至定位机构60处后，微流控芯片的外壁挤压定位件61位于收容槽11内的部分，定位件61受力后向容置槽62内部移动并挤压第一弹性件。当微流控芯片上的定位槽移动至定位件61处后，定位件61在第一弹性件的作用下伸入微流控芯片上的定位槽中，在定位件61与定位槽的配合下，实现微流控芯片的定位。
31.本实施例中，定位件61为滚珠或者定位柱，定位件61为定位柱时，定位柱位于收容槽11内的端部上设有弧形导向面，弧形导向面一方面可减小定位柱与微流控芯片之间的摩擦力，另一方面便于定位柱从定位槽中脱离，提高装配效率。
32.结合图2和图3所示，为了使位于收容槽11内的微流控芯片保持稳定，收容槽11内设有至少一个弹性抵顶件70，弹性抵顶件70用于对微流控芯片进行抵压固定，防止微流控芯片在收容槽11内受力产生移动。弹性抵顶件70的至少一端与收容槽11的内壁活动连接，并且本体部10a上设有至少一个抵顶部71，抵顶部71用于对微流控芯片进行抵接，实现微流控芯片的抵压固定。实施时，微流控芯片经入口部11a进入收容槽11内并通过定位机构60定位后，微流控芯片在插入收容槽11过程中，抵顶部71与微流控芯片的外壁相抵接，实现微流控芯片的抵压固定，避免微流控芯片的移动。进一步地，收容槽11的内壁凹陷形成有插槽15，本体部10a的一端与收容槽11的内壁固定连接，相对端插接于插槽15内，以实现弹性抵顶件70的一端与收容槽11的内壁活动连接。定位槽中，在定位件61与定位槽的配合下，实现微流控芯片的定位。
33.本实施例中，弹性抵顶件70上设置一个抵顶部71，并且抵顶部71靠近弹性抵顶件70的中部设置，当然，在其他实施例中，可根据实际需求设置抵顶部71的数量及位置。
34.如图4所示，刺破机构20包括第一承托支架21和至少一个刺破组件22，其中，第一承托支架21用于安装刺破组件22，每个刺破组件22对应一个铝泡。具体地，刺破组件22包括刺破顶针221和刺破顶针驱动机构222，刺破顶针221与刺破顶针驱动机构222相连。实施时，刺破顶针驱动机构222驱动刺破顶针221伸入收容槽11内，刺破顶针221与铝泡内的刺针相抵接，以实现铝泡的刺破处理，铝泡在刺破后，其内的溶液通过流道流入相应反应室中。
35.进一步地，检测装置还包括用于控制微流控芯片上的阀门关闭流道的封堵机构80，封堵机构80设于第一承托支架21上，与刺破组件22共用第一承托支架21，以减少空间的
占用。封堵机构80包括设于第一承托支架21上的至少一个封堵组件，每个封堵组件对应一个阀门。具体地，封堵组件包括阀门顶针81和阀门顶针驱动机构，阀门顶针81与阀门顶针驱动机构相连。实施时，阀门顶针驱动机构驱动阀门顶针81伸入收容槽11内，阀门顶针81与阀门相抵接，以实现阀门的关闭，进而实现流道的关闭，使溶液在指定范围内流动。
36.进一步地，刺破顶针驱动机构222和阀门顶针驱动机构均包括线性执行器a和弹性缓冲组件b，其中，线性执行器的一端与弹性缓冲组件相连，相对端与刺破顶针221或阀门顶针81相连；弹性缓冲组件b安装于工作台或者相应支架上，弹性缓冲组件b起到缓冲作用，当线性执行器a驱动刺破顶针221与铝泡内的刺破顶针221抵接或者线性执行器驱动阀门顶针81与阀门抵接后，线性执行器继续驱动刺破顶针221或阀门顶针81移动时反作用于弹性缓冲组件，也就是说弹性缓冲组件受到反作用力后压缩，以避免线性执行器可避免用力过猛而造成微流控芯片的损坏。本实施例中，弹性缓冲组件包括导套、导杆和第二弹性件，导套套设于导杆的外部，第二弹性件设于导套内并套设于导杆上，第二弹性件的一端与导杆相抵接(导杆上设有限位凸环)，相对端与导套的内壁相抵接。
37.如图1所示，挤压机构30包括第二承托支架31和至少一个挤压组件32，其中，第二承托支架31用于安装挤压组件32，其与基座10相对间隔设置，抵压件10b位于第二承托支架31和基座10的本体部10a之间，也就是说第二承托支架31位于基座10的上方；挤压组件32安装于第二承托支架31上，用于挤压微流控芯片上的铝泡。挤压组件32包括第一接触件321和第一顶推驱动机构322，第一接触件321与第一顶推驱动机构322相连，第一顶推驱动机构322驱动第一接触件321与铝泡接触，以将铝泡内溶液挤出。本实施例中，第一顶推驱动机构322优选步进电机；第一接触件321为采用柔性材质(如橡胶等)制成的接触件，可在挤压过程中避免造成铝泡的破损。
38.如图5所示，搅拌机构40包括第三承托支架41、至少一个搅拌组件42、搅拌驱动机构43和至少一个挤压驱动机构44，其中，第三承托支架41优选安装于基座10上的抵压件10b上，每个搅拌组件42可转动地设于第三承托支架41上，并且每个搅拌组件42上设有磁吸部45，磁吸部45可与微流控芯片上反应室内的磁性件产生相互作用力，以使搅拌组件42在转动过程中带动磁性件转动，实现溶液的搅拌处理；搅拌驱动机构43与每个搅拌组件42相连，用于驱动每个搅拌组件42相对承托支架转动，每个搅拌组件42在转动的过程中通过磁吸部45带动对应反应室内的磁性件转动，以实现对反应室内溶液的搅拌；挤压驱动机构44安装于第二承托支架31上，每个挤压驱动机构44对应一个搅拌组件42，用于驱动对应搅拌组件42将搅拌后的溶液从反应室中挤出。本实施例中，第三承托支架41优选安装于基座10的抵压件10b上，当然，在其他实施例中，第三承托支架4也可直接安装于基座10的本体部10a上，可根据实际需求进行设置；挤压驱动机构44优选安装于第二承托支架31上，以减少空间的占用，当然，在其他实施例中，也可将挤压驱动机构44安装于基座10的本体部10a或抵压件10b上，可根据实际需求进行选择。
39.进一步地，搅拌组件42包括转动基座421、连接件422和第三弹性件423，转动基座421上设有沿轴向延伸的安装孔，转动基座421通过安装孔套设于连接件422的外部，转动基座421上设有锁止槽421a；连接件422可相对转动基座421沿轴向移动，其一端设有限位部422a，相对端设置所述磁吸部45，连接件422上还设有伸入所述锁止槽421a实现连接件422与转动基座421同步转动的锁止柱422b；第三弹性件423设于限位部422a和转动基座421之
间，并且第三弹性件423的一端与限位部422a相抵接，相对端与转动基座421相抵接，第三弹性件423优选弹簧，其他实施例中，也可选择弹片等。实施时，初始情况下，连接件422上的锁止柱422b在弹性件的作用下始终位于锁止槽421a中，以使转动基座421转动的过程中可带动连接件422转动，连接件422转动过程中可带动磁吸部45转动，磁吸部45带动对应反应室内的磁性件转动，以实现对反应室内溶液的搅拌。
40.进一步地，磁吸部45包括与连接件422相连的磁体和包覆在磁体外部的柔性接触件，柔性接触件采用柔性材料制成，如橡胶等等，可避免在挤压过程中造成微流控芯片的损坏。
41.如图5所示，搅拌驱动机构43包括传动齿轮431和驱动传动齿轮431转动地齿轮驱动机构432，齿轮驱动机构432与传动齿轮431相连，齿轮驱动机构432优选旋转电机。当第三承托支架41上设置一个搅拌组件42时，搅拌组件42的转动基座421上设有齿部421b，该搅拌组件42的转动基座421通过齿部421b可直接或间接地与传动齿轮431相啮合连接。当采用间接方式啮合连接时，转动基座421可通过传动链条与传动齿轮431相啮合连接。实施时，齿轮驱动机构432驱动传动齿轮431转动，传动齿轮431带动转动基座421转动，转动基座421进一步在锁止槽421a和锁止柱422b的作用下带动连接件422转动，连接件422转动过程中带动磁吸部45转动，磁吸部45带动对应反应室内的磁性件转动，以实现对反应室内溶液的搅拌。
42.当第三承托支架41上设置多个搅拌组件42时，每个搅拌组件42的转动基座421上设有齿部421b，多个转动基座421通过各自的齿部421b依次啮合连接，也就是说在啮合连接时，可将每个转动基座421进行编号，按照编号顺序将多个转动基座421依次啮合连接，任意一个转动基座421通过其上的齿部421b可直接或间接地与传动齿轮431相啮合连接。当采用间接方式啮合时，传动齿轮431可通过传动链条与任意一个转动基座421相啮合连接。实施时，齿轮驱动机构432驱动传动齿轮431转动，传动齿轮431进一步带动与之相啮合的转动基座421转动，该转动基座421进一步带动相啮合的其他转动基座421转动，将动力不断传递，以使每个转动基座421转动，转动基座421在锁止槽421a和锁止柱422b的作用下进一步带动连接件422转动，连接件422转动过程中带动磁吸部45转动，磁吸部45带动对应反应室内的磁性件转动，以实现对反应室内溶液的搅拌。本实施例中，承托支架上优选设置两个搅拌组件42，两个搅拌组件42的两个转动基座421相啮合，搅拌驱动机构43与任意一个搅拌组件42中转动基座421相啮合，当然，在其他实施例中，可根据实际需求设置搅拌组件42的数量。
43.如图5所示，挤压驱动机构44包括第二接触件441和第二顶推驱动机构442，第二接触件441与第二顶推驱动机构442相连，第二顶推驱动机构442驱动第二接触件441与连接件422相抵接，以驱动连接件422沿轴向方向移动，连接件422在移动过程中带动磁吸部45挤压反应室，反应室体积不断缩小，以将混合后的溶液排出。本实施例中，第二顶推驱动机构442优选步进电机。
44.结合图1和图6所示，成像机构50包括反射镜组件51、透镜组件52和相机53，其中，透镜组件52的一端安装反射镜组件51，相对端安装相机53，反射镜组件51设于检测室的上方。实施时，相机53在透镜组件52、反射镜组件51的作用下可对检测室进行拍照处理。本实施例中，反射镜组件51包括固定座511和反射镜512，固定座511上设有光传输通道511a，光传输通道511a内设置所述反射镜512，透镜组件52包括镜筒521和至少一个透镜，镜筒521内设置所述透镜，镜筒521的一端与固定座511相连并与光传输通道511a相连，相对端安装相
机53。
45.结合图1和图7所示，检测装置还包括至少一个加热机构90，加热机构90用于对微流控芯片上某一反应区域进行加热处理。具体地，加热机构90包括柔性导热件91、加热件92和温度传感器93，其中，柔性导热件91上设有沿轴向延伸的安装槽，加热件92和温度传感器93均安装于安装槽中。实施时，柔性导热件91与待加热区域相接触，加热件92在通电后产生一定的热量，热量通过柔性导热件91向外部传递，以对待加热区域进行加热处理，同时，温度传感器93检测加热件92产生的热量，控制系统根据温度传感器93检测到的温度控制加热件92，以将温度调整至预设温度。通过采用柔性导热件91设计，可避免造成微流控芯片的损坏。
46.进一步地，柔性导热件91上还设有与安装槽相连通的透气孔91a，透气孔91a用于实现透气处理，避免加热件92和温度传感器93在插入安装槽时空气产生的阻碍，从而导致加热件92和温度传感器93插不到底，影响加热机构90的加热和温度检测。
47.本实用新型能够自动完成微流控芯片的检测分析，提高检测效率，节约成本。
48.本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。