作物真菌孢子抗药性检测装置与检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种作物真菌孢子抗药性检测装置，包括注射泵、微流控芯片、温控设备、CMOS图像传感器，在微流控芯片上设置有反应区和反应检测区，利用微流控生物芯片和CMOS图像传感器相结合，提高孢子检测的准确性；本发明专利技术还公开了一种作物真菌孢子抗药性检测方法，仅需将要检测的试剂量和孢子从设定好的入口注入，等待观测结果即可。本发明专利技术中的作物真菌孢子抗药性检测装置和检测方法，操作简单且能提高检测结果的准确性，便于避免重复性工作，提高检测效率。

Plant fungal spore resistance detection device and detection method

The invention discloses a device for detecting drug resistance of crop fungal spores, including injection pump, microfluidic chip, temperature control device, CMOS image sensor, the microfluidic chip is arranged on the detection area of the reaction zone and the reaction, using microfluidic chip and CMOS image sensor is combined to improve the accuracy of detection of the spores of the invention; also disclosed is a method of detecting drug resistance of crop fungal spores, only to be detected amount of reagent and spore injection from the entrance set, waiting for the observations can be. The invention relates to a device for detecting the resistance of a fungal spore of a crop, which is simple in operation and can improve the accuracy of the detection result, so as to avoid repetitive work and improve detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
作物真菌孢子抗药性检测装置与检测方法
本专利技术涉及微生物领域，尤其涉及一种作物真菌孢子抗药性检测装置与检测方法。
技术介绍
目前，针对孢子抗药性诊断技术尚未出现，病害处置具有较大的滞后性，给农作的高产带来了严重的打击。研究发现，随着农药的大量、广泛适应，抗性问题也随之产生。到目前为止，有各种作物真菌对农药均具有抗药性的报道。由于病害主要通过病菌的有性孢子在气流等方式中传播，因此，在空气中检测真菌孢子，判断农作物是否被病害侵染，对实现农作物早期诊断、预防具有重大的意义。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种作物真菌孢子抗药性检测装置与检测方法，能够简单直观地对孢子的抗药性能进行检测，并提高准确性。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术中作物真菌孢子抗药性检测装置，该装置包括注射泵、微流控芯片、温控设备、CMOS图像传感器，所述微流控芯片上设置有单向反应通道，在该单向反应通道上依次设置有样品入口、缓冲液入口、染色剂溶液入口和反应物排出口，根据反应物的行进阶段将单向通道依次分为第一芯片反应区、第二芯片反应区、芯片检测区，所述样品入口和缓冲液入口通过微混合器接入第一芯片反应区，第一芯片反应区和染色剂溶液入口通过微混合器接入第二芯片反应区，第二芯片反应区与芯片检测区连接，反应物排出口设置在芯片检测区的末端；所述样品入口、缓冲液入口和染色剂溶液入口分别与装有相应物质的注射泵连接；所述样品入口至少有两组，其中一组作为孢子溶液入口，其余作为农药溶液入口；所述温控设备布设在所述微流控芯片周围为其供温、所述CMOS图像传感器对芯片检测区进行图像采集。所述样品入口中各组的位置关系为：以孢子溶液入口的位置为中心轴，其余组中的样品入口为偶数个，且关于该中心轴对称。相应地，本专利技术还提供了一种作物真菌孢子抗药性检测方法，利用上述装置对真菌孢子的抗药性进行检测，该方法包括以下步骤：(1)利用样品入口分别注入孢子溶液和农药溶液，利用缓冲液入口注入缓冲液，利用染色剂溶液入口注入染色剂；(2)将孢子溶液和农药溶液经过微混合器混合后进入第一芯片反应区进行持续预设时间的反应；(3)将染色剂溶液和被侵染的孢子溶液通过微混合器混合后进入第二芯片反应区中进行染色；(5)当染色剂溶液和被侵染的孢子溶液的混合液流至芯片检测区时，利用CMOS图像传感器对微流控芯片进行图像采集。进一步地，对于检测孢子对不同农药浓度的抗药性时，利用不同组样品入口分别注入不同浓度的农药溶液；并利用缓冲液将各农药溶液与孢子溶液的混合液进行隔离。进一步地，对于检测孢子对不同种农药的抗药性时，利用不同组样品入口分别注入不同种农药溶液；并利用缓冲液将各农药溶液与孢子溶液的混合液进行隔离。有益效果：本专利技术中的作物真菌孢子抗药性检测装置利用微流控芯片为孢子提供反应区和反应检测区，操作简单，仅需将要检测的试剂量和孢子从设定好的入口注入，等待观测结果即可；该装置具备样品预处理功能，降低了整个检测过程的复杂度，不需专业人员操作和固定场所；利用微流控生物芯片和CMOS图像传感器相结合，提高孢子检测的准确性；通过设置多组样品入口不仅能实现检测孢子对单种药品不同浓度的抗药性，本专利技术中的作物真菌孢子抗药性检测方法，利用上述装置操作简单，还可同时检测孢子对多种药品的抗药性，避免重复性的操作，节约时间，并且提高了检测效率。附图说明图1是本专利技术中作物真菌孢子抗药性检测装置的结构示意图；图2是微流控芯片的结构示意图；图3是微流控芯片的微混合器的结构示意图；图4是微流控芯片的芯片检测区在CMOS图像传感器检测目标显示示意图；图5是本专利技术中作物真菌孢子抗药性检测方法的流程图；图中，1为注射泵，2为微流控芯片，3为单片机，4为温控设备，5为CMOS图像传感器，6为上位机，7为电源，201为样品入口，202为缓冲液入口，203为染色剂溶液入口，204为微混合器，205为芯片反应区，206为芯片检测区，207为反应物排出口。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明。图1中的作物真菌孢子抗药性检测装置，包括注射泵1、微流控芯片2、单片机3、温控设备4、CMOS图像传感器5、上位机6和电源7，注射泵1与微流控芯片2相连，用于完成对所需样品的进样任务；温控设备4、CMOS图像传感器5均位于微流控芯片2的周围，单片机3分别与温控设备4、CMOS图像传感器5以及上位机6相连，单片机3用于控制温控设备4的工作情况，保证孢子抗药性检测过程中可以达到检测环境所需的最佳温度，单片机3控制CMOS图像传感器5工作以及接收并存储CMOS图像传感器5传输过来的图片；单片机3将采集到的图片数据传输至上位机6上实时显示出来，便于检测者的观测；电源7与单片机3、上位机6以及注射泵1相连，电源7给这三者供电，保证其正常运行。如图1和2所示，微流控芯片2上设置有单向反应通道，在该单向反应通道上依次设置有样品入口201、缓冲液入口202、染色剂溶液入口203和反应物排出口207，根据反应物的行进阶段将单向通道依次分为第一芯片反应区、第二芯片反应区、芯片检测区206，第一芯片反应区和第二芯片反应区统称为芯片反应区205，样品入口201、缓冲液入口202通过微混合器204接入第一芯片反应区，第一芯片反应区和染色剂溶液入口203通过微混合器204接入第二芯片反应区；第二芯片反应区与芯片检测区206连接，反应物排出口207设置在芯片检测区206的末端。其中，样品入口201采用Y型通道，Y型通道分别连接相应的注射泵，通过Y型通道进入的反应物也通过微混合器204接入单向反应通道，根据实验的需要样品入口201可分为N+1组，分别记为1-1号、1-2号、1-2’号、1-3号、1-3’号···1-N号、1-N’号，1-1号作为孢子溶液入口，其余各组作为农药溶液入口，且其余各组中的样品入口个数为偶数个，如图2所示，1-2号和1-2’号入口是关于1-1号相对称，依次类推，1-3号、1-3’号入口是关于1-1号相对称，以及1-N号、1-N’号入口关于-1号对称。样品号入口201与注射泵1相连，若根据实验需要设置有N组样品入口201，则各入口分别与装有不同物质的注射泵1对应相连，温控设备4放置在微流控芯片2的芯片反应区205的下方，CMOS图像传感器5放置于微流控芯片2的芯片检测区206的下方。该芯片不仅能实现检测孢子对单种药品不同浓度的抗药性，还可同时实现检测孢子对多种药品的抗药性，从而实现检测对象多元化，自动化程度高。如图3所示，为了增加混沌程度，提高混合效率，微流控芯片2上的微混合器204的扩散通道中放置按一定规律排列的长方形平板阻碍物以此增加对流。如图4所示，微流控芯片2上的芯片检测区206采用弯曲通道形状，弯曲通道增加了芯片检测区206的长度，使得检测结果可以更好的呈现出来；本专利技术使用CMOS图像传感器5来观测孢子被侵染后的颜色，以此判断孢子的存活状态，方便检测结果的拍摄。如图5所示，利用图1中的装置检测孢子对药品的抗药性时，包括以下步骤：(1)将孢子原液和水分别从样品入口201的1-1号Y型通道两端注入，将农药和水分别从样品入口201的其他组Y型通道的两端注入，如1-2和1-2’号口，完成前期溶液配制混合的预处理工作；(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作物真菌孢子抗药性检测装置，其特征在于，该装置包括注射泵、微流控芯片、温控设备、CMOS图像传感器，所述微流控芯片上设置有单向反应通道，在该单向反应通道上依次设置有样品入口、缓冲液入口、染色剂溶液入口和反应物排出口，根据反应物的行进阶段将单向通道依次分为第一芯片反应区、第二芯片反应区、芯片检测区，所述样品入口和缓冲液入口通过微混合器接入第一芯片反应区，第一芯片反应区和染色剂溶液入口通过微混合器接入第二芯片反应区，第二芯片反应区与芯片检测区连接，反应物排出口设置在芯片检测区的末端；所述样品入口、缓冲液入口和染色剂溶液入口分别与装有相应物质的注射泵连接；所述样品入口至少有两组，其中一组作为孢子溶液入口，其余作为农药溶液入口；所述温控设备布设在所述微流控芯片周围为其供温、所述CMOS图像传感器对芯片检测区进行图像采集。

【技术特征摘要】
1.一种作物真菌孢子抗药性检测装置，其特征在于，该装置包括注射泵、微流控芯片、温控设备、CMOS图像传感器，所述微流控芯片上设置有单向反应通道，在该单向反应通道上依次设置有样品入口、缓冲液入口、染色剂溶液入口和反应物排出口，根据反应物的行进阶段将单向通道依次分为第一芯片反应区、第二芯片反应区、芯片检测区，所述样品入口和缓冲液入口通过微混合器接入第一芯片反应区，第一芯片反应区和染色剂溶液入口通过微混合器接入第二芯片反应区，第二芯片反应区与芯片检测区连接，反应物排出口设置在芯片检测区的末端；所述样品入口、缓冲液入口和染色剂溶液入口分别与装有相应物质的注射泵连接；所述样品入口至少有两组，其中一组作为孢子溶液入口，其余作为农药溶液入口；所述温控设备布设在所述微流控芯片周围为其供温、所述CMOS图像传感器对芯片检测区进行图像采集。2.根据权利要求1所述的作物真菌孢子抗药性检测装置，其特征在于，所述样品入口中各组的位置关系为：以孢子溶液入口的位置为中心轴，其余组中的样品入口为偶数个，且关于该中心轴对称。3.根据权利要求2所述的作物真菌孢子抗药性检测装置，其特征在于，所述样品入口和染色剂溶液入口均采用Y型通道。4.根据权利要求2所述的作物真菌孢子抗药性检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佩锋，杨宁，王盼，
申请(专利权)人：江苏农林职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32