一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析裝置，包括控制主機(jī)、與控制主機(jī)電連接的顯示器和全自動(dòng)蛋白芯片工作站。其中所述全自動(dòng)蛋白芯片工作站的臺(tái)面上設(shè)有樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)，工作站臺(tái)面的上方設(shè)有自由機(jī)械手臂和加液系統(tǒng)。所述樣本處理系統(tǒng)包括吸頭載架、樣品載架、試劑載架和條形碼掃描儀。本實(shí)用新型所述蛋白芯片分析裝置可以實(shí)現(xiàn)將多個(gè)樣本及標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控品同時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前批次的標(biāo)準(zhǔn)品及質(zhì)控品計(jì)算當(dāng)前批次的樣本濃度，使得檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，更穩(wěn)定；同時(shí)，多個(gè)樣本共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品或質(zhì)控品可以達(dá)到節(jié)約試劑的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及蛋白芯片檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開(kāi)了一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]蛋白、抗體芯片是一種通過(guò)在固相基質(zhì)(硅片、玻璃、硝酸纖維素膜)表面高密度的固定蛋白或抗體，具有高通量檢測(cè)生物樣本中的抗原或抗體等多個(gè)指標(biāo)的作用。與傳統(tǒng)的單指標(biāo)檢測(cè)的ELISA方法相比，蛋白芯片具有檢測(cè)通量大、樣本需求小、檢測(cè)效率高(在一個(gè)小孔內(nèi)可以同時(shí)檢測(cè)上百個(gè)指標(biāo))等優(yōu)點(diǎn)，因此尤其適合于臨床上對(duì)多個(gè)指標(biāo)的同時(shí)檢測(cè)項(xiàng)目，比如，多個(gè)腫瘤標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)。然而，由于蛋白芯片實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程繁雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件敏感，不同批次間的實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)條件的細(xì)微的差別，即可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同，而批次內(nèi)實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)條件幾乎完全一致，因此具有較好的穩(wěn)定性。
[0003]為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性和避免操作人員與潛在的帶傳染性病毒的樣本的接觸，已經(jīng)有人提出了蛋白芯片全自動(dòng)化的分析工藝及設(shè)備。然而，目前的蛋白芯片全自動(dòng)化分析工藝及設(shè)備都是基于標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)定時(shí)校準(zhǔn)、單個(gè)樣本單獨(dú)處理模式。該模式具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如定時(shí)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，可以節(jié)約試劑；單個(gè)樣本單獨(dú)處理模式可以做到樣本隨時(shí)到、隨時(shí)分析。但是，由于標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控品和樣本不是同時(shí)平行檢測(cè)，因此，用上一個(gè)批次的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算下一個(gè)批次的樣本，檢測(cè)結(jié)果有著較大的偏差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中蛋白芯片全自動(dòng)化分析設(shè)備存在較大偏差的缺陷，并結(jié)合臨床上樣本成批處理的特點(diǎn)，提供一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析裝置。該分析裝置能將多個(gè)樣本及標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控品放在一起同時(shí)檢測(cè)，從而用當(dāng)前批次的標(biāo)準(zhǔn)品及質(zhì)控品計(jì)算當(dāng)前批次的樣本濃度，使得檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確；同時(shí)，多個(gè)樣本共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品和質(zhì)控品可以達(dá)到節(jié)約試劑的效果。
[0005]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種蛋白芯片全自動(dòng)化高通量分析方法。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種蛋白芯片分析裝置，包括控制主機(jī)，與控制主機(jī)電連接的顯示器，全自動(dòng)蛋白芯片工作站，所述全自動(dòng)蛋白芯片工作站的臺(tái)面上設(shè)有:樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)，操作儀臺(tái)面的上方設(shè)有自由機(jī)械手臂和加液系統(tǒng)；所述的樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、自由機(jī)械手臂與控制主機(jī)電連接；
[0008]所述樣本處理系統(tǒng)包括供放置吸頭托盤(pán)的吸頭載架、供放置樣本管的樣品載架、供放置酶聯(lián)反應(yīng)所需試劑的試劑載架和條形碼掃描儀；
[0009]吸頭載架、樣品載架和試劑載架在工作站的臺(tái)面上排列成一條線(xiàn)，吸頭載架、樣品載架和試劑載架的排列線(xiàn)的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，條形碼掃描儀在導(dǎo)軌上滑動(dòng)對(duì)樣品和試劑進(jìn)行掃描來(lái)錄取樣品和試劑的信息；
[0010]所述自由機(jī)械手臂包括機(jī)械手支撐架、抓取電機(jī)和左右機(jī)械手指，機(jī)械手支撐架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置沿上方導(dǎo)軌滑行，驅(qū)動(dòng)裝置包括帶輪及彈性金屬帶，使帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)機(jī)械手支撐架，機(jī)械手支撐架通過(guò)抓取電機(jī)連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)輸出軸的絲杠旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)左右機(jī)械手指，所述左右機(jī)械手指為板狀，內(nèi)置軟質(zhì)硅膠來(lái)抓牢芯片框架，左右機(jī)械手指通過(guò)支撐架內(nèi)絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)調(diào)整距離。
[0011]作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述吸頭載架、樣品載架、試劑載架在工作站的臺(tái)面上從左到右依次排列成線(xiàn)，所述條形碼掃描儀沿著導(dǎo)軌依次掃描樣品和試劑。更優(yōu)選地，所述吸頭載架上放置4個(gè)吸頭托盤(pán)，每個(gè)吸頭托盤(pán)可放置96個(gè)吸頭；所述樣本載架總共設(shè)計(jì)10個(gè)；所述試劑載架總共設(shè)置2個(gè)。
[0012]作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述試劑處理系統(tǒng)包括孵育臺(tái)、恒溫控制裝置和振蕩裝置；孵育臺(tái)位于最后一個(gè)試劑載架的右外側(cè)；孵育臺(tái)上設(shè)有多個(gè)芯片框架；恒溫裝置位于孵育臺(tái)的下方，振動(dòng)裝置位于恒溫控制裝置的下方。
[0013]作為更優(yōu)選方案，所述孵育臺(tái)上設(shè)有4個(gè)芯片框架，4個(gè)芯片框架將四個(gè)獨(dú)立的芯片構(gòu)成一個(gè)芯片組，一個(gè)芯片組可同時(shí)處理I至64個(gè)樣本。最優(yōu)選地，所述芯片框架為12.7cmX8.5cmXl.2cm的硬質(zhì)塑料框架，芯片框架內(nèi)側(cè)具有四對(duì)凸槽，用于支持和固定4塊蛋白芯片。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述加液系統(tǒng)為I個(gè)或2個(gè)自動(dòng)加樣槍組合。更優(yōu)選地，所述自動(dòng)加樣槍包括支撐架與加樣頭，支撐架通過(guò)軸承連接電機(jī)與絲杠，絲杠作為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)加樣頭，所述加樣頭內(nèi)部活塞桿與驅(qū)動(dòng)部件連接。
[0015]優(yōu)選地，所述洗板系統(tǒng)包括用來(lái)洗板的洗板槽、盛放洗液的洗液桶、吸取洗液和廢液的洗板頭和提供洗板動(dòng)力的洗板機(jī)。洗板頭位于試劑載架的右內(nèi)測(cè)，洗板槽和洗板機(jī)在洗板頭右側(cè)依次排列；所述洗液桶位于孵育臺(tái)右側(cè)。自由機(jī)械手臂將芯片放于洗板機(jī)固定框架內(nèi)，洗板頭從洗板桶吸取洗滌液對(duì)芯片反復(fù)沖洗，所吸取的廢液通過(guò)洗板頭泵入洗液桶內(nèi)的廢液罐。洗板頭可按電腦指示對(duì)芯片內(nèi)的不同位置進(jìn)行微調(diào)，以最大限度吸光廢液。
[0016]所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置和采集槽。采集槽設(shè)置在蛋白芯片自動(dòng)化操作儀的臺(tái)面上，采集槽可將芯片移動(dòng)到激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置正下方；當(dāng)自由機(jī)械手臂將芯片移動(dòng)到采集槽并移動(dòng)到成像裝置正下方，激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置開(kāi)始采集芯片的信息并轉(zhuǎn)換成像。所述激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置包括光電倍增管及發(fā)射光組件，發(fā)射光組件包括濾過(guò)700至800波長(zhǎng)的濾光鏡。信號(hào)采集系統(tǒng)可采用熒光激發(fā)光或化學(xué)發(fā)光檢測(cè)光路信號(hào)，焚光可米用532nm的濾光鏡，化學(xué)發(fā)光可米425nm的濾光鏡。
[0017]所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)字轉(zhuǎn)換器，光強(qiáng)度檢測(cè)器。其中光強(qiáng)度檢測(cè)器連接到計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度和背景的歸一化處理。所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括實(shí)用新型人開(kāi)發(fā)的編輯的Excel數(shù)據(jù)處理軟件H16Gastric Software自動(dòng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)分析與排除，大大改良了傳統(tǒng)生物芯片需要手動(dòng)刪除異常背景信號(hào)的缺點(diǎn)。
[0018]一種利用如上所述蛋白芯片分析裝置分析蛋白芯片的方法，包括如下步驟:
[0019]S1.將芯片、試劑、樣本分別放入蛋白芯片分析裝置的相應(yīng)位置，條形碼掃描儀對(duì)試劑及樣本上的條形碼進(jìn)行掃描，通過(guò)不同的條形碼格式統(tǒng)計(jì)不同試劑和樣本，并自動(dòng)加載試劑及樣本的信息，自動(dòng)化生成檢測(cè)方案及報(bào)告模式；
[0020]S2.檢測(cè)方案生成之后，控制主機(jī)驅(qū)動(dòng)加液系統(tǒng)，加液系統(tǒng)首先將所需稀釋液加到制定試管，并自動(dòng)將一定量的樣品或標(biāo)準(zhǔn)品或質(zhì)控品加入到相應(yīng)試管中，同時(shí)吹打混勻進(jìn)行稀釋?zhuān)詈髮⑾♂尯蟮囊后w自動(dòng)加到相應(yīng)芯片內(nèi)進(jìn)行第一步酶聯(lián)免疫反應(yīng)；
[0021]S3.第一步酶聯(lián)免疫反應(yīng)結(jié)束后，自動(dòng)機(jī)械手臂將芯片轉(zhuǎn)移到洗板系統(tǒng)中進(jìn)行洗板，完成洗板后將芯片轉(zhuǎn)移到孵育臺(tái)上，加液系統(tǒng)加入相應(yīng)的標(biāo)記檢測(cè)抗體，進(jìn)行第二次酶聯(lián)免疫反應(yīng)，第二次酶聯(lián)免疫反應(yīng)結(jié)束后，自動(dòng)機(jī)械手臂將芯片再次轉(zhuǎn)移到洗板系統(tǒng)中進(jìn)行洗板，完成洗板后再將芯片轉(zhuǎn)移到孵育臺(tái)上，加入顯色劑經(jīng)孵育后，芯片移動(dòng)到洗板系統(tǒng)進(jìn)行洗板，完成洗板后，結(jié)束酶聯(lián)免疫反應(yīng)；
[0022]S4.酶聯(lián)免疫反應(yīng)結(jié)束后，自由機(jī)械手臂將芯片轉(zhuǎn)移到信號(hào)采集系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)的采集并成像，圖像分析軟件自動(dòng)對(duì)圖像進(jìn)行分析，提取信號(hào)點(diǎn)的強(qiáng)度并自動(dòng)扣除背景信號(hào)的強(qiáng)度，數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)提取的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，自動(dòng)剔除異常信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化，曲線(xiàn)擬合軟件自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的擬合，并計(jì)算檢測(cè)樣本中各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)的具體濃度，報(bào)告生成系統(tǒng)綜合錄入的樣本、芯片的信息以及檢測(cè)結(jié)果，出具檢測(cè)報(bào)告。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0024]1.本實(shí)用新型通過(guò)特定結(jié)構(gòu)組成的樣本處理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將多個(gè)樣本及標(biāo)準(zhǔn)品、質(zhì)控品放在一起同時(shí)檢測(cè)，從而用當(dāng)前批次的標(biāo)準(zhǔn)品及質(zhì)控品計(jì)算當(dāng)前批次的樣本濃度，使得檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確；同時(shí)，多個(gè)樣本共用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品和質(zhì)控品可以達(dá)到節(jié)約試劑的效果O
[0025]2.本實(shí)用新型所述蛋白芯片分析裝置，通過(guò)科學(xué)分配并設(shè)置樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)采用一套工藝，對(duì)蛋白芯片檢測(cè)的全自動(dòng)化操作，包括從樣本稀釋?zhuān)綀?bào)告生成全部由儀器操作。
[0026]3.本實(shí)用新型所述蛋白芯片分析裝置的信息系統(tǒng)與臨床UMS系統(tǒng)對(duì)接，可以直接從臨床UMS系統(tǒng)中加載檢測(cè)樣本的信息，同時(shí)亦可以通過(guò)UMS系統(tǒng)查看檢測(cè)結(jié)果。
[0027]4.本實(shí)用新型所述蛋白芯片分析裝置對(duì)于熒光檢測(cè)系統(tǒng)和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)系統(tǒng)同時(shí)適用，對(duì)蛋白芯片的定量檢測(cè)分析或定性檢測(cè)分析同時(shí)適用；對(duì)于膜芯片或玻片芯片同時(shí)適用。
[0028]5.本實(shí)用新型所述蛋白芯片分析裝置在結(jié)果分析系統(tǒng)中增加大量的差錯(cuò)糾錯(cuò)功能，增加了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。所述洗板機(jī)的探頭通過(guò)電腦調(diào)整位置，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)洗板。
[0029]6.本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置機(jī)械手指為板狀，內(nèi)置軟質(zhì)硅膠可抓牢芯片框架，左右機(jī)械手指可通過(guò)支撐架內(nèi)絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)調(diào)整距離，提高抓取裝置的穩(wěn)定性，避免中途蛋白芯片框架掉落的風(fēng)險(xiǎn)。
[0030]說(shuō)明書(shū)附圖
[0031]圖1.蛋白芯片分析裝置的臺(tái)面布局圖。
[0032]圖2.蛋白芯片分析裝置的整機(jī)視圖。
[0033]圖示說(shuō)明:1.吸頭載架；2.吸頭托盤(pán)；3.條形碼掃描儀；4.到位檢測(cè)裝置；5.樣本載架；6.試劑載架；7.芯片；8.芯片框架；9.孵育臺(tái)；10.脫針位；11.洗液桶；12.洗液桶載架；13.洗板機(jī)；14.洗板槽；15.洗板頭；16.采集槽；17.自動(dòng)加樣槍?zhuān)?8.機(jī)械手術(shù)臂；19激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置。
[0034]圖3.蛋白芯片分析裝置的軟件控制流程圖。
[0035]圖4.蛋白芯片分析裝置的工作原理流程圖。
[0036]圖 5.human Thl/Th2Quantibody Array 蛋白芯片的掃描圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)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。附圖中描述位置關(guān)系僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制。
[0038]實(shí)施例1
[0039]如圖1?2所示，本實(shí)用新型提供了一種蛋白芯片分析裝置，包括控制主機(jī)、與控制主機(jī)電連接的顯示器以及全自動(dòng)蛋白芯片工作站。所述全自動(dòng)蛋白芯片工作站的臺(tái)面上設(shè)有:樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)；全自動(dòng)蛋白芯片工作站臺(tái)面的上方設(shè)有自由機(jī)械手臂和加液系統(tǒng)，所述的樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、自由機(jī)械手臂和加液系統(tǒng)與控制主機(jī)電連接。
[0040]其中，所述的樣本處理系統(tǒng)包括供放置吸頭托盤(pán)2的吸頭載架1、供放置樣本的樣品載架5、供放置酶聯(lián)反應(yīng)所需試劑的試劑載架6和條形碼掃描儀3。吸頭載架1、樣品載架5和試劑載架6在操作儀的臺(tái)面上排列成一條線(xiàn)，吸頭載架1、樣品載架5和試劑載架6的排列線(xiàn)的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，條形碼掃描儀3在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，對(duì)樣品和試劑進(jìn)行掃描，讀取樣本和試劑上的條形碼，并將該樣本和試劑的信息自動(dòng)載入到分析系統(tǒng)內(nèi)，用于結(jié)果分析以及報(bào)告生成，另外，條形碼掃描儀3前方還設(shè)有到位檢測(cè)裝置4，到位檢測(cè)裝置4能讓條形碼掃描儀3準(zhǔn)確找到對(duì)應(yīng)的樣本或試劑條形碼位置；
[0041]優(yōu)選地，所述吸頭載架1、樣品載架5、試劑載架6在工作站的臺(tái)面上從左到右依次排列成線(xiàn)，所述條形碼掃描儀3沿著導(dǎo)軌依次掃描樣品和試劑。更優(yōu)選地，所述吸頭載架I上放置4個(gè)吸頭托盤(pán)2，每個(gè)吸頭托盤(pán)2可放置96個(gè)吸頭；所述樣本載架5總共設(shè)計(jì)10個(gè)；所述試劑載架6總共設(shè)置2個(gè)。
[0042]所述自由機(jī)械手臂18設(shè)置在全自動(dòng)蛋白芯片工作站臺(tái)面的上方，在控制主機(jī)的控制下，機(jī)械手術(shù)臂18可以在全自動(dòng)蛋白芯片工作站臺(tái)面的上方多自由度移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將芯片在樣本處理系統(tǒng)移動(dòng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)之間來(lái)回移動(dòng)。
[0043]所述自由機(jī)械手臂18包括機(jī)械手支撐架、抓取電機(jī)和左右機(jī)械手指，機(jī)械手支撐架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置沿上方導(dǎo)軌滑行，驅(qū)動(dòng)裝置包括帶輪及彈性金屬帶，使帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)機(jī)械手支撐架，機(jī)械手支撐架通過(guò)抓取電機(jī)連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)輸出軸的絲杠旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)左右機(jī)械手指，所述左右機(jī)械手指為板狀，內(nèi)置軟質(zhì)硅膠來(lái)抓牢芯片框架，左右機(jī)械手指通過(guò)支撐架內(nèi)絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)調(diào)整距離。
[0044]所述的加液系統(tǒng)，為一組自動(dòng)加樣槍17，可以是I個(gè)或2個(gè)自動(dòng)加樣槍17組合。自動(dòng)加樣槍17在控制主機(jī)的控制下，可以將放置在試劑載架6上的定量的試劑添加到樣本內(nèi)對(duì)樣本進(jìn)行稀釋、或?qū)?biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行梯度稀釋、或?qū)颖竞驮噭┨砑拥叫酒?上進(jìn)行酶聯(lián)免疫反應(yīng)。所述自動(dòng)加樣槍17包括支撐架與加樣頭，支撐架通過(guò)軸承連接電機(jī)與絲杠，絲杠作為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)加樣頭，所述加樣頭內(nèi)部活塞桿與驅(qū)動(dòng)部件連接。
[0045]另外，所述全自動(dòng)蛋白芯片工作站的臺(tái)面上還設(shè)有脫針位10，脫針位10是自動(dòng)加樣槍17打掉吸頭的位置。
[0046]所述的試劑處理系統(tǒng)由孵育臺(tái)9、恒溫控制裝置和振蕩裝置組成。孵育臺(tái)9位于試劑載架6的右外側(cè)，孵育臺(tái)9上設(shè)有芯片框架8，優(yōu)選為4個(gè)芯片框架，4個(gè)芯片框架將四個(gè)獨(dú)立的芯片構(gòu)成一個(gè)芯片組，一個(gè)芯片組可同時(shí)處理I至64個(gè)樣本。更優(yōu)選地，所述的芯片框架8為12.7cmX8.5cmXl.2cm的硬質(zhì)塑料框架，內(nèi)側(cè)具有四對(duì)凸槽，用于支持和固定4塊以標(biāo)準(zhǔn)玻片或膜芯片為基質(zhì)的蛋白芯片；恒溫裝置為一塊導(dǎo)熱金屬板，位于孵育臺(tái)的下方，酶免反應(yīng)過(guò)程中，恒溫裝置可以對(duì)孵育臺(tái)9進(jìn)行加熱，并通過(guò)孵育臺(tái)9將溫度均勻的傳遞到其上的芯片，從而將芯片的溫度恒定在一個(gè)設(shè)定溫度。振動(dòng)裝置位于恒溫控制裝置的下方，可以帶動(dòng)恒溫控制裝置及其上的芯片振動(dòng)，振動(dòng)強(qiáng)度由控制主機(jī)控制。
[0047]洗板系統(tǒng)包括用來(lái)洗板的洗板槽14、盛放洗液的洗液桶11、吸取洗液和費(fèi)液的洗板頭15、提供洗板動(dòng)力的洗板機(jī)13。洗液桶11位于洗液桶載架12上，洗板頭15位于試劑載架6的右內(nèi)測(cè)，洗板槽14和洗板機(jī)13在洗板頭15右側(cè)依次排列；所述洗液桶11位于孵育臺(tái)9右側(cè)。在氣壓的作用下，洗板頭15將洗液桶11內(nèi)的洗液注入到芯片內(nèi)，洗板機(jī)13提供動(dòng)力使洗板槽14內(nèi)的芯片完成洗板，洗板結(jié)束后，洗板頭15將廢液吸干，如此重復(fù)操作，以達(dá)到洗板的效果。
[0048]所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置19和采集槽16。采集槽16設(shè)置在蛋白芯片自動(dòng)化操作儀的臺(tái)面上，優(yōu)選地，采集槽16位于洗板機(jī)13的右側(cè)；而激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置19設(shè)置在采集槽16的正上方；當(dāng)自由機(jī)械手臂17將芯片固定到采集槽16并移動(dòng)到成像裝置19正下方，采集槽16上方的激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置開(kāi)始采集芯片的信息并轉(zhuǎn)換成像并加以記錄。其中，所述激光或化學(xué)發(fā)光成像裝置19，包括光電倍增管及發(fā)射光組件，發(fā)射光組件包括濾過(guò)700至800波長(zhǎng)的濾光鏡。信號(hào)采集系統(tǒng)可采用熒光激發(fā)光或化學(xué)發(fā)光檢測(cè)光路信號(hào)，焚光可米用532nm的濾光鏡，化學(xué)發(fā)光可米425nm的濾光鏡。
[0049]圖像分析軟件自動(dòng)對(duì)圖像進(jìn)行分析，提取信號(hào)點(diǎn)的強(qiáng)度并自動(dòng)扣除背景信號(hào)的強(qiáng)度；數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)提取的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，自動(dòng)剔除異常信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化。曲線(xiàn)擬合軟件自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的擬合，并計(jì)算檢測(cè)樣本中各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)的具體濃度。報(bào)告生成系統(tǒng)綜合錄入的樣本/芯片的信息以及檢測(cè)結(jié)果，出具檢測(cè)報(bào)告。數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)采集的芯片信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)化分析時(shí)，首先，分析質(zhì)控品信號(hào):不符合要求，終止分析宣告試驗(yàn)失??；符合要求，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合，并計(jì)算檢測(cè)樣品中各個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)值，并將檢測(cè)值加載到檢測(cè)報(bào)告中；最后出具如上檢測(cè)報(bào)告。整個(gè)過(guò)程，儀器全自動(dòng)化進(jìn)行。
[0050]所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)字轉(zhuǎn)換器，光強(qiáng)度檢測(cè)器。其中光強(qiáng)度檢測(cè)器連接到計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度和背景的歸一化處理。所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括實(shí)用新型人開(kāi)發(fā)的編輯的Excel數(shù)據(jù)處理軟件H16Gastric Software自動(dòng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)分析與排除，大大改良了傳統(tǒng)生物芯片需要手動(dòng)刪除異常背景信號(hào)的缺點(diǎn)。
[0051 ] 本實(shí)施例的軟件控制流程如圖3所示:
[0052]包括(I)開(kāi)始步驟；
[0053](2)樣本、芯片、試劑信息批量化自動(dòng)導(dǎo)入過(guò)程；
[0054](3)檢測(cè)方案的自動(dòng)化生成；
[0055](4)樣品、質(zhì)控品、標(biāo)準(zhǔn)品批量化、自動(dòng)化反應(yīng)控制；
[0056](5)樣品、質(zhì)控品、標(biāo)準(zhǔn)品批量化、自動(dòng)化信號(hào)采集及轉(zhuǎn)換；
[0057](6)質(zhì)控品分析，判斷質(zhì)控結(jié)果；
[0058](7)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合；
[0059](8)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算、判讀及報(bào)告生成。
[0060]本實(shí)施例所述的蛋白芯片分析儀的工作原理如圖4所示，通過(guò)電氣控制系統(tǒng)和控制軟件完成對(duì)本實(shí)施例各個(gè)功能系統(tǒng)之間動(dòng)作的控制。
[0061]實(shí)施例2
[0062]以下是運(yùn)用實(shí)施例1所述蛋白芯片自動(dòng)化分析裝置對(duì)瑞博奧的humanThl/Th2定量芯片進(jìn)行操作的【具體實(shí)施方式】。首先，將試劑盒中對(duì)應(yīng)的試劑組份添加到分析裝置中對(duì)應(yīng)的試劑載架6上，條形碼掃描儀3自動(dòng)對(duì)試劑的條形碼進(jìn)行掃描。將Human Thl/Th2Quantibody Array蛋白芯片放置在試劑處理系統(tǒng)中的孵育臺(tái)9上，將血清樣本放置在分析裝置的樣本載架5上，條形碼掃描儀3自動(dòng)對(duì)樣本的條形碼進(jìn)行掃描。點(diǎn)擊操作界面上開(kāi)始實(shí)驗(yàn)按鈕。即開(kāi)始監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)操作。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)。試驗(yàn)結(jié)果以檢測(cè)報(bào)告單的形式出具。
[0063]實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，控制主機(jī)從數(shù)據(jù)可中自動(dòng)加載相應(yīng)芯片的信息，以及操作方案，以供實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告生成使用，同時(shí)，條形碼掃描儀3自動(dòng)掃描血清樣本上的條形碼，并將樣本的信息從臨床LIMS系統(tǒng)中自動(dòng)加載，以供報(bào)告生成使用。試驗(yàn)報(bào)告生成之后，自動(dòng)加液系統(tǒng)可以將定量的稀釋液添加到樣品或標(biāo)準(zhǔn)品或質(zhì)控品中，并吹打混勻進(jìn)行稀釋?zhuān)笤賹⒁后w加到芯片內(nèi)進(jìn)行第一步酶免反應(yīng)。酶免反應(yīng)在試劑處理系統(tǒng)上進(jìn)行。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的孵育，機(jī)械手術(shù)臂17將芯片轉(zhuǎn)移到洗板系統(tǒng)上進(jìn)行洗板，過(guò)后又將芯片轉(zhuǎn)移到試劑處理系統(tǒng)上。加液系統(tǒng)加入相應(yīng)的標(biāo)記檢測(cè)抗體，進(jìn)行第二次的酶免反應(yīng)，過(guò)后再進(jìn)行洗板反應(yīng)后加入顯色劑。酶聯(lián)免疫反應(yīng)結(jié)束后，機(jī)械手術(shù)臂17將芯片轉(zhuǎn)移到化學(xué)發(fā)光成像裝置內(nèi)進(jìn)行化學(xué)發(fā)光信號(hào)的采集并成像，human Thl/Th2Quantibody Array蛋白芯片的掃描圖片如圖5所示，圖5中第一排的芯片QA12456321為標(biāo)準(zhǔn)品，第二排的芯片QA12456322為檢測(cè)樣本，標(biāo)準(zhǔn)品與檢測(cè)樣本同步操作，采用當(dāng)次標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算當(dāng)次檢測(cè)樣本的濃度，使得檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。圖像分析軟件自動(dòng)對(duì)圖像進(jìn)行分析，提取信號(hào)點(diǎn)的強(qiáng)度并自動(dòng)扣除背景信號(hào)的強(qiáng)度，數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)提取的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，自動(dòng)剔除異常信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化。曲線(xiàn)擬合軟件自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的擬合，并計(jì)算檢測(cè)樣本中各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)的具體濃度。報(bào)告生成系統(tǒng)綜合錄入的樣本、芯片的信息以及檢測(cè)結(jié)果，出具檢測(cè)報(bào)告。
【權(quán)利要求】
1.一種蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，包括控制主機(jī)，與控制主機(jī)電連接的顯示器，全自動(dòng)蛋白芯片工作站，其特征在于，所述全自動(dòng)蛋白芯片工作站的臺(tái)面上設(shè)有:樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)，操作儀臺(tái)面的上方設(shè)有自由機(jī)械手臂和加液系統(tǒng)；所述的樣本處理系統(tǒng)、試劑處理系統(tǒng)、洗板系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、自由機(jī)械手臂與控制主機(jī)電連接； 所述樣本處理系統(tǒng)包括供放置吸頭托盤(pán)的吸頭載架、供放置樣本管的樣品載架、供放置酶聯(lián)反應(yīng)所需試劑的試劑載架和條形碼掃描儀； 吸頭載架、樣品載架和試劑載架在工作站的臺(tái)面上排列成一條線(xiàn)，吸頭載架、樣品載架和試劑載架的排列線(xiàn)的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，條形碼掃描儀在導(dǎo)軌上滑動(dòng)對(duì)樣品和試劑進(jìn)行掃描來(lái)錄取樣品和試劑的信息； 所述自由機(jī)械手臂包括機(jī)械手支撐架、抓取電機(jī)和左右機(jī)械手指，機(jī)械手支撐架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置沿上方導(dǎo)軌滑行，驅(qū)動(dòng)裝置包括帶輪及彈性金屬帶，使帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)機(jī)械手支撐架，機(jī)械手支撐架通過(guò)抓取電機(jī)連接傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)輸出軸的絲杠旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)左右機(jī)械手指，所述左右機(jī)械手指為板狀，內(nèi)置軟質(zhì)硅膠來(lái)抓牢芯片框架，左右機(jī)械手指通過(guò)支撐架內(nèi)絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)調(diào)整距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述吸頭載架、樣品載架、試劑載架在工作站的臺(tái)面上從左到右依次排列成線(xiàn)，所述條形碼掃描儀沿著導(dǎo)軌依次掃描樣品和試劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述試劑處理系統(tǒng)包括孵育臺(tái)、恒溫控制裝置和振蕩裝置；孵育臺(tái)位于試劑載架的右外側(cè)，孵育臺(tái)上設(shè)有多個(gè)芯片框架；恒溫裝置位于孵育臺(tái)的下方，振動(dòng)裝置位于恒溫控制裝置的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述孵育臺(tái)上設(shè)有4個(gè)芯片框架，4個(gè)芯片框架將四個(gè)獨(dú)立的芯片構(gòu)成一個(gè)芯片組，一個(gè)芯片組可同時(shí)處理I至64個(gè)樣本。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述芯片框架為12.7cmX8.5cmXl.2cm的硬質(zhì)塑料框架，芯片框架內(nèi)側(cè)具有四對(duì)凸槽，用于支持和固定4塊蛋白芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述加液系統(tǒng)為I個(gè)或2個(gè)自動(dòng)加樣槍組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述自動(dòng)加樣槍包括支撐架與加樣頭，支撐架通過(guò)軸承連接電機(jī)與絲杠，絲杠作為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)加樣頭，所述加樣頭內(nèi)部活塞桿與驅(qū)動(dòng)部件連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述洗板系統(tǒng)包括用來(lái)洗板的洗板槽、盛放洗液的洗液桶、吸取洗液和廢液的洗板頭和提供洗板動(dòng)力的洗板機(jī)Γ冼板頭位于試劑載架的右內(nèi)測(cè)，洗板槽和洗板機(jī)在洗板頭右側(cè)依次排列；所述洗液桶位于孵育臺(tái)右側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蛋白芯片全自動(dòng)高通量分析裝置，其特征在于，所述的洗板頭通過(guò)電腦微調(diào)在蛋白芯片微孔的任意角落進(jìn)行洗液的吸取。
【文檔編號(hào)】G01N35/00GK204255955SQ201420433188
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】黃若磐, 毛應(yīng)清, 張卓 申請(qǐng)人:廣州瑞博奧生物科技有限公司