基于蛋白芯片的样品检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于蛋白芯片的样品检测装置，属于蛋白芯片检测技术领域。

背景技术：

生物芯片技术是20世纪90年代初发展起来的一种高通量、大规模并行分析检测技术，它是利用分子间特异相互作用的原理，将多种技术(如生物化学、微加工、微电子、计算机等)融为一体的一项分析检测技术。蛋白芯片是一种高通量监测系统，通过靶分子和捕捉分子相互作用来监测蛋白分子之间的相互作用。捕获分子预固定在芯片表面，由于抗体的高度特异性和与抗原强结合特性所以被广泛的用做捕获分子。人体的某些疾病(如癌症、自身免疫性疾病等)在发生的同时会伴随着特定的生物标志物表达的变化，因此可利用蛋白芯片对这种变化进行监测，从而进行疾病的研究与诊断。目前，蛋白芯片已在癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病、肥胖等疾病中有所研究与应用，尤其是广泛运用于肿瘤标志物的筛选与确定。

传统的ELISA检测具有一定的单一性，单次检测的项目少，样品处理复杂，性价比低，单次样品使用量较大。而蛋白芯片检测技术一次试验可以检测几百种目标因子，只需要10-100UL的样品。蛋白芯片检测样品处理简单，可以直接使用粗生物样品(血清、血浆、尿、体液)，可定量检测，性价比高。现有的基于蛋白芯片技术的样品检测装置，结构设计不合理，操作复杂，加样精度低，性能差，特别是震荡孵育完毕，还需要将玻片载架转移到洗板机上，检测效率低。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于蛋白芯片的样品检测装置，能够满足蛋白芯片检测技术的检测条件，无需将玻片载架转移到洗板机上，检测效率和准确度高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：基于蛋白芯片的样品检测装置，所述检测装置包括工作台面，工作台面上端设有扫码单元、吸头单元、承载单元、震荡单元、孵育单元和洗板单元，工作台面上方设有加样单元，所述承载单元一侧设有所述震荡单元，所述承载单元和震荡单元的后侧设有所述孵育单元，所述孵育单元的后侧设有所述洗板单元；

所述洗板单元包括洗板底座、X向洗板导轨、X向洗板电机、X向洗板同步带、同步带连接块、X向洗板滑块、Z向电机支架、Z向洗板电机、Z向洗板导轨、升降座、挂板、洗板头和洗板针；

洗板单元的挂板、洗板头和洗板针往复运动于所述孵育单元上方对所述孵育单元进行清洗；

所述洗板底座连接在所述工作台面上端，所述X向洗板导轨连接在所述洗板底座上端，X向洗板导轨跨越所述孵育单元；所述X向洗板电机设置在所述X向洗板导轨的一端，X向洗板电机连接所述X向洗板同步带；所述X向洗板同步带设置在所述X向洗板导轨上方，X向洗板同步带连接所述同步带连接块，所述同步带连接块连接所述X向洗板滑块，所述X向洗板滑块连接所述X向洗板导轨并沿X向洗板导轨做直线运动；所述Z向电机支架连接在所述X向洗板滑块上端，所述Z向洗板电机连接所述Z向电机支架，所述Z向洗板导轨连接在所述Z向电机支架侧部，所述升降座通过Z向洗板滑块连接所述Z向洗板导轨，所述挂板连接在所述升降座上端，挂板延伸至所述孵育单元的上方，所述洗板头连接所述挂板侧部，所述洗板针连接在所述洗板头的下端，洗板针分布在所述孵育单元的上方。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述工作台面上形成有扫码通道，所述扫码单元设有条码读取器、读取器固定架、读取器连接座、读取器滑块、读取器导轨和读取器电机；所述条码读取器连接所述读取器固定架，所述读取器固定架穿过所述扫码通道，读取器固定架带动所述条码读取器沿所述承载单元的外侧运动并进行扫码；所述读取器连接座连接所述读取器固定架，所述读取器滑块连接所述读取器连接座；所述读取器导轨连接所述读取器滑块，所述读取器电机连接在所述读取器导轨的一端。条码读取器属于现有技术，其识别原理是由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经另一凸透镜聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，整形电路把模拟信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数字字符信息。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述承载单元设有样本试管和试剂盒，所述震荡单元设有震荡托盘，震荡托盘内部设有深孔板，震荡托盘下方连接有震荡电机，所述孵育单元设有孵育托盘，孵育托盘内部设有玻片载架。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述工作台面上端连接有提升框架，所述提升框架上设有所述加样单元，所述加样单元包括加样底座、X向加样横梁、X向加样导轨、X向加样电机、X向加样同步带、X向加样同步块、Y向加样连接座、Y向加样导轴、Y向加样电机和Y向加样同步带；所述加样底座连接在所述提升框架上端，所述X向加样横梁连接在所述加样底座上端，所述X向加样导轨连接在所述X向加样横梁上端，所述X向加样电机连接在所述X向加样横梁的一端，所述X向加样同步带连接所述X向加样电机，所述X向加样同步块连接所述X向加样同步带，所述Y向加样连接座连接所述X向加样同步块，所述Y向加样导轴连接所述Y向加样连接座，Y向加样导轴延伸至所述吸头单元、承载单元、震荡单元和孵育单元的上方；所述Y向加样电机连接在所述Y向加样连接座的侧部，Y向加样电机连接所述Y向加样同步带。X向加样横梁、X向加样导轨、X向加样电机、X向加样同步带和X向加样同步块的设计实现加样单元的X向运动，Y向加样连接座、Y向加样导轴、Y向加样电机和Y向加样同步带的设计实现加样单元的Y向运动。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述X向加样横梁的外侧连接有X向加样导轴，所述Y向加样连接座经辅助轮拉杆连接有辅助轮安装板，所述辅助轮安装板下端连接有X向悬臂辅助轮，所述X向悬臂辅助轮与所述X向加样导轴接触并沿X向加样导轴做直线运动。X向加样导轴和X向悬臂辅助轮能够保证加样单元X向运动的精确性。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述Y向加样导轴上设有加样组件，所述加样组件包括加样安装座、Z向加样导块和Z向加样导轨，所述加样安装座连接所述Y向加样同步带，所述Z向加样导块连接所述加样安装座，所述Z向加样导轨连接所述Z向加样导块。加样安装座、Z向加样导块和Z向加样导轨实现加样组件的Z向运动。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述Z向加样导轨连接有通道移动安装板，所述通道移动安装板侧部连接有平衡块，所述平衡块连接有平衡杆，平衡块下方连接有活塞电机。平衡块和平衡杆的设计能够保证活塞杆的Z向运动的精确性。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述平衡块一侧连接有活塞杆，活塞杆外侧设有活塞缸体，所述活塞电机通过所述平衡块带动所述活塞杆上下运动，所述活塞杆下端设有气泵接头，所述气泵接头经气泵座连接有加样针，气泵座内部设有气流通道，加样针外侧设有套筒。活塞杆和活塞缸体能够实现加样针的吸取功能。

如上所述的基于蛋白芯片的样品检测装置，所述加样针一侧设有接近开关，所述接近开关连接在通道移动安装板的下部。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触就可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作。接近开关自身属于现有技术。

本实用新型使用过程中，

(1)将待检测的生物样品放置到工作台面上的承载单元，通过扫码单元的条码读取器扫描并确认样品信息；

(2)加样单元的活塞电机工作，活塞电机通过平衡块带动活塞杆上下运动，气泵接头通过气泵座使加样针装载吸头单元的吸头；

(3)加样单元通过X向加样横梁整体移动，加样针移动到指定样品试管中吸取定量样本，然后将样本分配到震荡单元的深孔板中；

(4)加样针脱掉吸头，加样单元复位至吸头单元的上方再次装载吸头，重新吸取承载单元上试剂盒内的试剂添加到深孔板中；

(5)在震荡单元将试剂和样本充分混匀，然后通过加样针将混匀好的样品加注到孵育单元的玻片载架中，启动震荡单元的震荡电机进行震荡混匀及37°孵育；

(6)震荡孵育完成后，洗板单元运动于震荡单元的上方通过洗板针逐条进行玻片载架清洗，清洗完成后将玻片载架取出判读。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的扫码单元、吸头单元、承载单元、震荡单元、孵育单元、洗板单元和加样单元布局合理，可以实现连续性的取样、加试剂、震荡、孵育和洗板等操作，震荡孵育完毕无需对玻片载架进行转移，可以直接通过洗板单元进行清洗，提高了检测效率；X向加样横梁的外侧连接有X向加样导轴，Y向加样连接座经辅助轮拉杆连接有辅助轮安装板，辅助轮安装板下端连接有X向悬臂辅助轮，X向悬臂辅助轮与X向加样导轴接触并沿X向加样导轴做直线运动，同时，Z向加样导轨连接有通道移动安装板，通道移动安装板侧部连接有平衡块，平衡块连接有平衡杆，保证了加样单元的位置精确性。

附图说明

图1为基于蛋白芯片的样品检测装置立体结构示意图；

图2为基于蛋白芯片的样品检测装置扫码单元结构示意图；

图3为基于蛋白芯片的样品检测装置吸头单元、承载单元、震荡单元和孵育单元分布示意图；

图4为基于蛋白芯片的样品检测装置洗板单元结构示意图；

图5为基于蛋白芯片的样品检测装置加样单元结构示意图；

图6为另一视角下的基于蛋白芯片的样品检测装置加样单元结构示意图；

图7为基于蛋白芯片的样品检测装置加样组件结构示意图；

图8为基于蛋白芯片的样品检测装置加样组件内部结构示意图；

图9为加样组件气泵接头示意图；

图10为基于蛋白芯片的样品检测方法流程图；

其中，1、工作台面；2、扫码单元；3、吸头单元；4、承载单元；5、震荡单元；6、孵育单元；7、洗板单元；8、加样单元；9、洗板底座；10、X向洗板导轨；11、X向洗板电机；12、X向洗板同步带；13、同步带连接块；14、X向洗板滑块；15、Z向电机支架；16、Z向洗板电机；17、Z向洗板导轨；18、升降座；19、挂板；20、洗板头；21、洗板针；22、扫码通道；23、条码读取器；24、读取器固定架；25、读取器连接座；26、读取器滑块；27、读取器导轨；28、读取器电机；29、样本试管；30、试剂盒；31、震荡托盘；内；32、深孔板；33、震荡电机；34、孵育托盘；35、玻片载架；36、加样底座；37、X向加样横梁；38、X向加样导轨；39、X向加样电机；40、X向加样同步带；41、X向加样同步块；42、Y向加样连接座；43、Y向加样导轴；44、Y向加样电机；45、Y向加样同步带；46、提升框架；47、X向加样导轴；48、辅助轮拉杆；49；辅助轮安装板；50、X向悬臂辅助轮；51、加样安装座；52、Z向加样导块；53、Z向加样导轨；54、通道移动安装板；55、平衡块；56、平衡杆；57、活塞电机；58、活塞杆；59、活塞缸体；60、气泵接头；61、加样针；62、气泵座；63、气流通道；64、套筒；65、接近开关。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1至图8，基于蛋白芯片的样品检测装置，所述检测装置包括工作台面1，工作台面1上端设有扫码单元2、吸头单元3、承载单元4、震荡单元5、孵育单元6和洗板单元7，工作台面1上方设有加样单元8，所述承载单元4一侧设有所述震荡单元5，所述承载单元4和震荡单元5的后侧设有所述孵育单元6，所述孵育单元6的后侧设有所述洗板单元7；

参见图4，所述洗板单元7包括洗板底座9、X向洗板导轨10、X向洗板电机11、X向洗板同步带12、同步带连接块13、X向洗板滑块14、Z向电机支架15、Z向洗板电机16、Z向洗板导轨17、升降座18、挂板19、洗板头20和洗板针21；

洗板单元7的挂板19、洗板头20和洗板针21往复运动于所述孵育单元6上方对所述孵育单元6进行清洗；

所述洗板底座9连接在所述工作台面1上端，所述X向洗板导轨10连接在所述洗板底座9上端，X向洗板导轨10跨越所述孵育单元6；所述X向洗板电机11设置在所述X向洗板导轨10的一端，X向洗板电机11连接所述X向洗板同步带12；所述X向洗板同步带12设置在所述X向洗板导轨10上方，X向洗板同步带12连接所述同步带连接块13，所述同步带连接块13连接所述X向洗板滑块14，所述X向洗板滑块14连接所述X向洗板导轨10并沿X向洗板导轨10做直线运动；所述Z向电机支架15连接在所述X向洗板滑块14上端，所述Z向洗板电机16连接所述Z向电机支架15，所述Z向洗板导轨17连接在所述Z向电机支架15侧部，所述升降座18通过Z向洗板滑块连接所述Z向洗板导轨17，所述挂板19连接在所述升降座18上端，挂板19延伸至所述孵育单元6的上方，所述洗板头20连接所述挂板19侧部，所述洗板针21连接在所述洗板头20的下端，洗板针21分布在所述孵育单元6的上方。

参见图2，基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述工作台面1上形成有扫码通道22，所述扫码单元2设有条码读取器23、读取器固定架24、读取器连接座25、读取器滑块26、读取器导轨27和读取器电机28；所述条码读取器23连接所述读取器固定架24，所述读取器固定架24穿过所述扫码通道22，读取器固定架24带动所述条码读取器23沿所述承载单元4的外侧运动并进行扫码；所述读取器连接座25连接所述读取器固定架24，所述读取器滑块26连接所述读取器连接座25；所述读取器导轨27连接所述读取器滑块26，所述读取器电机28连接在所述读取器导轨27的一端。

条码读取器23属于现有技术，其识别原理是由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经另一凸透镜聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，整形电路把模拟信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数字字符信息。

参见图3，基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述承载单元4设有样本试管29和试剂盒30，所述震荡单元5设有震荡托盘31，震荡托盘31内部设有深孔板32，震荡托盘31下方连接有震荡电机33，所述孵育单元6设有孵育托盘34，孵育托盘34内部设有玻片载架35。

参见图5和图6，基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述工作台面1上端连接有提升框架46，所述提升框架46上设有所述加样单元8，所述加样单元8包括加样底座36、X向加样横梁37、X向加样导轨38、X向加样电机39、X向加样同步带40、X向加样同步块41、Y向加样连接座42、Y向加样导轴43、Y向加样电机44和Y向加样同步带45；所述加样底座36连接在所述提升框架46上端，所述X向加样横梁37连接在所述加样底座36上端，所述X向加样导轨38连接在所述X向加样横梁37上端，所述X向加样电机39连接在所述X向加样横梁37的一端，所述X向加样同步带40连接所述X向加样电机39，所述X向加样同步块41连接所述X向加样同步带40，所述Y向加样连接座42连接所述X向加样同步块41，所述Y向加样导轴43连接所述Y向加样连接座42，Y向加样导轴43延伸至所述吸头单元3、承载单元4、震荡单元5和孵育单元6的上方；所述Y向加样电机44连接在所述Y向加样连接座42的侧部，Y向加样电机44连接所述Y向加样同步带45。X向加样横梁37、X向加样导轨38、X向加样电机39、X向加样同步带40和X向加样同步块41的设计实现加样单元8的X向运动，Y向加样连接座42、Y向加样导轴43、Y向加样电机44和Y向加样同步带45的设计实现加样单元8的Y向运动。

基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述X向加样横梁37的外侧连接有X向加样导轴47，所述Y向加样连接座42经辅助轮拉杆48连接有辅助轮安装板49，所述辅助轮安装板49下端连接有X向悬臂辅助轮50，所述X向悬臂辅助轮50与所述X向加样导轴47接触并沿X向加样导轴47做直线运动。X向加样导轴47和X向悬臂辅助轮50能够保证加样单元8的X向运动的精确性。

参见图7、图8和图9，基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述Y向加样导轴43上设有加样组件，所述加样组件包括加样安装座51、Z向加样导块52和Z向加样导轨53，所述加样安装座51连接所述Y向加样同步带45，所述Z向加样导块52连接所述加样安装座51，所述Z向加样导轨53连接所述Z向加样导块52。加样安装座51、Z向加样导块52和Z向加样导轨53实现加样组件的Z向运动。

基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述Z向加样导轨53连接有通道移动安装板54，所述通道移动安装板54侧部连接有平衡块55，所述平衡块55连接有平衡杆56，平衡块55下方连接有活塞电机57。平衡块55和平衡杆56的设计能够保证活塞杆58的Z向运动的精确性。所述平衡块55一侧连接有活塞杆58，活塞杆58外侧设有活塞缸体59，所述活塞电机57通过所述平衡块55带动所述活塞杆58上下运动，所述活塞杆58下端设有气泵接头60，所述气泵接头60经气泵座62连接有加样针61，气泵座62内部设有气流通道63，加样针61外侧设有套筒64。活塞杆58和活塞缸体59能够实现加样针61的吸取功能。

基于蛋白芯片的样品检测装置的一个实施例中，所述加样针61一侧设有接近开关65，所述接近开关65连接在通道移动安装板54的下部。接近开关65是一种无需与运动部件进行机械直接接触就可以操作的位置开关，当物体接近开关65的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作。接近开关65自身属于现有技术。

参见图10，本实用新型涉及的基于蛋白芯片的样品检测方法包括以下步骤：

S1：将待检测的生物样品放置到工作台面1上的承载单元4，通过扫码单元2的条码读取器23扫描并确认样品信息；

S2：加样单元8的活塞电机57工作，活塞电机57通过平衡块55带动活塞杆58上下运动，气泵接头60通过气泵座62使加样针61装载吸头单元3的吸头；

S3：加样单元8通过X向加样横梁37整体移动，加样针61移动到指定样品试管中吸取定量样本，然后将样本分配到震荡单元5的深孔板32中；

S4：加样针61脱掉吸头，加样单元8复位至吸头单元3的上方再次装载吸头，重新吸取承载单元4上试剂盒30内的试剂添加到深孔板32中；

S5：在震荡单元5将试剂和样本充分混匀，然后通过加样针61将混匀好的样品加注到孵育单元6的玻片载架35中，启动震荡单元5的震荡电机33进行震荡混匀及37°孵育；

S6：震荡孵育完成后，洗板单元7运动于震荡单元5的上方通过洗板针21逐条进行玻片载架35清洗，清洗完成后将玻片载架35取出判读。

本实用新型的扫码单元2、吸头单元3、承载单元4、震荡单元5、孵育单元6、洗板单元7和加样单元8布局合理，可以实现连续性的取样、加试剂、震荡、孵育和洗板等操作，震荡孵育完毕无需对玻片载架35进行转移，可以直接通过洗板单元7进行清洗，提高了检测效率；X向加样横梁37的外侧连接有X向加样导轴47，Y向加样连接座42经辅助轮拉杆48连接有辅助轮安装板49，辅助轮安装板49下端连接有X向悬臂辅助轮50，X向悬臂辅助轮50与X向加样导轴47接触并沿X向加样导轴47做直线运动，同时，Z向加样导轨53连接有通道移动安装板54，通道移动安装板54侧部连接有平衡块55，平衡块55连接有平衡杆56，保证了加样单元8的位置精确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。