专利名称：电磁阻尼移动平台和双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动装置，特别涉及一种电磁阻尼移动平台，它可在双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪中用作移动基因芯片的平台。
背景技术：
双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪是一种用于基因诊断和检测的常用设备，其工作原理是，各种波长的激光束作为激发光束照射在基因芯片表面，由此激发基因芯片上的单元产生荧光信号，这些受激荧光信号由光电传感器检测其强度，随后通过分析检测到的荧光信号强度可以获取各种信息。基因芯片由大量以矩阵形式排列的单元构成，为了使激发光束能够遍历所有的芯片单元，在基因芯片扫描仪中，一方面使激发光束沿X轴方向相对基因芯片作直线运动以扫描具有相同X轴坐标或同一行的芯片单元(以下称为行扫描)，另一方面还使激发光束沿与X轴垂直的Y轴方向相对基因芯片作直线运动以扫描其它行的芯片单元(以下称为帧扫描)。在上述扫描过程中，行扫描速度远大于帧扫描速度，前者一般是后者二个数量级以上。
在现有双激光共轭聚焦基因片扫描仪中，可以通过使承载基因芯片的平台沿X轴和Y轴方向的直线运动来实现行扫描和帧扫描过程，也可以通过使使承载基因芯片的平台沿Y轴方向的直线运动来实现帧扫描过程而通过使激发光束沿X轴方向的运动来实现行扫描过程。但是无论采用何种扫描方式，基因芯片平台的运动都由机械式滑块来实现，这种滑块在旋转丝杆的驱动下，沿定向导轨作直线往返运动以实现行扫描或帧扫描过程。
上述这种机械式滑块驱动方式具有结构简单、性能可靠的优点，但是由于运动部件的运动惯量较大，所以运动速度慢，无法胜任对速度要求较高的行扫描过程。以常用的这种类型双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪为例，其扫描一个标准尺寸的基因芯片一般需要5分钟左右的时间，这将严重影响工作效率。

发明内容
本发明的目的是提供一种电磁阻尼移动平台，它可以使被驱动的部件以更快的速度运动，并且结构简单，性能可靠。
一种电磁阻尼移动平台，包括滑轨；可沿滑轨移动的滑块，其上安装有永磁铁；通电后可产生平行于滑轨方向的磁场的电磁线圈；脉冲电流产生单元，用于向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流以使滑块在磁场的作用下沿滑轨移动。
比较好的是，在上述电磁阻尼移动平台中，所述电磁线圈设置于滑轨两端并且线圈轴线平行于滑轨方向，所述永磁铁的N极和S极分别与位于滑轨两端的电磁线圈相对。
本发明的另一个目的是提供一种双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，它可以以更快的速度扫描基因芯片，并且结构简单，性能可靠。
一种双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，包含产生激发光束的激光光源、检测基因芯片受激荧光信号的信号检测单元和承载基因芯片的移动平台，所述移动平台为电磁阻尼移动平台，其包括滑轨，其平行于基因芯片的扫描方向；可沿滑轨移动的承载基因芯片的滑块，其上安装有永磁铁；通电后可产生平行于滑轨方向的磁场的电磁线圈；脉冲电流产生单元，用于向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流以使滑块在磁场的作用下沿滑轨移动。
比较好的是，在上述双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪中，所述电磁线圈设置于滑轨两端并且线圈轴线平行于滑轨方向，所述永磁铁的N极和S极分别与位于滑轨两端的电磁线圈相对。
比较好的是，在上述双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪中，所述滑轨的方向与基因芯片行扫描方向平行。
在本发明中，由于采用电磁脉冲驱动永久磁铁的方式来替代通常的机械滑块中的丝杆驱动方式，因此大大减少了运动部件的质量，从而使驱动部件的运动惯量也随之减少，由此提高了承载基因芯片的滑块的往返速度。


通过以下结合附图对本发明较佳实施例的描述，可以进一步理解本发明的目的、特征和优点，其中图1为按照本发明较佳实施例的电磁阻尼移动平台的示意图。
图2为按照本发明较佳实施例的双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪的示意图。
具体实施例方式
以下借助图1描述按照本发明较佳实施例的电磁阻尼移动平台。
本发明较佳实施例包括滑轨1、滑块2、电磁线圈3a和3b、脉冲电流产生单元4。如图1所示，电磁线圈3a和3b分别设置于滑轨1的两端，并且电磁线圈的轴线平行于滑轨1的滑移方向，因此当向电磁线圈3a和3b通电时将产生平行于滑轨1方向的磁场。滑块2可沿滑轨1自由移动，而且滑块2上安装有永磁铁2a，该永磁铁2a的N极和S极分别与电磁线圈3a和3b相对，因此滑块2可在磁场的作用下沿滑轨移动。脉冲电流产生单元4与电磁线圈相连，其向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流。
在本发明中采用电磁脉冲方式产生驱动滑块2移动的磁场，这种方式与直线电机的原理相似，都是通过控制电流的方向、幅度和持续时间来产生所需的磁场，从而达到控制滑块2运动方向、速度和位移量的目的。当磁场变化频率较快时，永磁铁即可在这种高变磁场中作直线往复运动，其速度变化规律类似于谐振运动。此外这种方式可大大减低运动部件的质量，从而使惯量下降，从而大大提高运动速度。
值得指出的是，在本发明的电磁阻尼移动平台中，电磁线圈和永磁铁的相对布局并不局限于上述实施例所述，例如也可以仅仅在滑轨一端设置电磁线圈，因此永磁铁只有一个磁极受到电磁线圈的吸引力或排斥力。此外，滑块上永磁铁可以有多块，磁极的极性可以安排为与位于滑轨两端的电磁线圈相对的磁极都是N极或S极。
上述实施例的电磁阻尼移动平台可以用于双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪中承载基因芯片的移动平台。如图2所示，在典型的基因芯片扫描仪中，激发光源包含两台发射不同波长的激光器201a和201b以及反射镜202a和分色滤光片202b。荧光信号检测单元包含分色滤光片203a和荧光信号检测器203b，其中反射镜202a、分色滤光片202b和分色滤光片203a位于同一光轴上。移动平台204承载基因芯片205并且位于激光束出射光束的光路上。为了提高扫描速度，移动平台可采用上述电磁阻尼移动平台的结构，此时如图1所示，基因芯片被放置于滑块上，滑轨方向平行于基因芯片的行扫描或帧扫描方向，通过滑块的运动可实现芯片的行扫描或帧扫描过程。
以下以行扫描过程为例描述电磁阻尼移动平台的工作过程。再次参见图2，当进行芯片扫描时，激光器201a发射的激光束经反射镜202a反射和分色滤光片202b透射至基因芯片表面205的一个单元，而激光器201b发射的激光束经反射镜202b反射至基因芯片表面205的一个单元，该单元受激产生荧光，一部分荧光信号经扫描光学单元204和分色滤光片203a后射向荧光信号检测器203b进行检测。随着滑块沿滑轨的运动，每一行内的单元将依次被激光束照射从而产生受激荧光信号，当滑块从滑轨一端运动至另一端时，该行内所有的单元都被扫描到，从而完成一次行扫描过程。接着，使移动平台204沿帧扫描方向行进一段距离，然后滑块又开始从滑轨一端返回另一端，继续下一行的行扫描，该过程不断重复，直至完成整个芯片的扫描从而获得全场荧光图像。
在本发明的移动平台中，由于采用高变电磁阻尼的方式来驱动基因芯片的运动，所以省去了机械驱动的全部零部件，大大减少了其运动惯量，从而提高了其运动速度。与采用机械方式驱动滑块的现有技术相比，在本发明中，采用电磁阻尼方式可以使整机的扫描速度提高5倍左右。
权利要求
1.一种电磁阻尼移动平台，其特征在于，包括滑轨；可沿滑轨移动的滑块，其上安装有永磁铁；通电后可产生平行于滑轨方向的磁场的电磁线圈；脉冲电流产生单元，用于向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流以使滑块在磁场的作用下沿滑轨移动。
2.如权利要求1所述的电磁阻尼移动平台，其特征在于，所述电磁线圈设置于滑轨两端并且线圈轴线平行于滑轨方向，所述永磁铁的N极和S极分别与位于滑轨两端的电磁线圈相对。
3.一种双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，包含产生激发光束的激光光源、检测基因芯片受激荧光信号的信号检测单元和承载基因芯片的移动平台，其特征在于，所述移动平台包含电磁阻尼移动平台，其包括滑轨，其平行于基因芯片的扫描方向；可沿滑轨移动的承载基因芯片的滑块，其上安装有永磁铁；通电后可产生平行于滑轨方向的磁场的电磁线圈；脉冲电流产生单元，用于向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流以使滑块在磁场的作用下沿滑轨移动。
4.如权利要求3所述的双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，其特征在于，所述电磁线圈设置于滑轨两端并且线圈轴线平行于滑轨方向，所述永磁铁的N极和S极分别与位于滑轨两端的电磁线圈相对。
5.如权利要求3或4所述的双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，其特征在于，所述滑轨的方向与基因芯片行扫描方向平行。
全文摘要
本发明提供一种电磁阻尼移动平台，它可以使被驱动的部件以更快的速度运动，并且结构简单，性能可靠。该电磁阻尼移动平台包括滑轨；可沿滑轨移动的滑块，其上安装有永磁铁；通电后可产生平行于滑轨方向的磁场的电磁线圈；脉冲电流产生单元，用于向电磁线圈提供具有一定方向、幅度和宽度的脉冲电流以使滑块在电磁磁场的作用下沿滑轨移动。当将上述电磁阻尼移动平台用于双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪时，可大大提高基因芯片的扫描速度。
文档编号G01N21/64GK1580743SQ03141940
公开日2005年2月16日 申请日期2003年7月30日 优先权日2003年7月30日
发明者冯哲民, 邵晖, 王铁铭 申请人:上海爱普特仪器有限公司