本发明专利技术涉及气体或液体中的微粒的检测领域，特别涉及一种用于气体或液体中固定微粒的微流控芯片、传感器及其微粒固定方法，一种固定微粒的微流控芯片，包括衬底、柔性悬膜或者弹性悬膜，其特征在于：所述衬底具有凹槽结构，衬底的凹槽结构与所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜构成样品通道；所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜在外力的作用下会变形。其有益效果是所述的柔性悬膜或者弹性悬膜，可以同时将多个微粒覆盖并固定在样品通道表面，实现批量固定，从而提高检测分析的效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体或液体中的微粒的检测领域，特别涉及一种用于气体或液体中固定微粒的微流控芯片、传感器及其微粒固定方法，可应用于空气中雾霾、血液中细胞、以及水中微生物等检测领域。
技术介绍
光学检测技术和微流控芯片的融合，催生了“光流控”(optofluidic)传感器(Nature Photon.，5 (10)，591-597 (2011))。利用光流控传感器对气体或液体样品进行分析检测，具有高灵敏度、实时动态、及微量样品需求等优势。因此，如何利用光流控传感器检测微粒物，在环境保护和生化分析等领域具有重要应用，例如:大气中悬浮的微粒会引起雾霾污染，血液中的细胞可以反映健康状态，海水中微小浮游生物会影响水质(B1geosciences，7，3239-3257，2010)。高精度的光学检测，通常需要将微粒固定住。但是，微粒的尺寸很小(可以小至几个纳米)不易固定，如何固定微粒，特别是如何快捷、大批量的固定微粒，对于实现高效、准确的分析检测至关重要。现有技术中，专利CN200680049247.6公开了微粒特别是生物学微粒表征和计数的方法和装置，通过微粒可能存在于由电极(EL)的阵列产生的作用在所述微粒上的力场(F)的稳定平衡点(PEQ)上的原理来实现，力场可以是正的或负的电介质电泳、电泳或电流体力学运动，其特征在于有关微粒(固态、液态或气态)的一组稳定平衡点；通过利用国际科学界称为电介质上电润湿的效应，同样的方法可适用于操纵小滴(液态微粒)。但是其结构异常复杂，所述装置的制造成本将会异常昂贵。然而普通微流控芯片不能将微粒固定从而达到精确检测，因此，如何在微流控芯片中，快速高效的固定大批量的微粒，从而提供一种制造成本低、结构简单，能够大批量的固定微粒，实现高效、准确检测微粒的微流控芯片，是本专利技术的创研动机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制造成本低廉、结构简单、所需样品少，能够大批量的固定微粒，实现高效、准确检测固定微粒的微流控芯片、传感器及其微粒固定方法。本专利技术所提供的一种固定微粒的微流控芯片，其主要技术方案如下:一种固定微粒的微流控芯片，包括衬底、柔性悬膜或者弹性悬膜，其特征在于:所述衬底具有凹槽结构，衬底的凹槽结构与所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜构成样品通道；所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜在外力的作用下会变形。本专利技术所提供的一种固定微粒的微流控芯片，还可包括以下附属技术方案:其中，所述样品通道表面刻蚀有微坑。其中，所述微坑的形状根据需要设置，为点状、线型、圆形、多边形中的一种或任几种。其中，所述微流控芯片设置有上游管路和下游管路。其中，所述上游管路设置有上游阀门。其中，所述下游管路设置有抽取装置和/或下游阀门。其中，所述的外力是液体毛细力、压力、流体抽力中的任一种或任几种。其中，所述衬底材料选自玻璃材料、有机材料或晶体材料中的一种。本专利技术还提供了一种含有固定微粒的微流控芯片的传感器，其主要技术方案为:一种含有固定微粒的微流控芯片的传感器，包括:外围进样系统、微流控芯片，传感器信号采集与处理系统以及平台支撑组件，其特征在于:所述微流控芯片为上述所述的任一微流控芯片。本专利技术还提供了一种微流控芯片中的微粒固定方法，其特征在于，主要包括以下步骤:第一步、将含有待测微粒的气体或液体，在外力的作用下流经由衬底的凹槽结构与柔性悬膜或者弹性悬膜构成的微流控芯片样品通道，最后经下游管路排出；第二步、全部或部分关闭上游阀门，样品通道的下游管路继续抽取流体，使得样品通道内的压力持续降低，从而导致柔性悬膜或者弹性悬膜变形、贴附在样品通道表面，实现柔性悬膜或者弹性悬膜将微粒覆盖并固定在样品通道表面，用于微粒检测；第三步、微粒检测结束之后，打开上游阀门，重新注入流体，柔性悬膜或者弹性悬膜离开样品通道表面，固定在样品通道表面的微粒被流体带走，更换微粒样品。本专利技术通过在微流控芯片的衬底的凹槽结构表面悬置一层柔性悬膜或者弹性悬膜，当流体上游管路被关闭之后，在下游管道的抽力和流体的毛细力的作用下，使得柔性悬膜或者弹性悬膜变形、并贴附在样品通道表面，从而将流体中的微粒覆盖在柔性悬膜或者弹性悬膜下面，以实现快捷高效的固定大量微粒。并且，通过在样品通道表面刻蚀微坑，使得微粒优先固定在微坑中，从而实现位置可控的微粒固定。本专利技术的微流控芯片结构如图1所示，是在芯片的凹槽上方固定一层柔性悬膜或者弹性悬膜，柔性悬膜或者弹性悬膜与衬底一起构成密封的流体样品通道。所述的微粒固定方法的工作原理是(如图2):含有微粒的流体，在下游抽力的作用下，经过上游阀门、流经具有悬膜的样品通道、最后经下游管路排出；当上游阀门关闭之后，下游的抽力继续抽取流体，使得样品通道内的压力持续降低，从而导致柔性悬膜或者弹性悬膜变形、并贴附在样品通道表面，实现将微粒覆盖固定在样品通道表面的目的。所述的柔性悬膜或者弹性悬膜，可以同时将多个微粒覆盖并固定在样品通道表面，实现批量固定，从而提高检测分析的效率。所述的微粒固定方法，当上游阀门重新打开之后，由于流体重新注入样品通道，使得柔性悬膜或者弹性悬膜恢复悬空的状态，被固定的微粒随之流走，从而实现更换检测微粒样品的目的。因此，无需复杂操作，就可以更换待测样品。所述的流体，包含气体和液体。所述的流体样品通道，可以在样品通道表面制备微小的凹坑(简称“微坑”)(如图3)。当悬膜变形并贴附在样品通道表面的过程中，微粒优先在微坑中固定，从而实现微粒的固定位置可控，有利于形成微粒的阵列排布，易于大批量自动化检测。所述的微粒固定方法，当上游阀门关闭后，随着样品通道内液体减少，液体的毛细力会促进悬膜变形并且贴附在样品通道表面。所述的微粒固定方法，上游阀门全部关闭或部分关闭，均能促使悬膜变形并且贴附在样品通道表面。【附图说明】附图，其被结合入并成为本说明书的一部分，示范了本专利技术的实施例，并与前述的综述和下面的详细描述一起解释本专利技术的原理。图1为用于固定微粒的微流控芯片结构示意图。图2为微流控芯片中微粒固定方法原理图。图3为位置可控的微粒固定方法原理图。1、衬底；2、柔性悬膜或者弹性悬膜；3、样品通道；4、上游阀门；5、微粒；6、微坑；7、上游管路；8、下游管路。【具体实施方式】下面将结合实施例以及附图对本专利技术加以详细说明，需要指出的是，所描述当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固定微粒的微流控芯片，包括衬底、柔性悬膜或者弹性悬膜，其特征在于：所述衬底具有凹槽结构，衬底的凹槽结构与所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜构成样品通道；所述柔性悬膜或者所述弹性悬膜在外力的作用下会变形。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄辉，渠波，白敏，
申请(专利权)人：黄辉，渠波，白敏，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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