1、引言

通过对生物芯片点样仪市场的调研，特别是经过对美国的Genemachine公司、Cartesain公司以及英国的Biorobotics公司等几个品牌生物芯片点样仪厂家产品的现场考察，在汲取了它们的优点的基础上，形成了我们将要自主研发的DY-2001型生物芯片点样仪的机械结构的构想。

2、载片台的确定

由于研发DY-2001型生物芯片点样仪是我们进入点样仪市场的第一步。经权衡决定暂不采用像Biorobotics的MGII那样多层可移动式载片台的复杂结构，从而确立了简捷稳固的单层固定式载片台的雏形。为兼顾生产与科研两类用户的不同需求，载片量初步定为100。在载片台的布局上，力争做到摆放尽可能多些的样品盒、又不削减必要的双清洗槽和真空吸干。为充分利用空间，玻片的限位采用的是我们独创的小针轴方式。除了玻片台左上方因同方向的玻片已不能摆放而无法利用以外，其它部分的面积已经用到了极限。玻片台的布置参见图1。

3、机械核心部分结构的确定

在拟定点样仪机械核心部分的结构之前，我们首先分析了几个著名品牌点样仪的结构特点、点样精度水平，以及存在的不足。由于无法预测点样仪在今后几年内的发展究竟有多快，所以我们把将要研制的点样仪的点样密度水平定位在中高密度上，意在确保它能维持较长时间的先进性。在我们所观察到的几个厂家的产品中，Genemachine对控制点样头做水平方向运动的导轨平台的固定，刚度是最高的，值得学习，但它的基础平台大了些，参见图2。Cartesain的两种机型参见图3、4。前者因机械结构的总体布局不够理想，在对空间的利用率方面不值得借鉴。而后者的刚度、稳定性欠佳。至于Biorobotic的MGII，参见图5。虽然它的多层可移动式的载片台、样品库等都非常值得我们效仿，但由于它的点样密度、精度水平就我们希望达到的目标而言，显得偏低，若在我们的第一台点样仪上就考虑做类似的改进机构，需要做的工作还很多。

通过对点样仪实现点样精度的各环节的分析，我们采用了口字型移动架梁固定水平运动导轨平台的机构，参见图6。口字型框架的上边缘固定着可水平移动的导轨平台，在它的滑块上安装着可垂直上下运动的导轨平台，在这个导轨平台的滑块上固定着点样头。整个口字型框架固定在大平面下面导轨平台的滑块上。我们认为，点样头随大平面下边的导轨平台运动时的位置精度，是有足够的刚度保证的。而当点样头沿大平面上边的导轨平台运动时，结构刚度虽不像前者那样令人自信，但即使出现挠度变形，它主要也体现在垂直方向上，在水平方向上带来的位置偏差不仅是微乎其微的，而且还是线性的。这样，综合起来，对点样仪实际的点样精度并不会造成不良影响。当然，在机械结构上，我们对刚度问题已经给予了充分的重视和考虑。费此周折，我们认为是很有必要的，因为如果把口字型结构做成像Genemachine那样的门型固定式结构，尽管在刚度上能无后顾之忧，但载片台势必也要做成可移动式的。如果那样，点样仪实际使用时的占地面积必然要增大将近一倍。那么再加上保持湿度环境的外罩，点样仪必将显得太过庞大。图7是按照我们现在的设计方案制作的产品外观图。多方征求意见，得到了一致的认可。

诚然，在机械总体结构上刚度的欠缺，用加强关键结构刚度的办法来解决，也是行之有效的。但这只是“治标”，说不上是最佳的途径。因为这样的做法至少使该机的总重量增大了许多。虽说稳固的基础是保证精度的有利条件，但如果能把高精度与轻巧结合起来，仪器必将更趋完美。

通过对未来点样仪市场需求的分析，笔者认为可以“两条腿走路”。一方面精简DY-2001现有的结构，大幅度减轻图6中大平面以上部分的重量。把图6中大平面下的导轨平台的滑轨拓宽。在不牺牲精度水平的前提下，使仪器变得更轻巧、精致。另一方面，研发精度不很高却有较大市场前景的所谓“经济适用型”点样仪，以Genetix的Q-PIX（参见图8）为蓝本，打破样品区和载片区的界限，不追求大载片量，但求小巧、灵活，适用范围广，进而走入包括县、市级医院在内的广大医疗、卫生、科研单位的大门。