一種生物晶片及其檢測儀和系統以及其註記標記及辨識方法與流程

2023-05-25 06:30:47 1

本發明涉及生物檢測技術領域，具體為一種生物晶片及其檢測儀和系統以及其註記標記及辨識方法。

背景技術：

生物晶片，又稱蛋白晶片或基因晶片，它們起源於dna雜交探針技術與半導體工業技術相結合的結晶。該技術係指將大量探針分子固定於支持物上後與帶螢光標記的dna或其他樣品分子(例如蛋白，因子或小分子)進行雜交，通過檢測每個探針分子的雜交信號強度進而獲取樣品分子的數量和序列信息，生物晶片就是在一塊玻璃片、矽片、尼龍膜等材料上放上生物樣品，然後由一種儀器收集信號，用計算機分析數據結果，然而目前多數的生物晶片檢測儀是由ccd成像檢測儀，成像低，檢測效果差，而且目前使用過的生物晶片，由於拿錯可能再次使用，由於上一次使用而殘留下的汙染，使得檢測結果有錯，而現有的檢測儀不能檢測生物晶片是否已經使用過，例如中國新專利申請號cn201410380947.x提出的一種生物晶片檢測儀，就為ccd成像檢測儀，而且不能檢測生物晶片是否已經使用過，因此需要對目前的生物晶片檢測做經一步的改進。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種生物晶片及其檢測儀和系統以及其註記標記及辨識方法，以解決上述背景技術中提出的傳統的檢測儀多為ccd成像檢測儀，檢測效果差，而且不能檢測生物晶片是否已經使用過，影響檢測結果的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種生物晶片，包括生物晶片本體，所述生物晶片本體的表面左側設置有基板，所述生物晶片本體的表面右側設置有條形碼。

一種生物晶片檢測儀，包括檢測儀殼體，所述檢測儀殼體的內腔分為採集腔室和分析腔室，所述採集腔室的內腔頂部左側固定安裝有雷射器組，所述檢測儀殼體的左側壁插接有移動板，所述移動板的頂部開有凹槽，所述採集腔室的內腔左側壁上下分別固定連接有光路選擇器支撐架和二向色鏡，所述光路選擇器支撐架的右端固定連接有光路選擇器，所述二向色鏡的頂部連接有豎向支撐板，所述豎向支撐板的右端通過支架連接有濾光片，所述豎向支撐板的右側壁連接有接收物鏡支架，所述接收物鏡支架的底部固定連接有接收物鏡，所述接收物鏡支架的右側壁通過支架連接有針孔擋板，所述採集腔室的內腔底部固定連接有雷射掃碼器支架，所述雷射掃碼器支架的左端固定連接有雷射掃碼器，所述採集腔室的內腔右側壁固定連接有pmt圖像採集器，所述分析腔室的內腔底部固定連接有主機，所述分析腔室的內腔右側壁固定連接有驅動檢測裝置，所述分析腔室的內腔頂部固定連接有警報器。

優選的，所述濾光片、接收物鏡、針孔擋板和pmt圖像採集器的中心線均位於同一水平線上。

一種生物晶片檢測儀系統，包括主機、雷射掃碼系統、記憶存儲單元、驅動檢測系統、警報系統和生物晶片檢測系統；

所述主機用於接收數據信息，分析處理數據信息和發送指令等；

所述雷射掃碼系統包括雷射掃碼處理器、雷射數據傳輸單元、a/d轉換單元、信號放大單元和雷射掃碼單元，所述雷射掃碼單元採集生物晶片本體上的條形碼的信息，並將信號傳輸給信號放大單元，所述信號放大單元將信號放大，並將放大後的信號傳輸給a/d轉換單元，所述a/d轉換單元將模擬信號轉換成數位訊號發送給雷射掃碼處理器，所述雷射掃碼處理器對接收的數字雷射信號分析處理，並將處理後的數字雷射信號發送給雷射數據傳輸單元，所述雷射數據傳輸單元與主機連接；

所述記憶存儲單元存儲雷射信息數據；

所述驅動檢測系統包括驅動檢測處理器、主機指令接收單元和多路控制電路，主機指令接收單元接收主機指令，並將主機指令發送給驅動檢測處理器，所述驅動檢測處理器接收指令，並向多路控制電路發送指令，所述多路控制電路控制電路連通；

所述警報系統包括警報處理器、警報電路接通單元、d/a轉換單元、音頻放大單元和揚聲器，所述警報電路接通單元接通電路，所述警報處理器工作，所述警報處理器發出警報信號，並傳輸給d/a轉換單元，所述d/a轉換單元將數位訊號轉換成模擬信號後發送給音頻放大單元，所述音頻放大單元對音頻放大後發送給揚聲器；

所述生物晶片檢測系統包括生物晶片檢測處理器、檢測電路接收單元、模數轉換單元、濾波單元、pmt傳感器，所述檢測電路接收單元接通電路後，所述生物晶片檢測系統通電，所述pmt傳感器採集螢光光譜圖像，並將螢光光譜圖像發送給濾波單元，所述濾波單元對螢光光譜圖像作濾波處理後，發送給模數轉換單元，所述模數轉換單元將模擬信號轉換成數位訊號，發送給生物晶片檢測處理器，所述生物晶片檢測處理器對接收的數字螢光光譜分析和處理後，將處理數據發送給顯示輸出單元，所述顯示輸出單元將處理數據發送給顯示屏，所述顯示屏顯示處理數據。

一種生物晶片檢測儀註記標記及辨識方法，包括如下步驟：生物晶片標本製作、掃碼處理和生物晶片螢光檢測，該種生物晶片檢測儀註記標記及辨識方法，具體步驟如下：

s1：生物晶片標本製作：在生物晶片本體上的基板內放入需要檢測的生物樣料，之後將生物晶片本體放入到移動板上的凹槽內，之後推動移動板，使移動板帶動生物晶片本體進入到採集腔室內；

s2：掃碼處理：之後雷射掃碼單元採集生物晶片本體上的條形碼的信息，並將信號傳輸給信號放大單元，信號放大單元將信號放大，並將放大後的信號傳輸給a/d轉換單元，之後a/d轉換單元將模擬信號轉換成數位訊號發送給雷射掃碼處理器，雷射掃碼處理器對接收的數字雷射信號分析處理，並將處理後的數字雷射信號發送給雷射數據傳輸單元，雷射數據傳輸單元將數字雷射信號發送給主機，主機對數字雷射信號分析和處理，並從記憶存儲單元內獲取之前採集的條形碼雷射數字信息，進行對比，若採集的條形碼雷射數字信息與從記憶存儲單元內存儲的其中一個條形碼雷射數字信息相同，則主機向驅動檢測系統內的主機指令接收單元發送警報信號，主機指令接收單元將警報信號發送給驅動檢測處理器，驅動檢測處理器分析和處理警報信號後，並向多路控制電路發送指令，多路控制電路連通警報系統，警報系統發出警報，提醒該生物晶片已經使用過，需要更換生物晶片，若採集的條形碼雷射數字信息與從記憶存儲單元內存儲的其中任何一個條形碼雷射數字信息都不同，則主機向驅動檢測系統內的主機指令接收單元發送檢測連通指令，主機指令接收單元將檢測連通指令發送給驅動檢測處理器，驅動檢測處理器分析和處理檢測連通指令後，並向多路控制電路發送指令，使多路控制電路連通生物晶片檢測系統，開始螢光檢測；

s3：生物晶片螢光檢測：啟動雷射器組，雷射器組發射雷射，之後多組雷射束進入到光路選擇器內進行光路選擇，之後經過光路選擇器選擇後的單束雷射透過二向色鏡，照射到基板上的生物樣料，之後生物樣料上的光經過二向色鏡反射後傳輸到濾光片內，之後螢光再經過接受物鏡的折射後，從針孔擋板上的透光孔穿出，之後ptm圖像採集器採集螢光光譜，ptm圖像採集器內的pmt傳感器將螢光光譜圖像發送給濾波單元，濾波單元對螢光光譜圖像作濾波處理後，發送給模數轉換單元，模數轉換單元將模擬信號轉換成數位訊號，發送給生物晶片檢測處理器，生物晶片檢測處理器對接收的數字螢光光譜分析和處理後，將處理數據發送給顯示輸出單元，顯示輸出單元將處理數據發送給顯示屏，顯示屏顯示處理數據。

優選的，所述步驟s1中，凹槽的長度大於生物晶片本體的寬度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該種生物晶片及其檢測儀和系統以及其註記標記及辨識方法，可以在螢光標記分子與dna晶片雜交的同時進行擇交信號的探測，無需清洗掉為雜交分子，簡化了操作步驟，而且pmt器件解析度高，檢測效果好，而且在生物晶片本體上設置條形碼，通雷射掃碼器採集，可以辨識生物晶片是否被使用過，進而可以及時更換生物晶片，避免影響檢測結果。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明檢測儀結構示意圖；

圖3為本發明檢測儀系統原理框圖；

圖4為本發明雷射掃碼系統框圖；

圖5為本發明驅動檢測系統框圖；

圖6為本發明警報系統框圖；

圖7為本發明生物晶片檢測系統框圖。

圖中：1生物晶片本體、2基板、3條形碼、4檢測儀殼體、5採集腔室、6分析腔室、7雷射器組、8移動板、9凹槽、10光路選擇器支撐架、11二向色鏡、12光路選擇器、13豎向支撐板、14濾光片、15接收物鏡支架、16接收物鏡、17針孔擋板、18雷射掃碼器支架、19雷射掃碼器、20pmt圖像採集器、21主機、22驅動檢測裝置、23警報器、24雷射掃碼系統、241雷射掃碼處理器、242雷射數據傳輸單元、243a/d轉換單元、244信號放大單元、245雷射掃碼單元、25記憶存儲單元、26驅動檢測系統、261驅動檢測處理器、262主機指令接收單元、263多路控制電路、27警報系統、271警報處理器、272警報電路接通單元、273d/a轉換單元、274音頻放大單元、275揚聲器、28生物晶片檢測系統、281生物晶片檢測處理器、282檢測電路接收單元、283模數轉換單元、284濾波單元、285pmt傳感器、286顯示輸出單元、287顯示屏。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-7，本發明提供一種技術方案：一種生物晶片，包括生物晶片本體1，所述生物晶片本體1的表面左側設置有基板2，所述生物晶片本體1的表面右側設置有條形碼3。

本發明還提供一種生物晶片檢測儀，包括檢測儀殼體4，所述檢測儀殼體4的內腔分為採集腔室5和分析腔室6，所述採集腔室5的內腔頂部左側固定安裝有雷射器組7，所述檢測儀殼體4的左側壁插接有移動板8，所述移動板8的頂部開有凹槽9，所述採集腔室5的內腔左側壁上下分別固定連接有光路選擇器支撐架10和二向色鏡11，所述光路選擇器支撐架10的右端固定連接有光路選擇器12，所述二向色鏡11的頂部連接有豎向支撐板13，所述豎向支撐板13的右端通過支架連接有濾光片14，所述豎向支撐板13的右側壁連接有接收物鏡支架15，所述接收物鏡支架15的底部固定連接有接收物鏡16，所述接收物鏡支架15的右側壁通過支架連接有針孔擋板17，所述採集腔室5的內腔底部固定連接有雷射掃碼器支架18，所述雷射掃碼器支架18的左端固定連接有雷射掃碼器19，所述採集腔室5的內腔右側壁固定連接有pmt圖像採集器20，所述分析腔室6的內腔底部固定連接有主機21，所述分析腔室6的內腔右側壁固定連接有驅動檢測裝置22，所述分析腔室6的內腔頂部固定連接有警報器23,所述濾光片14、接收物鏡16、針孔擋板17和pmt圖像採集器20的中心線均位於同一水平線上。

本發明又提供一種生物晶片檢測儀系統，包括主機21、雷射掃碼系統24、記憶存儲單元25、驅動檢測系統26、警報系統27和生物晶片檢測系統28；

所述主機21用於接收數據信息，分析處理數據信息和發送指令等；

所述雷射掃碼系統24包括雷射掃碼處理器241、雷射數據傳輸單元242、a/d轉換單元243、信號放大單元244和雷射掃碼單元245，所述雷射掃碼單元245採集生物晶片本體1上的條形碼3的信息，並將信號傳輸給信號放大單元244，所述信號放大單元244將信號放大，並將放大後的信號傳輸給a/d轉換單元243，所述a/d轉換單元243將模擬信號轉換成數位訊號發送給雷射掃碼處理器241，所述雷射掃碼處理器241對接收的數字雷射信號分析處理，並將處理後的數字雷射信號發送給雷射數據傳輸單元242，所述雷射數據傳輸單元242與主機1連接；

所述記憶存儲單元25存儲雷射信息數據；

所述驅動檢測系統26包括驅動檢測處理器261、主機指令接收單元262和多路控制電路263，主機指令接收單元262接收主機指令，並將主機指令發送給驅動檢測處理器，所述驅動檢測處理器261接收指令，並向多路控制電路263發送指令，所述多路控制電路263控制電路連通；

所述警報系統27包括警報處理器271、警報電路接通單元272、d/a轉換單元273、音頻放大單元274和揚聲器275，所述警報電路接通單元272接通電路，所述警報處理器271工作，所述警報處理器271發出警報信號，並傳輸給d/a轉換單元273，所述d/a轉換單元273將數位訊號轉換成模擬信號後發送給音頻放大單元274，所述音頻放大單元274對音頻放大後發送給揚聲器275；

所述生物晶片檢測系統28包括生物晶片檢測處理器281、檢測電路接收單元282、模數轉換單元283、濾波單元284、pmt傳感器285，所述檢測電路接收單元282接通電路後，所述生物晶片檢測系統28通電，所述pmt傳感器285採集螢光光譜圖像，並將螢光光譜圖像發送給濾波單元284，所述濾波單元284對螢光光譜圖像作濾波處理後，發送給模數轉換單元283，所述模數轉換單元283將模擬信號轉換成數位訊號，發送給生物晶片檢測處理器281，所述生物晶片檢測處理器281對接收的數字螢光光譜分析和處理後，將處理數據發送給顯示輸出單元286，所述顯示輸出單元286將處理數據發送給顯示屏287，所述顯示屏287顯示處理數據。

本發明再提供一種生物晶片檢測儀註記標記及辨識方法，包括如下步驟：生物晶片標本製作、掃碼處理和生物晶片螢光檢測，該種生物晶片檢測儀註記標記及辨識方法，具體步驟如下：

s1：生物晶片標本製作：在生物晶片本體1上的基板2內放入需要檢測的生物樣料，之後將生物晶片本體1放入到移動板8上的凹槽9內，之後推動移動板8，使移動板8帶動生物晶片本體1進入到採集腔室5內；

s2：掃碼處理：之後雷射掃碼單元245採集生物晶片本體1上的條形碼3的信息，並將信號傳輸給信號放大單元244，信號放大單元244將信號放大，並將放大後的信號傳輸給a/d轉換單元243，之後a/d轉換單元243將模擬信號轉換成數位訊號發送給雷射掃碼處理器241，雷射掃碼處理器241對接收的數字雷射信號分析處理，並將處理後的數字雷射信號發送給雷射數據傳輸單元242，雷射數據傳輸單元242將數字雷射信號發送給主機21，主機21對數字雷射信號分析和處理，並從記憶存儲單元25內獲取之前採集的條形碼雷射數字信息，進行對比，若採集的條形碼雷射數字信息與從記憶存儲單元25內存儲的其中一個條形碼雷射數字信息相同，則主機21向驅動檢測系統26內的主機指令接收單元262發送警報信號，主機指令接收單元262將警報信號發送給驅動檢測處理器261，驅動檢測處理器261分析和處理警報信號後，並向多路控制電路263發送指令，多路控制電路263連通警報系統27，警報系統27發出警報，提醒該生物晶片已經使用過，需要更換生物晶片，若採集的條形碼雷射數字信息與從記憶存儲單元25內存儲的其中任何一個條形碼雷射數字信息都不同，則主機21向驅動檢測系統26內的主機指令接收單元262發送檢測連通指令，主機指令接收單元262將檢測連通指令發送給驅動檢測處理器261，驅動檢測處理器261分析和處理檢測連通指令後，並向多路控制電路263發送指令，使多路控制電路263連通生物晶片檢測系統28，開始螢光檢測；

s3：生物晶片螢光檢測：啟動雷射器組7，雷射器組7發射雷射，之後多組雷射束進入到光路選擇器12內進行光路選擇，之後經過光路選擇器12選擇後的單束雷射透過二向色鏡11，照射到基板2上的生物樣料，之後生物樣料上的光經過二向色鏡11反射後傳輸到濾光片14內，之後螢光再經過接受物鏡16的折射後，從針孔擋板17上的透光孔穿出，之後ptm圖像採集器20採集螢光光譜，ptm圖像採集器20內的pmt傳感器285將螢光光譜圖像發送給濾波單元284，濾波單元284對螢光光譜圖像作濾波處理後，發送給模數轉換單元283，模數轉換單元283將模擬信號轉換成數位訊號，發送給生物晶片檢測處理器281，生物晶片檢測處理器281對接收的數字螢光光譜分析和處理後，將處理數據發送給顯示輸出單元286，顯示輸出單元286將處理數據發送給顯示屏287，顯示屏287顯示處理數據，所述步驟s1中，凹槽9的長度大於生物晶片本體1的寬度。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。