專利名稱：一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基因檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
基因檢測(cè)是通過(guò)對(duì)血液、其他體液或細(xì)胞的DNA進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)?；驒z測(cè)可以診斷疾病，也可以用于疾病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)。疾病診斷是用基因檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)引起遺傳性疾病的突變基因。目前應(yīng)用最廣泛的基因檢測(cè)是病毒檢測(cè)、傳染病檢測(cè)、遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。基因檢測(cè)的特點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確。目前基因檢測(cè)的方法主要有:熒光定量PCR、基因芯片(基因傳感器)、液態(tài)生物芯片與微流控芯片技術(shù)等。最常用的基因分子測(cè)試技術(shù)是熒光定量PCR (聚合酶鏈反應(yīng))，但這種技術(shù)只能一次測(cè)1-2種基因。需要對(duì)大量的基因信息進(jìn)行高效、快速的檢測(cè)、分析，就得利用基因芯片技術(shù)?；蛐酒粌H能在早期診斷中發(fā)揮作用；與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，它可以在一張芯片上，同時(shí)對(duì)多個(gè)病人進(jìn)行多種疾病的檢測(cè)；利用基因芯片，還可以從分子水平上了解疾病?；蛐酒倪@些優(yōu)勢(shì)，能夠使醫(yī)務(wù)人員在短時(shí)間內(nèi)掌握大量的疾病診斷信息，找到正確的治療措施。除此之外，基因芯片在新藥的篩選、臨床用藥的指導(dǎo)等方面，也有重要作用?；蛐酒臏y(cè)序原理是雜交測(cè)序方法，即待測(cè)序列通過(guò)與一組已知序列的核酸探針進(jìn)行雜交，然后根據(jù)雜交信號(hào)的檢測(cè)來(lái)確定結(jié)果。故雜交信號(hào)的檢測(cè)是基因芯片技術(shù)中的關(guān)鍵部分?；蛐酒捎谒褂玫臉?biāo)記物不同，因而相應(yīng)的探測(cè)方法也各異。大多數(shù)研究者使用熒光標(biāo)記物，也有一些研究者使用生物素標(biāo)記，聯(lián)合抗生物素結(jié)合物(如結(jié)合化學(xué)發(fā)光底物酶、熒光素等)的顯色反應(yīng)來(lái)檢測(cè)。目前常用的熒光標(biāo)記物來(lái)檢測(cè)雜交信號(hào)的方法，大都通過(guò)激光對(duì)突光物質(zhì)的掃描來(lái)分析、檢測(cè)，比如激光掃描突光顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、采用CCD相機(jī)的熒光顯微鏡或者光纖傳感器。但目前的檢測(cè)方法均存在一些缺點(diǎn):
(1)熒光標(biāo)記的激光掃描方法，檢測(cè)流程均較復(fù)雜，需通過(guò)熒光物質(zhì)的標(biāo)記、雜交結(jié)合、清洗非特異的熒光物質(zhì)、芯片干燥、入射光的激發(fā)、雜光過(guò)濾、分辨、收集熒光信號(hào)等步驟；
(2)檢測(cè)過(guò)程中需使用不同的設(shè)備，比如雜交設(shè)備、清洗設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等；
(3)檢測(cè)設(shè)備大多利用光學(xué)原理進(jìn)行檢測(cè)，光路復(fù)雜，設(shè)備昂貴、常需維護(hù)并且維護(hù)困難、耗時(shí)耗力；
(4)在檢測(cè)設(shè)備的性能上，不同類型設(shè)備的檢測(cè)靈敏性、分辨率相差較大，均存在檢測(cè)重復(fù)性差、分析泛圍較狹窄等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基于基因芯片的檢測(cè)裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下: 一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置，包括裝載模塊、芯片加熱模塊和探針模塊，芯片加熱模塊和探針模塊設(shè)置在裝載模塊上，探針模塊上設(shè)置有探針組，還包括安裝在裝載模塊上的電化學(xué)基因芯片和電化學(xué)基因芯片和用于給電化學(xué)基因芯片提供電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓并對(duì)電化學(xué)基因芯片在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)電流進(jìn)行檢測(cè)的電路板，芯片加熱模塊與電化學(xué)基因芯片緊密接觸；電路板設(shè)置在裝載模塊的外側(cè)，其通過(guò)探針組與電化學(xué)基因芯片電連接。作為一種優(yōu)選方案，所述電化學(xué)基因芯片上設(shè)有流體腔、通道模塊、與通道模塊相貼合的探針電路板，通道模塊上設(shè)有微流槽，通道模塊與探針電路板貼合后通過(guò)微流槽和探針電路板表面相接觸形成微流管道，流體腔與微流管道連接并形成循環(huán)回路，探針電路板上沿著微流管道設(shè)置有參考電極、輔助電極和固定有單分子層和DNA捕獲探針的工作電極，參考電極、輔助電極和工作電極分別通過(guò)探針組與電路板連接。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，參考電極、輔助電極和工作電極陣列式排列，其中參考電極包括一個(gè)，參考電極位于微流管道的最前端，工作電極包括若干個(gè)，輔助電極包括相互連接的兩個(gè)，兩個(gè)輔助電極設(shè)置在所有工作電極的兩端。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述電路板上設(shè)置有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過(guò)探針組與參考電極連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集參考電極的絕對(duì)電壓作為電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓的參考電壓。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述電路板上設(shè)置有電化學(xué)掃描激勵(lì)電路和與電化學(xué)掃描激勵(lì)電路連接的工作電極陣列掃描和切換電路，所述電化學(xué)掃描激勵(lì)電路通過(guò)探針組與輔助電極和工作電極連接，一個(gè)輔助電極分別與若干個(gè)工作電極組成多個(gè)電極對(duì)，工作電極陣列掃描和切換電路控制伏安掃描激勵(lì)電路輪流對(duì)各個(gè)電極對(duì)進(jìn)行電化學(xué)掃描。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述電路板上設(shè)置有電流檢測(cè)電路和與電流檢測(cè)電路連接的數(shù)據(jù)處理電路；電流檢測(cè)電路通過(guò)探針組與各個(gè)工作電極連接，用于輪流檢測(cè)工作各個(gè)電極的信號(hào)電流； 數(shù)據(jù)處理電路用于對(duì)電流檢測(cè)電路檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。作為一種優(yōu)選方案，所述電路板上設(shè)置有探針組接口、芯片加熱模塊接口和對(duì)外接口，所述探針組接口與探針組連接，芯片加熱模塊接口與芯片加熱模塊連接，對(duì)外接口用于連接外部設(shè)備。作為一種優(yōu)選方案，還包括相互匹配連接形成半包圍結(jié)構(gòu)的底殼和上殼，電路板和裝載模塊均設(shè)置在半包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中電路板安裝在底殼內(nèi)，裝載模塊設(shè)置在電路板上部。作為一種優(yōu)選方案，其特征在于，所述裝載模塊上設(shè)置有芯片安裝位，電化學(xué)基因芯片以可拆卸方式安裝在芯片安裝位上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
(I)本發(fā)明采用電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行基因檢測(cè)，無(wú)需采用光學(xué)器件和復(fù)雜的運(yùn)行部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。(2)本發(fā)明采用電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)來(lái)掃描檢測(cè)電化學(xué)基因芯片上電流信號(hào)，通過(guò)分析采集到的電流信號(hào)就能得出待檢測(cè)基因序列的結(jié)果，電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)具有快速、靈敏、穩(wěn)定和檢測(cè)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。(3)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置芯片加熱模塊對(duì)電化學(xué)基因芯片進(jìn)行熱傳導(dǎo)，芯片加熱模塊可以快捷、任意地調(diào)節(jié)其自身的工作電壓和電流，從而可以調(diào)節(jié)電化學(xué)基因芯片在檢測(cè)過(guò)程中的溫度，為基因檢測(cè)提供各種實(shí)驗(yàn)溫度。
(4)本發(fā)明還利用探針組來(lái)輸入和輸出信號(hào)，可以在裝載模塊的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多通道、大規(guī)模的信號(hào)傳輸，而且能夠有效地避免通道間的信號(hào)干擾。


圖1為本發(fā)明中一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置具體實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中電化學(xué)基因芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中電化學(xué)基因芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中裝載模塊的壓緊組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明中裝載模塊的定位模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的部分剖視圖。圖8為本發(fā)明中芯片加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明中加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明中探針模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制； 為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺
寸；
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1
如圖1所示，一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置，包括裝載模塊1、芯片加熱模塊2、探針模塊3、電化學(xué)基因芯片4和電路板5，芯片加熱模塊2、探針模塊3和電化學(xué)基因芯片4設(shè)置在裝載模塊I上，探針模塊3上設(shè)置有探針組，芯片加熱模塊2與電化學(xué)基因芯片4緊密接觸，電路板5設(shè)置在裝載模塊I的外側(cè)，其通過(guò)探針組與電化學(xué)基因芯片4電連接，電路板5用于給電化學(xué)基因芯片4提供電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓并對(duì)電化學(xué)基因芯片4在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)電流進(jìn)行檢測(cè)。基于上述方案，本發(fā)明通過(guò)電路板5對(duì)電化學(xué)基因芯片4施加電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓并采集電化學(xué)基因芯片4在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)電流進(jìn)行分析處理，通過(guò)分析采集到的信號(hào)電流就能得出待檢測(cè)基因序列的結(jié)果，電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)具有快速、靈敏、穩(wěn)定和檢測(cè)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。而且本發(fā)明采用電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行基因檢測(cè)，無(wú)需采用光學(xué)器件和復(fù)雜的運(yùn)行部件，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。此外，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置芯片加熱模塊2對(duì)電化學(xué)基因芯片4進(jìn)行熱傳導(dǎo)，芯片加熱模塊2可以快捷、任意地調(diào)節(jié)其自身的工作電壓和電流，從而可以調(diào)節(jié)電化學(xué)基因芯片4在檢測(cè)過(guò)程中的溫度，為基因檢測(cè)提供各種實(shí)驗(yàn)溫度。本發(fā)明還利用探針組來(lái)輸入和輸出信號(hào)，可以在裝載模塊I的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多通道、大規(guī)模的信號(hào)傳輸，而且能夠有效地避免通道間的信號(hào)干擾。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，本實(shí)施例還包括相互匹配連接形成半包圍結(jié)構(gòu)的底殼6和上殼7，電路板5和裝載模塊I均設(shè)置在半包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中電路板5安裝在底殼6內(nèi)，裝載模塊I設(shè)置在電路板5上部。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，裝載模塊I上設(shè)置有芯片安裝位13，電化學(xué)基因芯片4以可拆卸方式安裝在芯片安裝位13上。電化學(xué)基因芯片4以可拆卸方式安裝在裝載模塊I中，可以方便的插入和拔出。由于電化學(xué)基因芯片4是基因檢測(cè)的耗材，在裝載模塊I中插入一個(gè)電化學(xué)基因芯片4完成測(cè)試后，可以將該電化學(xué)基因芯片4拆卸后插入新的電化學(xué)基因芯片4就可以進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)單方便，重復(fù)性好，無(wú)需清洗，維護(hù)簡(jiǎn)單方便。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本實(shí)施例的電化學(xué)基因芯片采用如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):
如圖2和3所示，電化學(xué)基因芯片上設(shè)有流體腔41、通道模塊42、與通道模塊42相貼
合的探針電路板43，通道模塊42上設(shè)有微流槽421，通道模塊42與探針電路板43貼合后通過(guò)微流槽421和探針電路板43表面相接觸形成微流管道44，流體腔42與微流管道44連接并形成循環(huán)回路，探針電路板43上沿著微流管道44設(shè)置有參考電極431、輔助電極432和固定有單分子層和DNA捕獲探針的工作電極433，參考電極431、輔助電極432和工作電極433分別通過(guò)探針組與電路板連接。在該實(shí)施方式中，工作電極433中固定有單分子層和特定序列的捕獲探針，流體腔41內(nèi)可以裝載雜交液，本發(fā)明利用捕獲探針與雜交液中的同源序列(病原體目標(biāo)DNA)、及以電化學(xué)活性物質(zhì)為標(biāo)記的信號(hào)探針的特異識(shí)別作用進(jìn)行基因檢測(cè)。信號(hào)探針和捕獲探針的序列被設(shè)計(jì)成與相應(yīng)的病原體DNA序列互補(bǔ)，信號(hào)探針上有電化學(xué)活性物質(zhì)二茂鐵分子作為標(biāo)記；雜交液從流體腔41中流出進(jìn)入到微流管道44，雜交液與工作電極433相接觸，信號(hào)探針，捕獲探針和病原體DNA之間形成復(fù)雜的特異性雜交后，信號(hào)探針上的二茂鐵分子貼近于工作電極433表面；當(dāng)有通過(guò)電路板向電化學(xué)基因芯片的工作電極433施加電壓時(shí)，二茂鐵分子會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致電流的產(chǎn)生，通過(guò)電路板對(duì)電流信號(hào)的分析就能夠檢測(cè)到待測(cè)的基因序列。由于電化學(xué)基因芯片內(nèi)部形成循環(huán)回路，雜交液從流體腔41內(nèi)流出經(jīng)微流管道后回收至流體腔41內(nèi)，回收簡(jiǎn)單方便，只需從檢測(cè)裝置中拆卸電化學(xué)基因芯片即可對(duì)雜交液進(jìn)行回收，無(wú)需對(duì)整個(gè)檢測(cè)裝置進(jìn)行清晰，維護(hù)簡(jiǎn)單方便。 優(yōu)選地，如圖2所示，參考電極431、輔助電極432和工作電極433沿著微流管道44以陣列式方式排列設(shè)置；
參考電極431包括一個(gè)，位于微流管道44的最前端，為電化學(xué)伏安掃描提供絕對(duì)的基準(zhǔn)參考電壓；
工作電極433可以根據(jù)需要設(shè)置不同數(shù)目，但受到探針電路板43的大小和微流管道44液體循環(huán)效果限制，設(shè)置數(shù)量可在2 — 128之間，每個(gè)工作電極433可以固定單分子層和一種特定的DNA捕獲探針，對(duì)特定的目標(biāo)DNA進(jìn)行檢測(cè)，因此，每個(gè)工作電極433都是獨(dú)立的，每個(gè)工作電極433可以通過(guò)探針電路板43上的線路和電路板相互連接；
輔助電極432包括兩個(gè)，位于所有工作電極433的兩端，且兩個(gè)輔助電極432相互連接，其相互連接可以通過(guò)探針電路板43上的線路實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)輔助電極432直接連通后可以通過(guò)探針電路板43上的線路再與電路板相互連通。兩個(gè)輔助電極432分別和各個(gè)工作電極433組成若干對(duì)電極對(duì)，電路板進(jìn)行電化學(xué)伏安掃描時(shí)對(duì)各個(gè)電極對(duì)輪流掃描檢測(cè)，并向輔助電極432和工作電極433之間施加伏安掃描激勵(lì)電壓，并同時(shí)檢測(cè)回路的電流信號(hào)。本發(fā)明中電化學(xué)基因芯片可以采用上述具體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，但其不限上述結(jié)構(gòu)，其以能夠與電路板、探針模塊相互配合完成基因檢測(cè)為準(zhǔn)。
在具體實(shí)施過(guò)程中，所述電路板可以采用如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):
電路板上設(shè)置有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電化學(xué)掃描激勵(lì)電路、工作電極陣列掃描和切換電路、電流檢測(cè)電路和數(shù)據(jù)處理電路；
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過(guò)探針組與參考電極連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集參考電極的絕對(duì)電壓作為電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓的參考電壓，以產(chǎn)生精準(zhǔn)的激勵(lì)電壓。電化學(xué)掃描激勵(lì)電路通過(guò)探針組與輔助電極和工作電極連接，工作電極陣列掃描和切換電路與電化學(xué)掃描激勵(lì)電路連接，一個(gè)輔助電極分別與若干個(gè)工作電極組成多個(gè)電極對(duì)，工作電極陣列掃描和切換電路控制伏安掃描激勵(lì)電路輪流對(duì)各個(gè)電極對(duì)進(jìn)行電化學(xué)掃描。電流檢測(cè)電路通過(guò)探針組與各個(gè)工作電極連接，數(shù)據(jù)處理電路與電流檢測(cè)電路連接，電流檢測(cè)電路輪流檢測(cè)工作各個(gè)電極的信號(hào)電流；數(shù)據(jù)處理電路用于對(duì)電流檢測(cè)電路檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。其中，數(shù)據(jù)處理電路可以采用ARM處理器、DSP處理器等實(shí)現(xiàn)。在具體實(shí)施過(guò)程中，如圖4所示，電路板5設(shè)置在底殼6上，電路板5上設(shè)置有探針組接口 51、芯片加熱模塊接口 52和對(duì)外接口 53，探針組接口 51與探針組連接，芯片加熱模塊接口 52與芯片加熱模塊連接，對(duì)外接口 53用于連接外部設(shè)備。同時(shí)，電路板5上還可以設(shè)置外接電源接口，該外接電源結(jié)構(gòu)可以供電路板5和芯片加熱模塊連接外部電源。實(shí)施例2
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，為了調(diào)節(jié)電化學(xué)基因芯片中雜交液的流速，如圖1所示，本實(shí)施例還包括微型隔膜氣泵8，為電化學(xué)基因芯片提供正負(fù)氣壓，其與外部電源連接，并與電化學(xué)基因芯片4連接，用于驅(qū)動(dòng)電化學(xué)基因芯片4中的流體移動(dòng)。在本實(shí)施例中的裝載模塊可以采用如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):
如圖1所示，裝載模塊I包括壓緊組件11和定位模塊12，壓緊組件11與定位模塊12相對(duì)應(yīng)匹配連接，共同構(gòu)成半包圍結(jié)構(gòu)，芯片安裝位13設(shè)置在定位模塊12上并位于半包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)，電化學(xué)基因芯片4安裝在芯片安裝位13內(nèi)，并通過(guò)壓緊組件11將電化學(xué)基因芯片4頂緊固定在定位模塊12上。進(jìn)一步地，如圖5所示，壓緊組件11包括依次連接的底座111、設(shè)置在底座111上的壓緊板手柄112、設(shè)置在底座111內(nèi)側(cè)的壓緊塊113和壓緊塊壓板114，壓緊塊壓板114與底座111連接，壓緊塊113用于固定電化學(xué)基因芯片和控制電化學(xué)基因芯片與微型隔膜氣泵的連接。其中，壓緊板手柄112跟壓緊塊113是聯(lián)動(dòng)的關(guān)系，如圖1所示，壓緊板手柄112在最右邊時(shí)，壓緊塊會(huì)在最下面，慢慢將壓緊板手柄112往中間搬動(dòng)，壓緊塊113上的彈簧將壓緊塊抬起，壓緊塊和插入的電化學(xué)基因芯片4是分離，扳動(dòng)壓緊板手柄112到中間，壓緊塊伸出來(lái)，跟電化學(xué)基因芯片4貼合，壓緊塊上的氣管接頭與電化學(xué)基因芯片4接通，同時(shí)電化學(xué)基因芯片4在壓緊塊的作用下，往探針模塊3靠近并貼合，電化學(xué)基因芯片4與探針組接通。再扳動(dòng)壓緊板手柄112回右邊，電化學(xué)基因芯片4和壓緊塊、探針組分離，即可抽出電化學(xué)基因芯片4。更進(jìn)一步地，如圖5所示，該壓緊塊113上設(shè)置有氣管1131和密封墊1132，密封墊1132在安裝電化學(xué)基因芯片后，用于壓緊電化學(xué)基因芯片，同時(shí)在密封墊1132上設(shè)置有氣管接頭1133，微型隔膜氣泵與氣管1131連接 ，氣管1131經(jīng)過(guò)密封墊1132與氣管接頭1133連接，氣管接頭1133再與電化學(xué)基因芯片連接。更進(jìn)一步地，如圖5所示，壓緊塊壓板114上開有通孔，密封墊1132從壓緊塊壓板114上的通孔通過(guò)并與電化學(xué)基因芯片連接。進(jìn)一步地，如圖5所示，壓緊塊壓板114上設(shè)置有壓緊板手柄復(fù)位彈簧1141，壓緊板手柄112上設(shè)置有凸桿，凸桿與壓緊板手柄復(fù)位彈簧1141組連接。構(gòu)成壓緊板手柄112的復(fù)位結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，如圖6所示，定位模塊12包括:定位底座121、定位板122、卡珠123，芯片安裝位13設(shè)置在定位模塊12上且前端設(shè)置有開口，用于電化學(xué)基因芯片插入，芯片安裝位13設(shè)置在定位底座121內(nèi)側(cè)，定位板122設(shè)置在芯片安裝位13側(cè)邊或者后端，卡珠123均勻設(shè)置在定位底座121兩側(cè)用于對(duì)插入的電化學(xué)基因芯片進(jìn)行限位。卡珠123和定位板122都是對(duì)插入的電化學(xué)基因芯片進(jìn)行限位，電化學(xué)基因芯片插入碰到定位板122后，電化學(xué)基因芯片不能再繼續(xù)往內(nèi)插，防止插入過(guò)度。到位后卡珠123會(huì)卡住電化學(xué)基因芯片，防止電化學(xué)基因芯片跑出來(lái)。更進(jìn)一步地，定位模塊12上還設(shè)置有抬起塊124，利用彈簧抬起，抬起塊124設(shè)置在芯片安裝位13的側(cè)邊，并靠近芯片安裝位13開口處，抬起塊124為一凸起結(jié)構(gòu)，用于當(dāng)電化學(xué)基因芯片插入芯片安裝位13時(shí)使到電化學(xué)基因芯片與探針模塊分離，當(dāng)扳動(dòng)壓緊板手柄時(shí)在壓緊塊的作用下電化學(xué)基因芯片和抬起塊124同時(shí)下降從而使到電化學(xué)基因芯片與探針模塊連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制電化學(xué)基因芯片與探針模塊的斷開和連接。抬起塊124的作用主要是防止插入電化學(xué)基因芯片碰到探針組，碰到探針組會(huì)將探針組碰彎，電化學(xué)基因芯片也有可能插不進(jìn)·去，加了抬起塊124后,插入電化學(xué)基因芯片時(shí)，電化學(xué)基因芯片會(huì)被抬起一定高度，不會(huì)碰到探針組，起到保護(hù)探針組的作用。抬起塊124由彈簧支撐,搬動(dòng)壓緊板手柄時(shí)壓緊塊壓·緊電化學(xué)基因芯片時(shí)，抬起塊124同時(shí)被壓下去，電化學(xué)基因芯片才會(huì)跟探針組連接在一起。進(jìn)一步地，如圖7所示，定位模塊12上設(shè)置有探針模塊安裝位，探針模塊安裝位為通孔結(jié)構(gòu)，探針模塊安裝位上設(shè)置有用于固定探針模塊的卡扣126，卡扣126是定位底座上的一個(gè)小結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，定位模塊上設(shè)置有芯片加熱模塊安裝位，芯片加熱模塊安裝位上設(shè)置有隔離彈簧。該隔離彈簧用于抬起芯片加熱模塊，使到芯片加熱模塊與定位底座分離。如圖8-9所示，進(jìn)一步地，芯片加熱模塊包括相互連接的加熱器底座21和加熱器22，加熱器底座21和加熱器22之間通過(guò)連接件23連接。更進(jìn)一步地，加熱器22包括基板221，在基板221上分別設(shè)置有發(fā)熱芯片222、電阻223、電源接口 224、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲225。其中，基板221作為導(dǎo)熱材料，用于將發(fā)熱芯片222的熱量傳到電化學(xué)基因芯片上。在基板221上設(shè)計(jì)加熱功率器件、溫度傳感器和控制電路，實(shí)現(xiàn)功率器件對(duì)基板221直接加熱，并通過(guò)溫度傳感器和控制電路實(shí)現(xiàn)溫度反饋和控溫。芯片加熱模塊和電化學(xué)基因芯片緊密接觸，并對(duì)電化學(xué)基因芯片進(jìn)行精確加熱，為電化學(xué)基因芯片雜交和電化學(xué)伏安掃描提供必需的溫度。在本實(shí)施例中，探針模塊可以采用如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):
如圖10所示，探針模塊3包括:探針固定座31、設(shè)置在探針固定座31上的探針組32和信號(hào)傳輸接口，探針組32上至少包括一個(gè)探針。
相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；
附圖中描述位置關(guān)系的用于僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi) 。
權(quán)利要求
1.一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置，包括裝載模塊、芯片加熱模塊和探針模塊，芯片加熱模塊和探針模塊設(shè)置在裝載模塊上，探針模塊上設(shè)置有探針組，其特征在于，還包括安裝在裝載模塊上的電化學(xué)基因芯片和電化學(xué)基因芯片和用于給電化學(xué)基因芯片提供電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓并對(duì)電化學(xué)基因芯片在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)電流進(jìn)行檢測(cè)的電路板，芯片加熱模塊與電化學(xué)基因芯片緊密接觸；電路板設(shè)置在裝載模塊的外側(cè)，其通過(guò)探針組與電化學(xué)基因芯片電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電化學(xué)基因芯片上設(shè)有流體腔、通道模塊、與通道模塊相貼合的探針電路板，通道模塊上設(shè)有微流槽，通道模塊與探針電路板貼合后通過(guò)微流槽和探針電路板表面相接觸形成微流管道，流體腔與微流管道連接并形成循環(huán)回路，探針電路板上沿著微流管道設(shè)置有參考電極、輔助電極和固定有單分子層和DNA捕獲探針的工作電極，參考電極、輔助電極和工作電極分別通過(guò)探針組與電路板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，參考電極、輔助電極和工作電極陣列式排列,其中參考電極包括一個(gè),參考電極位于微流管道的最前端，工作電極包括若干個(gè)，輔助電極包括相互連接的兩個(gè)，兩個(gè)輔助電極設(shè)置在所有工作電極的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電路板上設(shè)置有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過(guò)探針組與參考電極連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采集參考電極的絕對(duì)電壓作為電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓的參考電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電路板上設(shè)置有電化學(xué)掃描激勵(lì)電路和與電化學(xué)掃描激勵(lì)電路連接的工作電極陣列掃描和切換電路，所述電化學(xué)掃描激勵(lì)電路通過(guò)探針組與輔助電極和工作電極連接，一個(gè)輔助電極分別與若干個(gè)工作電極組成多個(gè)電極對(duì)，工作電極陣列掃描和切換電路控制伏安掃描激勵(lì)電路輪流對(duì)各個(gè)電極對(duì)進(jìn)行電化學(xué)掃描。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基 于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電路板上設(shè)置有電流檢測(cè)電路和與電流檢測(cè)電路連接的數(shù)據(jù)處理電路；電流檢測(cè)電路通過(guò)探針組與各個(gè)工作電極連接，用于輪流檢測(cè)工作各個(gè)電極的信號(hào)電流；數(shù)據(jù)處理電路用于對(duì)電流檢測(cè)電路檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電路板上設(shè)置有探針組接口、芯片加熱模塊接口和對(duì)外接口，所述探針組接口與探針組連接，芯片加熱模塊接口與芯片加熱模塊連接，對(duì)外接口用于連接外部設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括相互匹配連接形成半包圍結(jié)構(gòu)的底殼和上殼，電路板和裝載模塊均設(shè)置在半包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中電路板安裝在底殼內(nèi)，裝載模塊設(shè)置在電路板上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的基于基因芯片的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝載模塊上設(shè)置有芯片安裝位，電化學(xué)基因芯片以可拆卸方式安裝在芯片安裝位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及基因檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于基因芯片的檢測(cè)裝置。其包括裝載模塊、芯片加熱模塊和探針模塊，芯片加熱模塊和探針模塊設(shè)置在裝載模塊上，探針模塊上設(shè)置有探針組，還包括安裝在裝載模塊上的電化學(xué)基因芯片和電化學(xué)基因芯片和用于給電化學(xué)基因芯片提供電化學(xué)掃描激勵(lì)電壓并對(duì)電化學(xué)基因芯片在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)電流進(jìn)行檢測(cè)的電路板，芯片加熱模塊與電化學(xué)基因芯片緊密接觸；電路板設(shè)置在裝載模塊的外側(cè)，其通過(guò)探針組與電化學(xué)基因芯片電連接。本發(fā)明采用電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行基因檢測(cè)，無(wú)需采用光學(xué)器件和復(fù)雜的運(yùn)行部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。
文檔編號(hào)C12M1/34GK103224878SQ20131016655
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者洪俊安, 周詩(shī)寒, 謝劍鋒 申請(qǐng)人:中山大學(xué)達(dá)安基因股份有限公司