集成式多功能芯片仪

摘要

本发明公开了一种集成式多功能芯片仪，包括光电检测模块、高压电源模块、温度加热控制模块和系统控制模块。光电检测模块：由行走微型工作平台，光学光路，芯片托架和高压电极托架组成。沿激光束方向依次设有第一透镜组、第一滤光片、第二透镜组、半透半反镜，该半透半反镜与激光束成45°放置，该半透半反镜的反射光束方向上设有放置芯片托架，由微流控芯片反射的激发荧光光束透过半透半反镜后进入对该透射光方向有切换开关的反射镜和CCD探测器，反射镜的反射光路上依次设有第二滤光片，第三透镜组，光阑和光电倍增管。它具有在芯片上进行PCR扩增；在芯片上进行芯片电泳，实现DNA片段分离；对芯片进行共聚焦激光诱导荧光扫描等功能。

主权项

一种集成式多功能芯片仪，包括光电检测模块、高压电源模块、温度加热控制模块和系统控制模块，其特征在于：所述光电检测模块：由X‑Y轴行走微型工作平台(10)，光学光路(20)，芯片托架(2)和高压电极托架(1)组成；其中：所述光学光路(20)：沿激光束方向同轴地依次设有第一透镜组(102)、第一滤光片(103)、第二透镜组(104)、半透半反镜(105)，该半透半反镜(105)与激光束(101)成45°放置，在该半透半反镜(105)的反射光束方向上是物镜组(106)和供微流控芯片放置的芯片托架(2)，由微流控芯片反射的激发荧光光束透过所述半透半反镜(105)后进入具有切换开关的反射镜(107)，在所述反射镜(107)的反射光路上依次设有第二滤光片(108)，第三透镜组(109)，光阑(110)和光电倍增管PMT(111)；在所述反射镜(107)的透射光路上设置CCD探测器(112)；所述的反射镜(107)的切换开关可将反射镜移入、移出光路，实现反射镜(107)的切换；所述的CCD探测器(112)用于观察芯片的位置；所述芯片托架(2)通过芯片支架(5)固定在X‑Y轴行走微型工作平台(10)上，高压电极托架(1)位于芯片托架(2)上面，并通过滑轴(3)和电极支架(4)固定，高压电极托架(1)上固定有四根经由高压电源模块输出的高压电极；所述系统控制模块由光电倍增管PMT信号放大输出单元，微型工作平台控制单元，激光电源、CCD电源组成；其中：所述光电倍增管PMT信号放大输出单元将PMT光电检测信号放大显示并输出到12位A/D，进行转换后送入单片机89C51进行运算，并与上位机通讯连接；所述微型工作平台控制单元：X，Y轴手动信号经单片机后分别通过X，Y轴驱动电路控制X，Y轴电机，单片机与上位机通讯连接；所述高压电源模块由0‑10000V高压电源、高压检测控制及手动调节电路组成；手动工作时，单片机发出接通指令，高压继电器接通，高压输出至电极；自动工作时，单片机通过RS232口接收上位机指令，由D/A转换器输出0‑5V信号给高压电源，高压电源输出则0‑10000V变化，单片机按上位机信号发出继电信号给高压继电器，高压电压输出至电极，另外，高压电压检测通过12位A/D转换器至单片机与高压设定信号进行比较，判断高压电压值是否正确，并将电压值送至上位机；所述温度加热控制模块由三个加热电炉、三个温度控制仪表、步进电机控制电路和快速切换机械机构以及接口电路构成；其中：所述温度控制仪表接收Pt100铂电阻温度检测信号或上位机给定的温度设定值指令后通过双向可控硅控制加热电炉温度；所述步进电机控制电路及快速切换机构：单片机接收手动按键或上位机行走指令后发出行走指令给驱动放大电路，驱动电路输出节拍脉冲信号控制步进电机，按三个温区段快速行走。