一种离心式微流体芯片及病菌检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及微流控技术应用领域，公开了一种离心式微流体芯片及病菌检测系统。本实用新型专利技术中的离心式微流体芯片包括底层板和顶层板，底层板和顶层板通过粘贴层结合在一起；底层板的上表面制作有若干个流体腔，连通流体腔的通道以及位于通道内的微控阀；粘贴层在流体腔和通道对应位置设有避让口；顶层板在流体腔对应位置设有加液孔。本实用新型专利技术的离心式微流体芯片包含若干个流体腔，使得检测时扩增和观测步骤均可以离心式微流体芯片进行，可以使得扩增和观测步骤不必再使用其他设备，降低了硬件和人力成本，极大地方便了检测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微流控技术应用领域，特别涉及一种离心式微流体芯片及病菌检测系统。
技术介绍
微流控技术提供了单分子核酸检测方法的多种实现平台，通过微机械加工技术把生化样品的分析操作集成在几平方厘米的芯片上，它也因此被通俗地称为芯片实验室(Lab-on-Chip，简称“LOC”)，其中光盘实验室(Lab-on-a-disc)概念由于只使用了一个简单的马达就能在光盘形设备上完成微流的自动化控制，受到了特别的兴趣与关注。因为使用体积微小的离心式光盘实验室，不仅极大地降低了分析成本，而且检测时间短，灵敏度高，便于携带，引领着生化分析仪器向智能化和微型化的方向发展。其中光盘实验室芯片设备使用马达旋转光盘设备产生的离心力处理流体，所以又称为离心式微流体芯片。基于等温DNA扩增技术的检测方法是目前用来进行临床病菌检测的理想手段，其中重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification,简称“RPA”)法是一种常温下的单分子核酸检测方法。RPA灵敏度高，对温度及设备要求低，而且检测结果能实时快速显示，特别适合用于病菌特别是食品中病菌的检测。现有技术使用光盘实验室芯片进行扩增检测时，扩增和观测步骤中还只能在另外的设备上进行，如常规的实时聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，简称“PCR”)机器，即不能用一个设备完成所有检测过程，增加了硬件和人力成本，而且给检测带来极大的不便。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种离心式微流体芯片及病菌检测系统，使得扩增和观测步骤不必再使用其他另外的设备，降低了硬件和人力成本，极大地方便了检测。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种离心式微流体芯片，包含底层板和顶层板，所述底层板和所述顶层板通过粘贴层结合在一起；所述底层板的上表面制作有若干个流体腔，连通流体腔的通道以及位于通道内的微控阀；所述粘贴层在所述流体腔和所述通道对应位置设有避让口；所述顶层板在所述流体腔对应位置设有加液孔。本技术的实施方式还提供了一种病菌检测系统，包含：上述离心式微流体芯片，微控制器，伺服马达和光发射器；其中，当需要打开所述微控阀时，所述微控制器驱动所述激光发射器照射所述微控阀；当需要转动所述离心式微流体芯片时，所述微控制器驱动所述伺服马达转动，所述伺服马达带动所述离心式微流体芯片转动。本技术实施方式相对于现有技术而言，离心式微流体芯片包含若干个流体腔，使得检测时扩增和观测步骤均可以在离心式微流体芯片进行，可以使得扩增和观测步骤不必再使用其他设备，降低了硬件和人力成本，极大地方便了检测。另外，所述若干个流体腔分别为：裂解腔、扩增腔、计量腔、稀释腔、观测腔和废物腔；其中，所述裂解腔通过第一通道连通所述扩增腔；所述扩增腔通过第二通道连通所述计量腔和所述废物腔；所述计量腔通过第三通道连通所述稀释腔；所述稀释腔通过第四通道连通所述观测腔。另外，所述离心式微流体芯片还包含至少一块用于加热的金属块；所述金属块安装在底层板的下表面对应于所述扩增腔的位置。采用金属块给扩增腔加热可以实现恒温扩增。另外，所述病菌检测系统还包含加热控制电路，所述加热控制电路连接在所述微控制器和所述离心式微流体芯片的金属块之间。采用加热控制电路可对加热温度进行精确控制。另外，所述病菌检测系统还包含带状传感器；所述带状传感器安装在所述离心式微流体芯片的观测腔内。另外，所述激光发射器为激光二极管或者发光二极管，可以方便地控制阀门，或者作为加热器为扩增腔加热。另外，所述病菌检测系统还包含摄像机和闪光灯；所述摄像机和所述闪光灯分别与所述微控制器连接，且安装在所述离心式微流体芯片上方，摄像机用于记录上述离心式微流体芯片的运动状态，闪光灯用来给摄像机提供光线。附图说明图1是本技术第一实施方式的离心式微流体芯片结构示意图；图2是本技术第一实施方式的流体腔结构示意图；图3是本技术第二实施方式的病菌检测系统结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请，本申请提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本技术的第一实施方式涉及一种离心式微流体芯片，该芯片包含底
层板12和顶层板15，底层板12和顶层板15通过粘贴层13结合在一起。底层板的上表面制作有若干个流体腔，连通流体腔的通道以及位于通道内的微控阀。粘贴层在流体腔和通道对应位置设有避让口，而顶层板在流体腔对应位置设有加液孔，具体结构如图1所示。请参阅图2所示，流体腔包含但不限于：裂解腔1、扩增腔2、计量腔3、废物腔4、稀释腔5、观测腔6。其中，裂解腔1通过第一通道8连通扩增腔2；扩增腔2通过第二通道9连通计量腔3和废物腔4；计量腔3通过第三通道10连通稀释腔5；稀释腔5通过第四通道11连通观测腔6。另外，为了实现恒温扩增，可以采用金属块给扩增腔加热。具体地说，离心式微流体芯片还包含至少一块用于加热的金属块，该金属块安装在底层板的下表面对应于扩增腔的位置，也就是说，将加热器7安装在扩增腔2的正下方。与现有技术相比，本实施方式的离心式微流体芯片包含若干个流体腔，使得检测时扩增和观测步骤均可以离心式微流体芯片进行，可以使得扩增和观测步骤不必再使用其他设备，降低了硬件和人力成本，极大地方便了检测。本技术的第二种实施方式涉及一种病菌检测系统，具体结构如图3所示。该病菌检测系统包含：微控制器17、伺服马达21、光发射器19和第一实施方式的离心式微流体芯片30。其中，微控制器17分别连接并控制光发射器19和伺服马达21。当需要打开微控阀时，微控制器驱动光发射器照射微控阀。具体地说，阀门由石蜡构成，石蜡里面填充了铁氧化物纳米颗粒，在光源照射下，纳米颗粒吸收光能量，加热石蜡后石蜡被融化，然后阀门被打开。当需要转动离心式微流体芯片时，微控制器驱动所述伺服马达转动，伺服马达带动离心式微流体芯片转动。也就是说，测试过程中，微控制器17通过伺服马达21控制离心式微流体芯片30的转速，产生测试所需要的离心
力。此外，值得说明的是，为了实现对扩增腔进行加热，本实施方式的病菌检测系统还包含加热控制电路，加热控制电路连接在微控制器和离心式微流体芯片的金属块之间，实现对加热温度的精确控制。另外，光发射器19可以是激光二极管，也可以是发光二极管，光发射器19接受微控制器17指令，一方面可以用来打开或关闭各流体腔之间通道内的微控阀，另一方面也可以用来照射扩增腔，为扩增腔2提供等温扩增法所需要的温度。另外，系统还包含摄像机16和闪光灯18，摄像机和闪光灯分别与微控制器连接，且安装在离心式微流体芯片上方，摄像机16用于记录上述离心式微流体芯片30的运动状态，闪光灯18给摄像机16提供充足的光线。本实施方式的病菌检测系统具体工作过程如下：1、在进行测试前，先将带状传感器22(如图1所示)安装在离心式微流体芯片的观测腔6内，再将底层板和顶层板粘贴在一起。2、通过顶层板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心式微流体芯片，其特征在于，包含底层板和顶层板，所述底层板和所述顶层板通过粘贴层结合在一起；所述底层板的上表面制作有若干个流体腔，连通流体腔的通道以及位于通道内的微控阀；所述粘贴层在所述流体腔和所述通道对应位置设有避让口；所述顶层板在所述流体腔对应位置设有加液孔。

【技术特征摘要】
1.一种离心式微流体芯片，其特征在于，包含底层板和顶层板，所述底层板和所述顶层板通过粘贴层结合在一起；所述底层板的上表面制作有若干个流体腔，连通流体腔的通道以及位于通道内的微控阀；所述粘贴层在所述流体腔和所述通道对应位置设有避让口；所述顶层板在所述流体腔对应位置设有加液孔。2.根据权利要求1所述的离心式微流体芯片，其特征在于，所述若干个流体腔分别为：裂解腔、扩增腔、计量腔、稀释腔、观测腔和废物腔；其中，所述裂解腔通过第一通道连通所述扩增腔；所述扩增腔通过第二通道连通所述计量腔和所述废物腔；所述计量腔通过第三通道连通所述稀释腔；所述稀释腔通过第四通道连通所述观测腔。3.根据权利要求2所述的离心式微流体芯片，其特征在于，所述离心式微流体芯片还包含至少一块用于加热的金属块；所述金属块安装在底层板的下表面对应于所述扩增腔的位置。4.一种病菌检测系统，其特征在于，包含：如权利要求1至权利要求3中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣国光，
申请(专利权)人：苏州博尔达生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32