微流控芯片对焦控制系统及微流控芯片荧光检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微流控芯片对焦控制系统和微流控芯片荧光检测系统，微流控芯片对焦控制系统包括光发射装置、散射光检测装置、移动装置和控制装置；光发射装置发射激发光至微流控芯片，散射光检测装置采集微流控芯片的散射光的光强度得到强度值并发送至控制装置；控制装置控制移动装置带动微流控芯片在固定平面内沿预设方向移动，使激发光依次靠近、照射、远离微流控芯片的流道，并获取微流控芯片的位移以及接收散射光检测装置采集的不同位移处的强度值；控制装置根据强度值生成固定平面对应的强度曲线，根据强度曲线获取微流控芯片的对焦位置点，并控制移动装置带动微流控芯片移动至对焦位置点。如此，可自动进行对焦，准确度高且成本低。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片对焦控制系统及微流控芯片荧光检测系统
本专利技术涉及检测
，特别是涉及一种微流控芯片对焦控制系统及微流控芯片荧光检测系统。
技术介绍
微流控芯片是利用微纳加工方法把微纳米尺度的流道制作在光学材料上、将光学材料与玻璃基板键合形成的内有流道的结构，可在微纳米尺度里对流体进行操控。微流控芯片荧光检测系统通过采用泵和阀等液流控制技术，可把微量的待检测样品注入到微流控芯片中，利用光诱导荧光、化学发光和生物化学等手段，可对待检测样品的生物和化学参数进行检测。为准确地对待检测样品进行检测，通常需要在检测前调整微流控芯片的位置，使用于发射光的光源聚焦在微流控芯片的流道。传统的微流控芯片荧光检测系统更换微流控芯片时，常常采用手动调整或相机拍照的方式进行微流控芯片的对焦，寻找管道焦点。然而，手动调整存在人为调节误差，准确度低；利用相机拍照对焦定位，成本高。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的对焦调节准确度低、成本高的问题，提供一种自动准确对焦且成本低的微流控芯片对焦控制系统及微流控芯片荧光检测系统。一种微流控芯片对焦控制系统，包括光发射装置、散射光检测装置、移动装置和控制装置，所述移动装置上载有微流控芯片，所述散射光检测装置和所述移动装置均连接所述控制装置；所述光发射装置用于发射激发光至所述微流控芯片，所述散射光检测装置用于采集所述微流控芯片的散射光的光强度得到强度值并发送至所述控制装置；所述控制装置发送移动指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片在固定平面内沿预设方向移动，使所述激发光依次靠近、照射、远离所述微流控芯片的流道，并获取所述微流控芯片在所述预设方向的位移以及接收所述散射光检测装置采集的不同位移处的强度值；所述控制装置根据不同位移对应的强度值生成所述固定平面对应的强度曲线，根据所述强度曲线获取所述微流控芯片的对焦位置点，发送对焦指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片移动至所述对焦位置点。上述微流控芯片对焦控制系统，通过光发射装置发射激发光至微流控芯片，控制装置控制移动装置带动微流控芯片在固定平面的预设方向上移动，使激发光依次靠近、照射、远离微流控芯片的流道，同时获取微流控芯片的不同位移并接收散射光检测装置检测的不同位移处的散射光对应的强度值，根据强度值和位移生成强度曲线并获取对焦位置点，以控制微流控芯片移动至对焦位置点。如此，通过控制微流控芯片移动、根据移动过程中的散射光进行分析得到对焦位置点，一方面，可自动对微流控芯片进行对焦，无需人工手动调整位置，对焦位置准确度高；另一方面，采用光发射装置、散射光检测装置、移动装置和控制装置组成，相比于传统的采用相机进行拍照对焦的方式，可降低对焦控制的成本。一种微流控芯片荧光检测系统，包括微流控芯片、荧光检测装置和上述微流控芯片对焦控制系统，所述微流控芯片设置于所述微流控芯片对焦控制系统的移动装置上，所述荧光检测装置连接所述微流控芯片对焦控制系统的控制装置；所述光发射装置还用于收集流经所述微流控芯片的流道的待检测样品的荧光，所述荧光检测装置用于采集所述光发射装置收集的荧光得到光电信号并发送至所述控制装置。上述微流控芯片荧光检测系统，由于包含了上述微流控芯片对焦控制系统，同理可自动对微流控芯片进行对焦，无需人工手动调整位置，对焦位置准确度高，且对焦控制成本低。附图说明图1为一实施例中微流控芯片对焦控制系统的结构示意图；图2为一实施例中微流控芯片对焦控制系统的具体结构图；图3为激发光照射微流控芯片的光学示意图；图4为强度曲线示意图；图5为一实施例中微流控芯片荧光检测系统的结构图。具体实施方式参考图1和图2，一实施例中的微流控芯片对焦控制系统，包括光发射装置110、散射光检测装置120、移动装置130和控制装置140，移动装置130上载有微流控芯片200，散射光检测装置120和移动装置130均连接控制装置140。光发射装置110用于发射激发光至微流控芯片200，散射光检测装置120用于采集微流控芯片200的散射光的光强度得到强度值并发送至控制装置140。其中，微流控芯片200用于对待检测样品进行检测，待检测样品流经微流控芯片200的流道。激发光为用于激发荧光的光。由于相邻两个介质的折射率不同，激发光在微流控芯片200两种介质界面上发生多次折射与反射可引起散射，如图3所示。垂直照射微流控芯片200的流道中心的激发光，大部分将穿透过待检测样品，只是在微流控芯片200的上下界面处发生反射而损失部分能量；而照射到微流控芯片200的流道边缘的激发光，会有大部分偏离原来的直线轨迹，发生散射。散射光检测装置120采集微流控芯片200的散射光的光强度。控制装置140发送移动指令至移动装置130，控制移动装置130带动微流控芯片200在固定平面内沿预设方向移动，使激发光依次靠近、照射、远离微流控芯片200的流道，并获取微流控芯片200在预设方向的位移以及接收散射光检测装置120采集的不同位移处的强度值。控制装置140根据不同位移对应的强度值生成固定平面对应的强度曲线，根据强度曲线获取微流控芯片200的对焦位置点，发送对焦指令至移动装置130，控制移动装置130带动微流控芯片200移动至对焦位置点。其中，固定平面为微流控芯片200朝向或背向光发射装置110的一侧所在的平面。具体地，激发光依次靠近、照射、远离微流控芯片200的流道，指微流控芯片200的流道的从激发光的光束的一侧移动至另一侧，使流道的相对两边缘依次经过激发光的照射后离开。例如，参考图3，光发射装置110在微流控芯片200的下方发射激发光，控制装置140控制移动装置130带动微流控芯片200沿图的左右方向移动，使流道从未被照射到被照射最后到未被照射。具体地，微流控芯片200移动过程中，控制装置140可以通过读取移动装置130的移动距离以获取微流控芯片200的位移。微流控芯片200移动过程中，散射光检测装置120实时采集散射光的光强度，可得到对应不同位移处的强度值并发送给控制装置140。上述微流控芯片对焦控制系统，通过光发射装置110发射激发光至微流控芯片200，控制装置140控制移动装置130带动微流控芯片200在固定平面的预设方向上移动，使激发光依次靠近、照射、远离微流控芯片200的流道，同时获取微流控芯片200的不同位移并接收散射光检测装置120检测的不同位移处的散射光对应的强度值，根据强度值和位移生成强度曲线并获取对焦位置点，以控制微流控芯片200移动至对焦位置点。如此，通过控制微流控芯片200移动、根据移动过程中的散射光进行分析得到对焦位置点，一方面，可自动对微流控芯片200进行对焦，无需人工手动调整位置，对焦位置准确度高；另一方面，采用光发射装置110、散射光检测装置120、移动装置130和控制装置140组成，相比于传统的采用相机进行拍照对焦的方式，可降低对焦控制的成本。移动装置130可以调整微流控芯片200前后、左右和上下移动，具体地，移动装置130的控制精度可以达到1um(微米)。具体地，控制装置140在发送移动指令至移动装置130控制移动装置130移动之前，预先将微流控芯片200的流道通入纯水，从而激发光可照射流道内的纯水。控制装置140可以为上位机。具体地，控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片对焦控制系统，其特征在于，包括光发射装置、散射光检测装置、移动装置和控制装置，所述移动装置上载有微流控芯片，所述散射光检测装置和所述移动装置均连接所述控制装置；所述光发射装置用于发射激发光至所述微流控芯片，所述散射光检测装置用于采集所述微流控芯片的散射光的光强度得到强度值并发送至所述控制装置；所述控制装置发送移动指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片在固定平面内沿预设方向移动，使所述激发光依次靠近、照射、远离所述微流控芯片的流道，并获取所述微流控芯片在所述预设方向的位移以及接收所述散射光检测装置采集的不同位移处的强度值；所述控制装置根据不同位移对应的强度值生成所述固定平面对应的强度曲线，根据所述强度曲线获取所述微流控芯片的对焦位置点，发送对焦指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片移动至所述对焦位置点。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片对焦控制系统，其特征在于，包括光发射装置、散射光检测装置、移动装置和控制装置，所述移动装置上载有微流控芯片，所述散射光检测装置和所述移动装置均连接所述控制装置；所述光发射装置用于发射激发光至所述微流控芯片，所述散射光检测装置用于采集所述微流控芯片的散射光的光强度得到强度值并发送至所述控制装置；所述控制装置发送移动指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片在固定平面内沿预设方向移动，使所述激发光依次靠近、照射、远离所述微流控芯片的流道，并获取所述微流控芯片在所述预设方向的位移以及接收所述散射光检测装置采集的不同位移处的强度值；所述控制装置根据不同位移对应的强度值生成所述固定平面对应的强度曲线，根据所述强度曲线获取所述微流控芯片的对焦位置点，发送对焦指令至所述移动装置，控制所述移动装置带动所述微流控芯片移动至所述对焦位置点。2.根据权利要求1所述的微流控芯片对焦控制系统，其特征在于，所述强度曲线为包括有两个散射峰的曲线，所述控制装置查找两个散射峰的峰值之间的最小幅值，根据所述最小幅值对应的位移获取所述微流控芯片在所述固定平面上的对焦位置点。3.根据权利要求2所述的微流控芯片对焦控制系统，其特征在于，所述散射光检测装置的数量为两个，所述控制装置根据两个散射光检测装置采集的不同位移处的强度值分别生成强度曲线；所述控制装置分别查找两个强度曲线的最小幅值，计算两个最小幅值所在的位移的平均值，将位移的平均值对应的位置点作为所述微流控芯片在所述固定平面上的对焦位置点。4.根据权利要求3所述的微流控芯片对焦控制系统，其特征在于，所述固定平面到所述光发射装置的垂直距离为定值，所述固定平面的数量有多个且不同固定平面到所述光发射装置的垂直距离不同；所述控制装置控制所述移动装置带动所述微流控芯片调整至不同的固定平面后，发送所述移动指令至所述移动装置，分别获取所述微流控芯片在不同的固定平面上的对焦位置点；所述控制装置分别获取各固定平面对应的两个强度曲线中两个散射峰在预设幅度处的峰宽度，分别计算各强度曲线的两个峰宽度的平均值的得到所述强度曲线对应的均值，再计算同一固定平面的两个强度曲线对应均值的平均值作为对应固定平面的宽度平均值；所述控制装置从各固定平面的宽度平均值中选取最小值，根据所述最小值对应固定平面到所述光发射装置的垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：关烨锋，张道森，
申请(专利权)人：广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44