專利名稱：一種微通道電泳芯片檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微通道電泳芯片(micro-channelelectrophoresis chip)檢測儀。檢測儀由計(jì)算機(jī)控制自動化操作，可高效率地對DNA(脫氧核糖核酸)微芯片進(jìn)行檢測和分析，屬于生化自動控制檢測領(lǐng)域。
隨著人類基因組計(jì)劃及其初步分析結(jié)果的公布，生物醫(yī)學(xué)界正步入測試、繪制人類基因組圖譜詳圖的關(guān)鍵、緊張階段。因此，與之相適應(yīng)的更高效率的DNA檢測和分析儀器的研制得到了人們極大的關(guān)注，人們對于DNA檢測儀的靈敏度和自動化程度要求更高?，F(xiàn)在，國際上對于DNA檢測儀的研制、推廣在上世紀(jì)90年代后期剛剛起步。由于儀器涉及生物、生物化學(xué)、激光、光電子、精密機(jī)械、自動化控制、計(jì)算機(jī)處理等領(lǐng)域，目前尚無比較完善的產(chǎn)品?，F(xiàn)有的DNA檢測儀都采用了毛細(xì)管電泳法，并且在較多的實(shí)驗(yàn)室得到了應(yīng)用。近年來，國際上又在開發(fā)微通道電泳芯片(micro-channelelectrophoresis chip)，該方法具有微型、快速和可以集成為生化微分析系統(tǒng)的特點(diǎn)。但是，這種檢測儀的關(guān)鍵部分還沒有實(shí)現(xiàn)自動化，特別是芯片臺操縱和對焦方面基本上還停留在手動階段，很不利于生物工程項(xiàng)目的研究與發(fā)展。為克服這些不足，本實(shí)用新型改進(jìn)設(shè)計(jì)了一種由計(jì)算機(jī)控制自動化操作，可更高效率地對DNA微通道電泳芯片進(jìn)行檢測和分析的檢測儀。
本實(shí)用新型改進(jìn)設(shè)計(jì)的DNA檢測儀，采用微電子機(jī)械(MEMS)工藝加工電泳微芯片，并應(yīng)用具有高靈敏度的激光誘導(dǎo)熒光檢測(LIF)方法，由計(jì)算機(jī)控制芯片臺操縱和對焦，從而實(shí)現(xiàn)對不同的基因芯片，進(jìn)行自動化檢測和分析。
本實(shí)用新型DNA檢測儀設(shè)計(jì)成子系統(tǒng)模塊化?？傁到y(tǒng)主要由運(yùn)動機(jī)構(gòu)、芯片臺的控制、光路及對焦系統(tǒng)、圖象監(jiān)測系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、用戶工作界面等幾個模塊組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以SANGER基因測序法為基礎(chǔ)，用4種引物各帶有不同熒光波長的基團(tuán)為標(biāo)記物，并對應(yīng)加入4種雙脫氧核苷酸ddN末端終止劑(Terminators，ddA，ddG，ddT，ddC)。通過4次聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)，每次加入一種引物和對應(yīng)的一種雙脫氧核苷酸ddN，這樣得到的4種聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR產(chǎn)品，其熒光基團(tuán)和末端堿基各不相同。這4種聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR產(chǎn)品經(jīng)混合后進(jìn)行微通道電泳，在電場的作用下，不同長度的DNA片段將按不同的遷移率分開，通過激光檢測口，DNA末端的熒光基團(tuán)將激發(fā)出不同波長的熒光，再通過本系統(tǒng)的光路系統(tǒng)進(jìn)行分光、濾波和光電倍增管PMT放大后轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)過電路系統(tǒng)處理后便可以確定整個待測DNA的序列。本實(shí)用新型DNA檢測儀中四色熒光的光路系統(tǒng)根據(jù)激光激發(fā)熒光，共聚焦熒光檢測原理設(shè)計(jì)和分析生物化學(xué)雜志(Analytical Biochemistry)1995年第231期131-140頁中居鏡月(Jingyue Ju)等人所用的相類似。本實(shí)用新型DNA檢測儀中的運(yùn)動部分由平面二維掃描、平面旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)、芯片對焦升降運(yùn)動和芯片臺進(jìn)出運(yùn)動組成五維運(yùn)動機(jī)構(gòu)。其中，芯片裝卡裝置以托臺內(nèi)框的兩條相鄰邊線為裝卡基準(zhǔn)，并在其對角位置，內(nèi)置壓簧卡條，完成對芯片兩邊一點(diǎn)的平面固定。其次，為了對芯片的全方位固定，特別使固定芯片的兩邊一點(diǎn)，均上平面突出，形成對芯片z向固定。芯片臺彈進(jìn)彈出裝置采用齒輪直齒嚙合機(jī)構(gòu)和到位觸發(fā)開關(guān)，由步進(jìn)電機(jī)快速完成動作。此外，考慮到芯片內(nèi)裝有電泳溶液，還可通過改變驅(qū)動系統(tǒng)對應(yīng)的驅(qū)動脈沖頻率，控制運(yùn)動速度，使其穩(wěn)定動作。芯片臺控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，為得到相對穩(wěn)定的熒光信號強(qiáng)度，聚焦透鏡與基因芯片的泳道平面之間的間距基本保持不變(變化范圍不超過4微米)。在保持芯片上表面與掃描平面xy之間相對平行的同時，最好掃描平面與聚焦物鏡也呈垂直。本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀中的光路對焦子系統(tǒng)的聚焦是通過一個單片消球差透鏡非球面聚焦完成。光路調(diào)節(jié)如下激光管定位，作為調(diào)光基準(zhǔn)；聚焦鏡采用二維調(diào)節(jié)；帶通濾光片、聚焦透鏡和針孔的相對位置則由機(jī)械同心加工和光軸方向螺旋調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。非球面聚焦物鏡采用套筒三螺釘立體布局調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，可微調(diào)其水平位置和傾角。檢測儀工作時，為隨時掌握、實(shí)時調(diào)節(jié)激光焦點(diǎn)在芯片上的位置，本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀采用CCD攝像頭進(jìn)行監(jiān)測。檢測儀五軸運(yùn)動的控制，直接利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，合理搭配電機(jī)，使其相互匹配。其調(diào)節(jié)控制由微機(jī)進(jìn)行，并利用分析采光數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)PC，編寫各步進(jìn)電機(jī)的控制程序，由微機(jī)PC輸出信號完成控制。本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀中的用戶工作界面子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用可視化編程工具制作用戶操作界面，并按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)微機(jī)PC與可控編程器(PLC)間的通信。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，自動控制芯片臺可實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)臺、出臺，自動對準(zhǔn)等操作；通過使用電子細(xì)分微步進(jìn)驅(qū)動技術(shù)，使最小微步進(jìn)量約達(dá)到0.625微米，實(shí)現(xiàn)了芯片臺的高精度移動控制；非球面聚焦物鏡的使用，大大增加了工作距離，對焦更加方便；控制軟件功能較強(qiáng)大、界面友好、操作簡便。而且，稍加改變即可用于蛋白質(zhì)的檢測。


圖1是本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀的總系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖。其中，1是用戶工作界面模塊；2是圖象監(jiān)測系統(tǒng)模塊；3是光路對焦系統(tǒng)模塊；4是步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)模塊；5是芯片臺的控制模塊；6是運(yùn)動機(jī)構(gòu)模塊；7是計(jì)算機(jī)PC。
圖2是本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀檢測系統(tǒng)示意圖。其中，8是圖象監(jiān)測系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)模塊；9是光路系統(tǒng)；10是電泳微芯片，11是物鏡，12是光路系統(tǒng)中的半反半透鏡，13是光路系統(tǒng)中的氬離子激光器，14是光路系統(tǒng)中的帶通濾波器，15是光路系統(tǒng)中的聚焦透鏡，16是光路系統(tǒng)中的光電倍增管PMT；17是信號處理器。
圖3是本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。其中，18是電極，19是芯片臺，20是CCD攝像成像系統(tǒng)，21是光學(xué)檢測系統(tǒng)。
圖4是本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖。其中，22是可控制編程器PLC；23是繼電器，24是驅(qū)動器，25是步進(jìn)電機(jī)圖5是本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀的用戶工作界面圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明符合本實(shí)用新型發(fā)明主題的實(shí)施例實(shí)施例制造本實(shí)用新型DNA微通道電泳芯片檢測儀，采取分步實(shí)施的方法，先完成系統(tǒng)中的各個模塊，然后將各個模塊組合連接，完成整個檢測儀的制造。其中，運(yùn)動機(jī)構(gòu)模塊6實(shí)施時，由于運(yùn)動機(jī)構(gòu)6是檢測系統(tǒng)的獨(dú)立機(jī)械機(jī)構(gòu)，故可先單獨(dú)制造。運(yùn)動機(jī)構(gòu)6由平面二維掃描、平面旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)、芯片10對焦升降運(yùn)動和芯片臺19進(jìn)出運(yùn)動組成五維運(yùn)動機(jī)構(gòu)，運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的動力采用直流步進(jìn)電機(jī)25。二相直流步進(jìn)電機(jī)25的基本步級角一般為1.8°(有時是3.6°)，若運(yùn)動絲桿的螺距取2毫米，則對應(yīng)的步進(jìn)量dL＝2mm/(360/1.8)＝0.01mm＝10μm。應(yīng)用電子細(xì)分微步進(jìn)驅(qū)動24，電子細(xì)分技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)分?jǐn)?shù)1/2、1/4、1/8、1/16，對應(yīng)的微步進(jìn)角度分別為0.9°、0.45°、0.9°、0.225°、0.1125°/步。若采用1/16細(xì)分量，則對應(yīng)的微步進(jìn)量為dLm＝2mm/(360/0.1125)＝0.000625mm＝0.625μm
制造的二維x，y機(jī)械軸運(yùn)動范圍為0-30毫米，可實(shí)現(xiàn)芯片10泳道對準(zhǔn)、掃描和換位。運(yùn)動機(jī)構(gòu)6中的θ向轉(zhuǎn)動，采用蝸輪蝸桿，以幾何中心為轉(zhuǎn)動中心，配合y軸運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)沿泳道方向掃描時，焦點(diǎn)不脫離泳道。轉(zhuǎn)動分辨率為tg-1(5μm/20mm)＝0.25mrad；微步轉(zhuǎn)進(jìn)360°/(3200*45)＝0.0025°＝0.05mrad。
制造的承接芯片10的升降臺19可作z軸運(yùn)動，調(diào)節(jié)范圍為0-30毫米，可實(shí)現(xiàn)芯片10相對聚焦物鏡11的對焦。芯片升降臺19的托臺彈出運(yùn)動平面與對焦工作面之間的z向運(yùn)動距離為0-20毫米，當(dāng)然，該距離應(yīng)以托臺彈出運(yùn)動，能比較安全地避開聚焦物鏡11和CCD攝像鏡頭20為準(zhǔn)，定位精度達(dá)8微米，微調(diào)分辨率約1微米。另外，為避免運(yùn)動過量，損壞絲桿，兩端各有一個低電平限位觸發(fā)開關(guān)。為方便再次對焦，在低于對焦面的位置，比焦面低20毫米處，即托臺彈出時所在平面，設(shè)一零位光電開關(guān)，作為z向零位點(diǎn)。
芯片臺19控制中的彈進(jìn)彈出裝置，模仿計(jì)算機(jī)光驅(qū)動作，采用齒輪直齒嚙合機(jī)構(gòu)和到位觸發(fā)開關(guān)，由步進(jìn)電機(jī)25，快速完成動作。考慮到芯片10內(nèi)裝有生物溶液，可通過改變驅(qū)動系統(tǒng)24對應(yīng)的驅(qū)動脈沖頻率，控制其穩(wěn)定運(yùn)動速度。
為得到相對穩(wěn)定的熒光信號強(qiáng)度，芯片托臺掃描運(yùn)動(30*30平方毫米)時，聚焦物鏡11與基因芯片10的泳道平面之間的間距變化范圍不超過4微米，以保持芯片10上表面與掃描平面xy間的相對平行，同時，掃描平面與聚焦物鏡11最好也保持垂直。此外，通過微調(diào)裝置，如用四個調(diào)節(jié)螺釘支撐鍍導(dǎo)電膜玻璃片，間接完成對芯片10上表面傾斜角的的調(diào)節(jié)。
芯片臺19控制中的芯片10裝卡裝置，以芯片升降臺19的托臺內(nèi)框的兩條相鄰邊線為裝卡基準(zhǔn)，在其對角位置，安裝內(nèi)置壓簧卡條，從而完成對芯片10兩邊一點(diǎn)的平面固定。為更加強(qiáng)化對芯片10的全方位固定，還特別使兩邊一點(diǎn)，均上平面突出，形成對芯片10的z向固定?；蛐酒?0采取體外裝卡方式，芯片10的托臺像計(jì)算機(jī)7的光驅(qū)一樣，可向外彈出90毫米以上。其滾動導(dǎo)軌采用鋼球滾動，并為懸臂結(jié)構(gòu)，以確保離焦量的綜合變動不超過8微米。
芯片升降臺19的托臺彈進(jìn)端安裝一個光電開關(guān)，以保證托臺的復(fù)位精度，用于芯片10上的針孔與電極板18的電極針之間的對應(yīng)。另外，懸浮結(jié)構(gòu)的電極板18下表面上的三錐針和托臺上的三錐孔一一對應(yīng)，以使電極針正確無誤地插入芯片10的針孔中。當(dāng)然，還有一個限位觸發(fā)開關(guān)，保證托臺彈出運(yùn)動的到位停止。整個裝置做成封閉式，只留一個托臺彈出開口，開口裝有彈動門，托臺進(jìn)入儀器后，自動關(guān)閉開口。由于芯片10的泳道內(nèi)裝有液體，故其彈動速度要保持平穩(wěn)快速，約3-4秒完成行程。系統(tǒng)工作時，掃描運(yùn)動方向與x向y向垂直，x、y、θ向調(diào)節(jié)基座與x向、y向垂直。
光學(xué)檢測系統(tǒng)21中的光路對焦系統(tǒng)3，聚焦由非球面聚焦物鏡11完成。聚焦物鏡11的鏡片是一個單片消球差透鏡。物鏡11的工作距離約1毫米左右。光路系統(tǒng)9調(diào)節(jié)如下激光管13采用兩套剖分環(huán)直接定位，作為調(diào)光基準(zhǔn)；聚焦鏡15采用開槽小套管的螺釘加壓變形實(shí)現(xiàn)二維調(diào)節(jié)；帶通濾光片14、聚焦透鏡15、半反半透鏡12和針孔的相對位置則依賴于機(jī)械加工同心，光軸方向螺旋調(diào)節(jié)。這樣調(diào)節(jié)形成的四路熒光信號經(jīng)過聚焦，空間濾波后，由光電倍增管16收集。物鏡11采用套筒三螺釘立體布局調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，可微調(diào)其水平位置和傾角。此外，為隨時掌握、實(shí)時調(diào)節(jié)激光焦點(diǎn)在芯片上的位置，還設(shè)有圖像監(jiān)測系統(tǒng)2。圖像監(jiān)測系統(tǒng)2采用CCD攝像頭20進(jìn)行監(jiān)測。CCD攝像頭20為黑白1881(600*600線數(shù))型，其感光片有效面積為4.8毫米*3.6毫米。配合以2倍的放大鏡組，可實(shí)現(xiàn)3微米精度的分辨率。另外，由于透過芯片10，波長為488納米的激光強(qiáng)度還很大，因此需在鏡頭內(nèi)增加一個488納米波長的衰減片，以保護(hù)CCD攝像頭20。CCD攝像頭20能獨(dú)立三維調(diào)節(jié)，即x、y向調(diào)節(jié)時能監(jiān)測到芯片上的激光點(diǎn)，z向調(diào)節(jié)時能成像清晰。光學(xué)對焦系統(tǒng)3與芯片臺控制系統(tǒng)5結(jié)合時，CCD攝像頭20安裝在芯片臺19的下方，并與上面的聚焦物鏡11配合，便于與芯片臺19上放置的芯片10對焦。光學(xué)對焦系統(tǒng)3與芯片臺控制系統(tǒng)5結(jié)合完成后，再進(jìn)行對焦系統(tǒng)3光路調(diào)試。
步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)4，直接采用電機(jī)25進(jìn)行搭配，使其相互匹配以構(gòu)成五軸運(yùn)動體系的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)24。圖象監(jiān)測和步進(jìn)控制系統(tǒng)8由計(jì)算機(jī)7調(diào)節(jié)控制，并利用分析采光數(shù)據(jù)，編寫各步進(jìn)電機(jī)控制程序，輸出信號完成控制。θ角的半自動調(diào)節(jié)是利用CCD圖像20的顯示，通過預(yù)估傾斜角，編程，由計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確快速完成θ角校準(zhǔn)。x，y，z軸亦可直接輸入位移量進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時，計(jì)算機(jī)7能記錄芯片臺19的初始位置，每片芯片10測完后，可由計(jì)算機(jī)7控制，使芯片臺19自動回到原位置。
檢測儀測試操作時，以可控編程器(PLC)22為主體，通過對各個驅(qū)動器24的控制，實(shí)現(xiàn)每個步進(jìn)電機(jī)25的基本動作。同時通過計(jì)算機(jī)7與可控編程器(PLC)22間通信，實(shí)現(xiàn)用戶對每軸運(yùn)動的具體操作。
可控制編程器(PLC)22只有兩個脈沖輸出口Y0、Y1，其余均為節(jié)點(diǎn)邏輯輸出。通過節(jié)點(diǎn)邏輯輸出Y2、Y3、Y4，控制三個繼電器23，實(shí)現(xiàn)對五個驅(qū)動器24的脈沖輸出控制。另外，驅(qū)動器24的方向控制由Y5、Y6、Y7、Y8、Y9節(jié)點(diǎn)邏輯輸出實(shí)現(xiàn)。
上述設(shè)計(jì)實(shí)施完成后，先要對可控制編程器(PLC)22編程，實(shí)現(xiàn)對各類驅(qū)動器24的控制，完成步進(jìn)電機(jī)25的基本動作。編程時可按照可控制編程器(PLC)22的指令表直接對可控編程器(PLC)22編程輸入，也可通過高級語言，例如NPST-GR或者FPSOFT編程軟件，完成其梯形圖形式的編程。用戶工作界面1設(shè)置操作時，用戶先按‘啟動’，使可控制編程器(PLC)22處于工作狀態(tài)，同時按下‘監(jiān)測’，打開CCD攝像頭20監(jiān)測窗口，然后面向芯片升降臺19的托臺工作區(qū)，按下‘出臺’，使托臺從窗口伸出，將芯片10定位于托臺上，按下‘進(jìn)臺’，托臺帶著芯片10進(jìn)入儀器內(nèi)。接著便可以按下‘對焦’，使芯片升降臺19的托臺帶著芯片10上升，進(jìn)行托臺與電極板18自動對位，然后托臺托起電極板18，使后者脫離支撐板，伴隨托臺的自由運(yùn)動，完成芯片10與激發(fā)激光的初步對焦。剩下的工作便是面向常速調(diào)節(jié)區(qū)和微調(diào)區(qū)，完成激光焦斑與芯片10上的待測泳道之間的精密對焦，同時由信號處理器17完成對熒光信號的采集和分析。檢測完畢后，按下‘離位’，托臺下降到初始位置，接著按下‘出臺’，伸出托臺，取下完成檢測的芯片，再按下‘進(jìn)臺’，使芯片升降臺19的托臺復(fù)位，并關(guān)閉‘監(jiān)測’和‘啟動’，程序運(yùn)行結(jié)束。此外，考慮到用戶可能出現(xiàn)的意外誤操作，還為各按鈕內(nèi)置了邏輯互鎖關(guān)系，對非法操作不響應(yīng)。在常速調(diào)節(jié)區(qū)，先要指定要運(yùn)動軸的移動量(負(fù)值表示反向運(yùn)動)，然后才可按對應(yīng)的動作按鈕。其中的當(dāng)前位置可以實(shí)時顯示對應(yīng)軸向的運(yùn)動位置。限于系統(tǒng)的實(shí)際需要，五個軸只能依次運(yùn)動，不可同時按下，否則命令無效。在微調(diào)區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)各軸微米量級的正、反向運(yùn)動。考慮到實(shí)際情況的復(fù)雜性，又設(shè)置了‘調(diào)速’按鈕，可啟動速度設(shè)定對話框。該對話框可設(shè)置各軸的正常調(diào)節(jié)速度和微調(diào)時的步進(jìn)量，同時可實(shí)現(xiàn)各軸當(dāng)前位置的人為置零以及機(jī)械復(fù)零。為了便于系統(tǒng)的初始調(diào)試，還增加了各軸電機(jī)的LOCK/FREE按鈕，和托臺進(jìn)出、對焦位移量設(shè)置。
各模塊完成后，將各模塊組合連成整個系統(tǒng)。首先將運(yùn)動控制部分6安裝好，并為其它部分的安裝定下位置。然后安裝圖象監(jiān)測系統(tǒng)2與對焦系統(tǒng)3。安裝時，精確控制光路，仔細(xì)調(diào)節(jié)各光學(xué)器件的位置、角度，使CCD攝像頭20的中軸與對焦系統(tǒng)的聚焦物鏡11的中軸重合，以及兩個焦點(diǎn)重合。在安裝芯片臺控制部件5時，由于芯片的定位十分重要，因此，各部件定位要確當(dāng)。在安裝步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)4時，先將各步進(jìn)電機(jī)的控制線與可控制編程器(PLC)22相連，再將可控編程器(PLC)22與計(jì)算機(jī)7相連。最后安裝用戶界面1，聯(lián)機(jī)，安裝軟件，通過計(jì)算機(jī)7接口與儀器控制器相連，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。
權(quán)利要求1.一種DNA微通道電泳芯片(MCE chip)檢測儀，包括運(yùn)動機(jī)構(gòu)、芯片臺的控制、光路對焦系統(tǒng)、圖象監(jiān)測系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、用戶工作界面以及四色微通道電泳(MCE)，其特征在于以四色微通道電泳為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，有微機(jī)與可控編程器(PLC)相連的通信協(xié)議，計(jì)算機(jī)可視化編程用戶操作界面以及CCD攝像頭對基因芯片實(shí)時圖像監(jiān)測的圖象監(jiān)測模塊、調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)控制模塊、五維運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制模塊、芯片臺彈進(jìn)或彈出等操作的芯片臺控制模塊和由一個單片消球差透鏡非球面聚焦完成光路對焦的光路對焦控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DNA微通道電泳芯片檢測儀，其特征在于運(yùn)動部分由平面二維掃描、平面旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)、芯片對焦升降運(yùn)動和芯片臺進(jìn)出運(yùn)動組成五維運(yùn)動機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的DNA微通道電泳芯片檢測儀，其特征在于芯片對焦升降和芯片臺進(jìn)出的芯片裝卡裝置中，以托臺內(nèi)框的兩條相鄰邊線為基準(zhǔn)，對角位置，有一個裝卡平面固定芯片兩邊一點(diǎn)的內(nèi)置壓簧卡條。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DNA微通道電泳芯片檢測儀，其特征在于芯片裝卡裝置中的z向有固定芯片的，均上平面突出的兩邊一點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DNA微通道電泳芯片檢測儀，其特征在于芯片托臺掃描運(yùn)動時，聚焦透鏡與基因芯片的泳道平面間距變化范圍不超過4微米，最好掃描平面與聚焦物鏡也垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DNA微通道電泳芯片檢測儀，其特征在于非球面聚焦物鏡是一個單片消球差透鏡，物鏡的工作距離約1毫米。
專利摘要本DNA微通道電泳芯片檢測儀，由運(yùn)動機(jī)構(gòu)、芯片臺的控制、光路對焦、圖象監(jiān)測、步進(jìn)電機(jī)控制、用戶工作界面等組成。其中，四色微通道電泳根據(jù)共聚焦熒光檢測原理設(shè)計(jì)，電泳微芯片采用微電子機(jī)械工藝加工，并應(yīng)用高靈敏度激光誘導(dǎo)熒光檢測方法，由計(jì)算機(jī)控制操縱芯片臺、非球面物鏡對焦，對芯片檢測和分析。本檢測儀控制軟件功能強(qiáng)大、界面友好、操作簡便，是一種高效自動化檢測和分析DNA微芯片的檢測儀。
文檔編號G01N27/447GK2552000SQ02215218
公開日2003年5月21日 申請日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者徐元森, 陳繼鋒, 金慶輝, 趙建龍, 程兆谷 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所