生物芯片点样仪及其点样台的制作方法

本实用新型涉及生物技术领域，特别涉及一种生物芯片点样仪及其点样台。

背景技术：

生物芯片技术又称微陈列(microarray)技术，其将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对生物成分的高通量快速检测。

所谓生物芯片，一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子(如基因片段、DNA片段或多肽、蛋白质、糖分子、组织等)的微阵列杂交型芯片(micro-arrays)，阵列中每个分子的序列及位置都是已知的，是预先设定好的序列点阵，因此含有大量的生物信息。

生物芯片技术起源于核酸分子杂交，在狭义的生物芯片中，根据生物分子间特异相互作用的原理，一般会通过不同方法将生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗体、抗原等)固着于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝胶、尼龙膜等固相递质上，形成生物分子点阵。

在生物芯片的生产过程中，完成固着动作需要用到生物芯片点样仪。所谓生物芯片点样仪，是将生物样品以一定的阵列方式快速、准确地点在待点样的生物芯片上，形成生物样品为阵列的仪器，是从事生物芯片研发和生产的必备仪器。

现有的生物芯片点样仪内，对应其实施点样这一动作的点样针，都会设置一个用于安置生物芯片的点样台，例如在申请号为CN201220347614的中国实用新型专利中，就出现了这样的“点样平台”。

本实用新型的发明人发现，在传统的生物芯片点样仪工作时，操作人员通常需要装载一整批的生物芯片，等待生物芯片完成点样工作，再卸载所有完成点样的生物芯片，最后装载新的一批生物芯片，如此循环反复。

然而，由于生物芯片点样仪通常可以在一个批次中完成较大批量的生物芯片的点样工作，因此装卸一批的生物芯片的是较为耗时的。而由于传统的生物芯片点样仪在装卸过程中需处于待机状态，此时点样针将处于闲置状态，降低了生物芯片点样仪的生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种生物芯片点样仪及其点样台，采用了点样台的生物芯片点样仪的工作效率得到了大幅度的提高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种点样台，设置于生物芯片点样仪的机架上，包括：与安装在该机架上的点样针相对应设置的平台。

平台上设有至少两个用于安置生物芯片的安置区域，这两个安置区域分别为第一安置区域和第二安置区域。其中，第一安置区域位于点样针的作业区域内，第二安置区域位于点样针的作业区域外。

点样台还包括用于驱动平台运动的驱动机构，驱动机构带动平台运动，令第一安置区域和第二安置区域依次交替地离开和进入点样针的作业区域。

本实用新型还提供了一种生物芯片点样仪，其上设置有上述的点样台。

相对于现有技术而言，本实用新型所提供的生物芯片点样仪，其点样台通过驱动机构来带动平台，使得第一安置区域和第二安置区域可以在点样针的作业区域之内轮替。因此，当第一安置区域位于点样针的作业区域内时，操作人员可以对处于第二安置区域的生物芯片进行装卸操作。而一旦第一安置区域内的点样作业完成后，仅需利用驱动机构驱动平台运动，令第一安置区域腾出点样针的作业空间，则操作人员可以在生物芯片点样仪对第二安置区域进行点样作业的同时，对处于第一安置区域的生物芯片进行装卸操作。综上所述，本实用新型所提供的生物芯片点样仪，能够更好地利用点样针在装卸物料时的闲置时间，提高生产效率。

作为优选，驱动机构包括驱动电机、与驱动电机的电机轴相连接的丝杠、以及设置于丝杠上的移动块。平台与移动块相连接。驱动电机通过丝杠带动移动块平移，平台跟随移动块平移。在本实用新型中，由于生物芯片较为脆弱，因此需要更为稳定的驱动机构。而相比于其它驱动方式而言，丝杠传动具有平稳可靠的优点，因此选用丝杠传动能够更好地保障点样工作的进行。

作为优选，点样台还包括设于平台上且位于安置区域内的N个夹具，N为自然数。夹具包括设置于安置区域一端的阻挡墙、设置于安置区域另一端的活动件以及与活动件连接的活动机构。

生物芯片放置于安置区域内时，生物芯片的一端抵持在阻挡墙上，另一端至少有部分从平台的边缘突出，形成突出端。活动机构带动活动件向着靠近阻挡墙的方向运动而使活动件抵持在突出端上，活动机构还能够带动活动件向着远离阻挡墙的方向运动。相比于现有的夹具而言，在本实用新型中，由于活动机构还用于带动活动件向着远离阻挡墙的方向运动，可以在安置区域脱离点样针的工作区域后，利用活动机构带动活动件自动打开夹具，因此可以提高装卸效率，并防止手动开启夹具所引起的震动，进而防止因震动可能导致的点样针偏移。

进一步地，作为优选，活动件与生物芯片相接触的部位设有柔性垫。通过柔性垫子可以对活动件与生物芯片的接触形成缓冲，进而防止闭合夹具时可能引起的震动。

其中，作为优选，活动机构可以包括活动电机和齿轮齿条组件。齿轮齿条组件分别连接活动电机的电机轴和活动件，活动电机通过齿轮齿条组件带动活动件向着靠近或远离阻挡墙的方向运动。由于齿轮齿条组件具有更好的传动效率、更低的噪音和更强的可靠性，因此在本实用新型中，对这一活动机构可以采用电机和齿轮齿条组件作为驱动动力源。

然而，作为优选，活动机构也可以包括与平台的侧壁相对设置的固定座、两端分别与固定座和平台的侧壁相连接的导轴、套于导轴上的弹簧、以及至少一部分与活动件相连接的磁力组件。

活动件套接在导轴上，并能够沿导轴的长度方向运动。弹簧用于推动活动件运动，磁力组件用于推动活动件向着与弹簧所推动的方向相反的方向运动。

利用弹簧和磁力组件构成的活动机构，相比于电机结构而言成本可以更加低廉，可靠性也更好。

其中，磁力组件可以有多种组合方式，因此进一步地，作为优选，弹簧的两端可以分别连接活动件和固定座。

磁力组件包括设置于平台的侧壁上的电磁体和设置于活动件上的永磁体，电磁体断电时，弹簧推动活动件并将活动件抵持在生物芯片上。电磁体通电时，电磁体与永磁体相排斥，并推动活动件离开生物芯片。利用电磁体通电时与永磁体之间的排斥力，可以最大程度地节约活动件运动所需的能量，并提高结构可靠性。

除此之外，作为优选，平台被分为一个连接部和至少两个装载部，这两个装载部分别为第一装载部和第二装载部。其中，第一安置区域位于第一装载部上，第二安置区域位于第二装载部上。

连接部与驱动机构传动连接，第一装载部和第二装载部都分别与连接部可拆卸连接。利用可拆卸的第一装载部和第二装载部，操作人员可以在生物芯片点样仪进行点样工作时拆下整个装载部，进而更好地完成物料的装卸操作。

进一步地，作为优选，连接部上设有连接柱，装载部上设有与连接柱相对应的连接孔。连接柱插入连接孔，形成连接。由于装载部的拆卸动作经常发生，因此对装载部的可拆卸结构设计应当综合考虑其使用频率和使用效率。相比于传统的可拆卸结构而言，利用穿入连接孔的连接柱连接二者，具有良好的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式点样台设置于生物芯片点样仪内时的示意图；

图2是本实用新型第一实施方式点样台的示意图；

图3是本实用新型第二实施方式采用电机和齿轮齿条组件的夹具的示意图；

图4是本实用新型第三实施方式采用弹簧和磁力组件，且弹簧的两端分别连接活动件和固定座的夹具的示意图；

图5是本实用新型第三实施方式采用弹簧和磁力组件，且弹簧的两端分别连接活动件和平台侧壁的夹具在磁力组件部位的放大示意图；

图6是本实用新型第四实施方式点样台的示意图。

附图标记说明：

1-平台；11-第一安置区域；12-第二安置区域；13-第一装载部；14-第二装载部；15-连接部；16-连接柱；17-连接孔；2-点样针；3-驱动机构；31-驱动电机；32-丝杠；33-移动块；4-夹具；41-阻挡墙；42-活动件；43-活动机构；431-活动电机；432-齿轮齿条组件；433-固定座；434-导轴；435-弹簧；436-磁力组件；4361-电磁体；4362-永磁体；5-生物芯片；6-柔性垫。

具体实施方式

实施方式一

本实用新型的第一实施方式提供了一种点样台，参见图1所示，设置于生物芯片点样仪的机架上，包括：与安装在该机架上的点样针2相对应设置的平台1。平台1上设有至少两个用于安置生物芯片5的安置区域，这两个安置区域分别为第一安置区域11和第二安置区域12。其中，第一安置区域11位于点样针2的作业区域内，第二安置区域12位于点样针2的作业区域外。

点样台还包括用于驱动平台1运动的驱动机构3，驱动机构3带动平台1运动，令第一安置区域11和第二安置区域12依次交替地离开和进入点样针2的作业区域。

在本实施方式中，参见图2所示，驱动机构3包括驱动电机31、与驱动电机31的电机轴相连接的丝杠32、以及设置于丝杠32上的移动块33。平台1与移动块33相连接。驱动电机31通过丝杠32带动移动块33平移，平台1跟随移动块33平移。在本实用新型中，由于生物芯片5较为脆弱，易碎，因此需要更为稳定的驱动机构3。而相比于其它驱动方式而言，丝杠32传动具有平稳可靠的优点，因此选用丝杠32传动能够更好地保障点样工作的进行。

在点样台实际工作时，其操作流程可以如下：

1、操作人员在第一安置区域11内安装好生物芯片5，然后开启驱动机构3。驱动电机31通过丝杠32带动平台1运动，使得第一安置区域11进入到点样针2的作业区域内；

2、点样针2对位于作业区域内的生物芯片5进行点样操作，同时，未处于作业区域内的第二安置区域12将处于空闲状态；

3、操作人员在第二安置区域12中安装生物芯片5，等待点样针2的点样操作完成；

4、点样完成后，开启驱动机构3，第二安置区域12进入到点样针2的作业区域，而第一安置区域11离开作业区域；

5、点样针2可以立即开始新的点样作业，同时，操作人员可以卸载第一安置区域11中已经完成点样的生物芯片5，并装载新的空白生物芯片5。

相对于现有技术而言，本实用新型所提供的点样台通过驱动机构3来带动平台1，使得第一安置区域11和第二安置区域12可以在点样针2的作业区域之内轮替。因此，当第一安置区域11位于点样针2的作业区域内时，操作人员可以对处于第二安置区域12的生物芯片5进行装卸操作。而一旦第一安置区域11内的点样作业完成后，仅需利用驱动机构3驱动平台1运动，令第一安置区域11腾出点样针2的作业空间，则操作人员可以在生物芯片点样仪对第二安置区域12进行点样作业的同时，对处于第一安置区域11的生物芯片5进行装卸操作。综上所述，本实用新型所提供的生物芯片点样仪，能够更好地利用点样针2在装卸物料时的闲置时间，提高生产效率。

实施方式二

本实用新型的第二实施方式提供了一种点样台，第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第二实施方式中，点样台还包括设于平台1上且位于安置区域内的N个夹具4，N为自然数。该夹具4能够根据需要开合。

具体来说，参见图3所示，以位于第一安置区域11的夹具4为例，该夹具4包括设置于安置区域一端的阻挡墙41、设置于安置区域另一端的活动件42以及与活动件42连接的活动机构43。生物芯片5放置于安置区域内时，生物芯片5的一端抵持在阻挡墙41上，另一端至少有部分从平台1的边缘突出，形成突出端。活动机构43带动活动件42向着靠近阻挡墙41的方向运动而使活动件42抵持在突出端上，活动机构43还能够带动活动件42向着远离阻挡墙41的方向运动。显然，第二安置区域12中的夹具4设置方式可以与第一安置区域11相同，也可以不同，这并不对本实用新型的保护范围构成限定。

以申请号为CN201220347614的中国实用新型专利中的夹具4为例，现有技术中的夹具4通常只能将活动件42抵持在突出端上，对生物芯片5形成夹持。由于夹具4始终倾向于闭合夹持生物芯片5的状态，因此将导致生物芯片5的装卸的不便。而在本实施方式中，由于活动机构43还能够带动活动件42向着远离阻挡墙41的方向运动，因此夹具4能够根据需要被控制开合。明显地，保持于打开状态的夹具4可以显著降低装卸操作的难度，进而提高生产效率。

由于齿轮齿条组件432具有更好的传动效率、更低的噪音和更强的可靠性，因此在本实施方式中，参见图3所示，这一活动机构43可以采用电机和齿轮齿条组件432作为驱动动力源。此时，活动机构43包括活动电机431和齿轮齿条组件432。齿轮齿条组件432分别连接活动电机431的电机轴和活动件42，活动电机431通过齿轮齿条组件432带动活动件42向着靠近或远离阻挡墙41的方向运动。

显然，活动机构43还可以具有更多种的结构形式，只要是可以带动活动件42向着远离阻挡墙41的方向运动的活动机构43，都可以在本实用新型中得到应用。相比于现有的夹具4而言，在本实用新型中，由于活动机构43还用于带动活动件42向着远离阻挡墙41的方向运动，可以在安置区域脱离点样针2的工作区域后，利用活动机构43带动活动件42自动打开夹具4，因此可以提高装卸效率，并防止手动开启夹具4所引起的震动，进而防止因震动可能导致的点样针2偏移。

此外，为了节约成本，通过针对齿轮齿条组件432的传动设计，可以令单个活动电机431同时驱动一整排甚至多排活动件42。其具体传动设计方案可以参考现有技术中的轴连接传动方案，因此在本申请文件中不再予以赘述。

在本实施方式中，活动件42与生物芯片5相接触的部位设有柔性垫6。通过柔性垫6子可以对活动件42与生物芯片5的接触形成缓冲，进而防止闭合夹具4时可能引起的震动。显然，进一步地，也可以在活动件42或其余传动结构与平台1侧壁的接触部位设置柔性垫6，并获得更好的缓冲效果。

实施方式三

本实用新型的第三实施方式提供了一种点样台，第三实施方式与第二实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本实用新型的第二实施方式中，活动机构43采用电机和齿轮齿条组件432作为驱动动力源。而，在本实用新型的第三实施方式中，活动机构43采用弹簧435——磁力组件436作为驱动动力源。

更为具体地说来，在本实施方式中，参见图4所示，活动机构43包括与平台1的侧壁相对设置的固定座433、两端分别与固定座433和平台1的侧壁相连接的导轴434、套于导轴434上的弹簧435、以及至少一部分与活动件42相连接的磁力组件436。

活动件42套接在导轴434上，并能够沿导轴434的长度方向运动。弹簧435用于推动活动件42运动，磁力组件436用于推动活动件42向着与弹簧435所推动的方向相反的方向运动。

利用弹簧435和磁力组件436组合构成的活动机构43，相比于电机结构而言成本可以更加低廉，可靠性也更好。

具体地说来，参见图4所示，弹簧435的两端分别连接活动件42和固定座433。磁力组件436则包括设置于平台1的侧壁上的电磁体4361和设置于活动件42上的永磁体4362，电磁体4361断电时，弹簧435推动活动件42并将活动件42抵持在生物芯片5上。电磁体4361通电时，电磁体4361与永磁体4362相排斥，并推动活动件42离开生物芯片5。

也就是说，当电磁体4361通电时，活动件42可以压迫弹簧435，并使得弹簧435处于压缩状态，从而令夹具4保持在打开位置。操作人员可以趁此机会装卸生物芯片5。可以认为，采用弹簧435——磁力组件436作为驱动动力源的活动机构43，相比于电机——齿轮齿条组件432的结构而言，更加节约能源，而且由于无需对电机进行校准，因此具有更好的长期可靠性。

显然，图4展示的仅为其中一种优选的驱动方案，在图4中，弹簧435的两端分别连接活动件42和固定座433。然而，磁力组件436和弹簧435的推动方向是可以互换的。例如，参见图5所示，弹簧435的两端分别连接活动件42和平台1的侧壁，弹簧435用于推动活动件42离开生物芯片5。

此时，若电磁体4361不改变位置，则可以令电磁体4361通电时与永磁体4362相互吸引，从而将活动件42抵持在生物芯片5上。而若电磁体4361改变位置，也可以如图5所示，将电磁体4361设置在固定座433上，永磁体4362设置于活动件42上靠近固定座433的一面，并令电磁体4361通电时与永磁体4362相互排斥，进而将活动件42抵持在生物芯片5上。

当然，也可以利用电磁体4361通电时与永磁体4362之间的排斥力，可以最大程度地节约活动件42运动所需的能量，并提高结构可靠性。采用这种方式设置的磁力组件436，相对图4的方案而言会在使用过程中更为耗电，但其优点在于可以避免柔性垫6对磁力组件436的阻隔影响。

值得一题的是，在上述两种设置方式中，永磁体4362都设置在活动件42上。显然，也可以将电磁体4361和永磁体4362的位置互换。但是，考虑到活动件42的运动特性，在活动件42上设置电磁体4361时，其电源线的攀附于活动件42上，可靠性较差，因此并不适合作为优选方案。然而，本领域的普通技术人员应当理解，仅仅基于本方案的基础作出的简单的位置互换，也应当包含在本专利的保护范围之内。

实施方式四

本实用新型的第四实施方式提供了一种点样台，第四实施方式是上述第一、第二、第三实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第四实施方式中，参见图6所示，平台1被分为一个连接部15和至少两个装载部。

具体而言，这两个装载部分别为第一装载部13和第二装载部14。其中，第一安置区域11位于第一装载部13上，第二安置区域12位于第二装载部14上。

连接部15与驱动机构3传动连接，第一装载部13和第二装载部14都分别与连接部15可拆卸连接。

利用可拆卸的第一装载部13和第二装载部14，操作人员可以在生物芯片点样仪进行点样工作时拆下整个装载部。由于操作人员在拆下来的装载部上装卸生物芯片5时，并不会对生物芯片点样仪的点样工作造成影响，因此可拆卸设计的装载部能够帮助操作人员更好地完成物料的装卸操作。

显然，第一装载部13和第二装载部14的可拆卸方案可以有多种。本实施方式给出了一种优选的可拆卸方案，具体来说，连接部15上设有连接柱16，装载部上设有与连接柱16相对应的连接孔17。连接柱16插入连接孔17，形成连接。

由于装载部的拆卸动作经常发生，因此对装载部的可拆卸结构设计应当综合考虑其使用频率和使用效率。相比于传统的可拆卸结构而言，利用穿入连接孔17的连接柱16连接二者，具有良好的可靠性。

显然，在本实施方式中，参见图6所示，连接柱16从装载部的底部穿入连接孔17内。然而在实际使用时，连接柱16并不一定要从底部穿入，具体说来，考虑到装载部的厚度通常较薄，从底部穿入时连接柱16的长度是受限的。因此也可以将连接孔17设置在装载部的侧壁，并令连接柱16从装载部的侧壁穿入装载部。如此一来，可以进一步提高可拆卸连接的稳定性和可靠性。

而更进一步地，连接孔17可以设置为盲孔，并将连接柱16的端部与连接孔17的最深处之间通过磁力连接，进而防止装载部沿着连接柱16的长度方向发生滑移。

实施方式五

本实用新型的第五实施方式提供了一种生物芯片点样仪，该生物芯片点样仪上设置有上述各个实施方式所提供的点样台。

在本实施方式中，可以将点样台的各个自动化部件，例如驱动机构3、活动机构43等与生物芯片点样仪的控制系统相连接，从而实现这些部件的电气自动化控制。

综合前述内容，相对于现有技术而言，本实用新型所提供的生物芯片点样仪，其点样台通过驱动机构3来带动平台1，使得第一安置区域11和第二安置区域12可以在点样针2的作业区域之内轮替。因此，当第一安置区域11位于点样针2的作业区域内时，操作人员可以对处于第二安置区域12的生物芯片5进行装卸操作。而一旦第一安置区域11内的点样作业完成后，仅需利用驱动机构3驱动平台1运动，令第一安置区域11腾出点样针2的作业空间，则操作人员可以在生物芯片点样仪对第二安置区域12进行点样作业的同时，对处于第一安置区域11的生物芯片5进行装卸操作。综上所述，本实用新型所提供的生物芯片点样仪，能够更好地利用点样针2在装卸物料时的闲置时间，提高生产效率。

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，而不偏离实用新型的精神和范围。