專利名稱：一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置。
背景技術：
微流控技術的迅速發展，給化學、醫藥及生命科學等領域帶來革命性沖擊，生物芯 片更被視為是后基因時代用來解讀基因序列之重要工具，在臨床檢驗領域，微流控技術將 給分子診斷和免疫診斷帶來革命性的改變。微流控基因診斷芯片是最有前途的診斷方法之一，也是發展很快的技術領域，微 流控芯片技術可以極大的減少基因診斷的成本，使基因診斷這項技術可以大規模的應用于 醫療診斷領域。以PCR為主的基因實驗診斷技術也不斷的得到完善，從而使臨床疾病通過 對與疾病相關的基因分析而得到迅速、準確的診斷，PCR反應的最大特點是具有較大擴增能 力與極高的靈敏性。但令人頭痛的問題是易污染，PCR擴增產物污染是PCR反應中最主要最 常見的污染問題，因為PCR產物拷貝量大(一般為IO13拷貝/ml)，遠遠高于PCR檢測數個拷 貝的極限，所以極微量的PCR產物污染，就可形成假陽性；還有一種最可能造成PCR產物污 染的形式是氣溶膠污染；在空氣與液體面摩擦時就可形成氣溶膠，在操作時比較劇烈地搖 動反應管，開蓋時、反復吸樣都可形成氣溶膠而污染，據計算一個氣溶膠顆粒可含48000拷 貝，因而由其造成的污染是一個值得特別重視的問題。為了防止污染，臨床基因診斷實驗室必須按照規定對房屋和室內空間進行規劃， 并嚴格的遵守規定的實驗室走向和流程，一個標準的基因診斷實驗室應該具備4個分割區 域(1、試劑貯存和準備區，2、標本制備區，3、擴增反應混合物配制和擴增區，4、擴增產物分 析區)。微流控芯片檢測診斷同樣需要解決污染問題，將其放置在PCR實驗室中當然可以滿 足實驗要求，但由于嚴格的實驗室要求和高昂的設備和人員費用使微流控芯片PCR技術還 是難以走出實驗室，進入普通的醫療診斷領域得到廣泛的應用；由于微流控芯片檢測診斷 裝置所需的電源連接、氣源連接及實驗過程中的操控，使現有生物安全柜也無法使用。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題是設計一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保 護裝置。本實用新型所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，包括保護殼體 11、保護門5、操控單元18、實驗單元6、數控接口 17、電源接口 19、氣源接口 14、實驗臺21， 排風口 1、排風高效過濾器2、送風高效過濾器3、進風口 7、回風口 8、紫外燈10、風機12、氣 路閥門13，如圖1所示，殼體11是密封的，為微流控芯片檢測診斷設備提供與外界隔絕的整 體檢測安全環境，保護門5安裝在外殼正面，保護門5里面是實驗區4 ；空氣循環系統在裝 置內部由風機12、進風口 7、回風口 8、排風口 1組成；排風高效過濾器2安裝在氣路排風口 1前，送風高效過濾器3安裝在實驗區4頂部，兩過濾器清除掉了在微流控芯片檢測診斷設 備運行時產生的氣溶膠和揮發在實驗區4的微生物；實驗區4左側、右側和背面三面是密封的金屬板，下面是實驗臺21，實驗臺21帶有通風孔，上面即頂部安裝的是送風高效過濾器 3，正面是保護門5，保護門5所打處為進風口 7 ；風機12啟動后，裝置內部空氣沿氣流9箭 頭標識方向流動，循環氣流9經實驗區4頂部的風高效過濾器3過濾后進入實驗區4，從實 驗臺21的通風孔排出，在實驗區4內形成垂直向下的氣流，阻止了從進風口 7進入的補充 空氣橫向運動到實驗單元6的位置，形成保護，從實驗區4下面排出的空氣經回風口 8、風 機12后，一部分經排風高效過濾器2過濾后排出裝置，另一部分經送風高效過濾器3過濾 后吹送到實驗區4，形成循環；在實驗區4內背面或兩側上方位置安裝有紫外燈10，用于實 驗區4內部使用前的消毒、殺滅微生物；如圖2所示，微流控芯片檢測診斷設備的實驗單元 6安裝在實驗區4內的實驗臺21上，微流控芯片檢測診斷設備的操控單元18放置在本裝 置外面；實驗區4內的數控接口 17、電源接口 19、氣源接口 14設置在其內側壁上，電源接口 19為微流控實驗單元6提供電源，電源接口 19輸入端與本裝置電源連接，由本裝置的電源 開關可控制電源接口 19通斷，也可以通過一路開關與本裝置電源輸入端連接，不受本裝置 總電源開關控制，便于在特殊情況下單獨對微流控裝置單獨操作；氣源接口 14通過氣體管 路15與微流控實驗單元6連接，提供所需氣源，氣源接口 14的入口與外部氣源連接，氣源 接口 14部分可以安裝氣路閥門13，控制通斷，閥門安裝在裝置外面，便于操作，減少污染； 數控接口 17通過數據線16與微流控實驗單元6連接，另一端與操控單元18連接，操作人 員通過操控單元18對其進行控制操作和數據傳輸。 本實用新型的微流控芯片診斷檢測的保護系統是一種專門用于對微流控芯片診 斷檢測進行保護的專用設備。其具體工作過程如下1.開啟紫外燈10運行30分鐘，殺滅工作區C內部微生物；2.開啟保護門5，在工作區內進行試劑準備和微流控芯片放置；3.開啟風機12將整個保護裝置內部空氣進行循環與凈化，具體來說，實驗區4內 的空氣經實驗區4下方回風口 8由風機12吸入，一部分通過排風高效過濾器2過濾后經頂 部排風口 1排出整體保護裝置的保護殼體11，另一部分通過送風高效過濾器3過濾后向實 驗區4均勻吹出；同時，通過實驗區4前側吸風口吸入外部空氣，保持整個保護裝置內部氣 量的一定，使空氣循環凈化過程順利進行。該步驟在整個檢測過程中一直存在；4.在微流控芯片診斷實驗單元6內部添加樣本；5.將保護門5關至適當高度，優選20cm，通過操控單元18輸入命令，開始對微流 控分子診斷系統中樣本進行診斷；診斷完畢后，通過數據接口 2，將診斷結果輸出至微流控 芯片診斷系統的操控單元18 ；6.診斷完成后，再次開啟紫外燈10對實驗區4進行殺毒；7.開啟保護門5，取出檢測完畢的芯片，放入新的芯片；8.將保護門5關至適當高度，優選20cm，重復步驟4_8。本實用新型采用生物安全保護概念，設計出一種微流控芯片檢測診斷設備的生物 安全保護裝置。本裝置所需面積約為1.5平方米，不需要專用實驗室，便于安裝使用，這種 保護裝置具有殺除微生物、空氣內循環、空氣凈化功能，在裝置的實驗區內形成具有一定生 物安全的區域，保證微流控芯片檢測診斷設備的正常運行，將本裝置應用在微流控芯片檢 測診斷設備上，可以使其在很小的區域內達到普通PCR試驗室的防護程度，對使用人員、環 境、樣本產生保護作用，解決了分子檢測過程中各環節可能帶來的污染問題，不會對檢測造成影響，使微流控芯片檢測診斷設備能夠走出實驗室，進入真正的醫療診斷領域，為人類造 福。整個微流控分子診斷設備的人機對話過程均處于保護裝置外部，避免了操作人員與微 流控芯片檢測診斷設備實驗單元的直接接觸機會，防止了對操作人員的傷害，降低了對樣 本自身的污染機會，從而最大限度的保護微流控芯片檢測診斷設備的環境安全，提高了診 斷的準確度。
圖1 為本裝置結構示意圖；圖2為實驗區4內實驗單元連接圖；排風口 1、排風高效過濾器2、送風高效過濾器3、實驗區4、保護門5、實驗單元6、 進風口 7、回風口 8、氣流9、紫外燈10、保護殼體11、風機12、氣路閥門13、氣源接口 14、氣 體管路15、數據線16、數控接口 17、操控單元18、電源接口 19、電源線20、實驗臺21。
具體實施方式
一種用于微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，如圖1所示，裝置殼體 采用密封金屬的保護殼體11，正面操作面上有保護門5，保護門里面區域是實驗區4，空氣 循環部分包括有風機12、進風口 7、回風口 8和排風口 1，在氣路排風口 1前安裝有排風高效 過濾器2 ；實驗區4左側、右側和背面用采金屬板密封，下面實驗臺21設有通風孔，頂部安 裝送風高效過濾器3，正面是保護門5 ；風機12啟動后，循環氣流9經送上面的風高效過濾 器3過濾后進入實驗區4，從實驗臺21的通風孔排出，在實驗區4內形成垂直向下的氣流， 阻止了從進風口 7進入的補充空氣橫向運動到實驗單元6的位置，從實驗區4排出的空氣 再經回風口 8風機12后，一部分經排風高效過濾器2過濾后排出裝置，另一部分又經送風 高效過濾器3過濾后再進入實驗區4，形成循環。在實驗區4背面上方位置安裝有1個紫外 燈10 ；還可以在實驗區4兩側上方位置安裝紫外燈。如圖2所示，微流控芯片檢測診斷設備的實驗單元6安裝在實驗區4內的實驗臺 21上，微流控芯片檢測診斷設備的操控單元18放置在本裝置外面；在實驗區4內側背面下 方設有電源接口 19，實驗單元6的電源線20插接在電源接口 19上，電源接口 19輸入端與 本裝置電源連接，通過本裝置的總電源開關控制電源接口 19的通斷；電源接口 19輸入端也 可以通過另一路開關與本裝置電源輸入端連接，不受本裝置電源開關控制；在實驗區4內 側左面設有氣源接口 14，實驗單元6的氣體管路15連接到氣源接口 14上，氣源接口 14另 一端通向本裝置外面，安裝一氣路閥門13，氣路閥門13連接到外部氣源上；在實驗區4內 側右面設有數控接口 17，實驗單元6的數據線16連接到數控接口 17上，數控接口 17另一 端連接到操控單元18上。
權利要求1.一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，包括保護殼體(11)、保護門 (5)、操控單元(18)、實驗臺(21)、實驗單元(6)，實驗單元(6)安裝在實驗平臺上，其 特征在于所述的保護裝置還包括一個空氣循環系統，殼體(11)是密封的，在保護裝置的內 側壁上分別設置有數控接口(17)、電源接口(19)、氣源接口(14)。
2.如權利要求1所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的空氣循環系統由風機(1 、進風口(7)、回風口(8)、排風口(1)組成。
3.如權利要求2所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的排風口(1)前安裝有排風過濾器0)，實驗區的頂部安裝有送風過濾器(3)。
4.如權利要求1所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的氣源接口(14)通過氣體管路(1 與微流控實驗單元(6)連接，氣源接口(14)部分安 裝有氣路閥門(13)。
5.如權利要求4所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的氣路閥門(13)安裝在裝置外面。
6.如權利要求1所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的數控接口(17)的一端通過數據線(16)與微流控實驗單元(6)連接，另一端與操控單 元(18)連接。
7.如權利要求3所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于在 實驗區(4)背面或兩側上方位置安裝有紫外燈(10)。
8.如權利要求1所述的微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，其特征在于所 述的電源接口(19)輸入端與保護裝置電源連接。
專利摘要一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，包括保護殼體、操控單元、電源接口、氣源接口、數控接口、實驗單元、保護門、空氣循環系統、紫外燈。本實用新型采用生物安全保護概念，設計出一種微流控芯片檢測診斷設備的生物安全保護裝置，這種保護裝置具有殺除微生物、空氣內循環、空氣凈化功能，在裝置的實驗區內形成具有一定生物安全的區域，保證微流控芯片檢測診斷設備的正常運行，將本裝置應用在微流控芯片檢測診斷設備上，解決了分子檢測過程中各環節可能帶來的污染問題，可以使其在很小的區域內達到普通PCR試驗室的防護程度，防止了對操作人員的傷害，從而最大限度的保護微流控芯片檢測診斷設備的環境安全，提高了診斷的準確度。
文檔編號C12Q1/68GK201924024SQ20102065510
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者楊奇 申請人:北京博暉創新光電技術股份有限公司