ATP荧光检测微流控芯片，荧光检测系统，荧光检测方法及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种ATP荧光检测微流控芯片，包括一芯片基体以及芯片盖板，芯片基体上环绕中心点布设有多个检测单元；检测单元包括形成于芯片基体上的裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池，反应池离中心点的距离最远，且裂解液池、样本池和反应池与中心点的距离依次增加；裂解液池通过第一微流道与样本池连通，样本池通过第二微流道与反应池连通，酶溶液池通过第三微流道与反应池连通，所述第二微流道和第三微流道上均设有突破阀；芯片盖板上设有多个加样孔。本发明专利技术还公开了包括上述微流控芯片的检测系统、荧光检测方法及其应用。本发明专利技术的ATP荧光检测微流控芯片，检测的速度快、精度高，自动化程度高，可实现现场的实时检测。

【技术实现步骤摘要】
ATP荧光检测微流控芯片，荧光检测系统，荧光检测方法及其应用
本专利技术涉及微流控芯片
，具体涉及一种用于ATP荧光检测的微流控芯片，荧光检测系统，荧光检测方法及其应用。
技术介绍
菌落总量是食品安全和环境监测的重要指标(“GB4789.2-2016食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定”，菌落培养，时间1-3天)，国标方法耗时长、设备大型、操作繁复，不利于检验检疫等需要现场实时检测的应用领域。ATP(三磷酸腺苷)是所有生物生命活动的能量来源，ATP生物发光法是利用ATP试剂中若干组分，如荧光素-荧光素酶等，与被测样本反应产生光子，再利用专门研制的设备来捕捉和检测发光值，由于被测样本所含细菌等微生物的数量与所含的ATP值、以及ATP值与发光值之间存在一定的函数关系，因此通过检测发光值即能得到被测标本所含细菌等微生物含量。目前，市面上已经出现了基于ATP生物发光原理来快速检测ATP的检测设备。近年来，微流控芯片作为新型的分析平台，具有微型化、自动化、集成化等优点，已经受到环境检测等相关领域的广泛关注。搭建微流控芯片平台用于微生物检测已经有部分报道，这些芯片检测在设计上没有充分发挥圆盘式芯片的优点，实际操作复杂，不利于多个样品同时检测，并且芯片适用范围窄，灵活性差。在芯片上实现高分辨率和高灵敏度的微生物检测应用尚未有实质性的突破。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种ATP荧光检测微流控芯片，以克服现有技术的不足。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种ATP荧光检测微流控芯片，包括一可绕中心点转动的芯片基体以及贴合于所述芯片基体上的芯片盖板，所述芯片基体上环绕中心点布设有多个检测单元；所述检测单元包括形成于所述芯片基体上的裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池，所述反应池离中心点的距离最远，且裂解液池、样本池和反应池与中心点的距离依次增加；所述裂解液池通过第一微流道与样本池连通，样本池通过第二微流道与反应池连通，酶溶液池通过第三微流道与反应池连通，所述第二微流道和第三微流道上均设有突破阀；所述芯片盖板上设有多个加样孔，每个所述裂解液池、样本池和酶溶液池分别与对应的加样孔连通，通过该加样孔可向各池中加样。突破阀，又叫虹吸阀，其具有固定的临界转速。本专利技术中，当微流控芯片的转速低于突破阀的临界转速时，样本池与反应池之间、酶溶液池与反应池之间不会导通；当转速达到或超过临界转速时，样本池、酶溶液池与反应池之间的通路被导通，溶液开始进入反应池。因此，当控制微流控芯片的转速低于突破阀的临界转速时，在离心力的驱动下，裂解液池中的裂解液会顺着第一微流道流入样本池中，与样本混合，而此时样本池、酶溶液池与反应池之间的通路并不会被导通。接着，控制微流控芯片的转速达到或超过突破阀的临界转速，此时样本池、酶溶液池与反应池之间的通路被导通，样本池中的混合液、酶溶液池中的酶溶液分别顺着第二微流道和第三微流道进入到反应池中，从而在样本池中发生荧光反应。本专利技术中，突破阀除了控制第二微流道和第三微流道的导通，还起到了蓄氧的作用，能够提高溶液中的氧气含量，有利于ATP与酶的充分反应。作为优选，所述多个检测单元环绕所述中心点均匀布置于芯片基体上。作为优选，所述芯片基体呈圆盘状，其中心部位具有用于安装到转轴上的安装孔。作为优选，所述芯片盖板上还设有多个排气孔，每个所述裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池分别与对应的排气孔连通。所述排气孔用于排出加样溶液中的气泡。作为优选，所述第一微流道为具有多个S形弯折的流道。弯折的流道既能起到充分混合裂解液的作用，又能增加溶液中的溶氧量。作为优选，所述芯片基体自下而上依次包括相互贴合的第一芯片层和第二芯片层，所述裂解液池、样本池、酶溶液池、反应池和突破阀均贯穿第二芯片层。作为优选，所述第一微流道、第二微流道和第三微流道为凹设于第二芯片层上表面的流道槽。在另一种实施方式中，第一微流道、第二微流道和第三微流道凹设于芯片盖板的下表面上。本专利技术还提供了一种ATP荧光检测系统，包括前述的ATP荧光检测微流控芯片以及荧光检测设备。所述荧光检测设备可为任意能够检测荧光强度的设备，包括但不限于荧光分光光度计、手持式ATP荧光检测仪和台式ATP荧光检测仪。当荧光检测设备为台式ATP荧光检测仪时，优选地，其同时具备离心和检测的功能。本专利技术还提供了采用前述的ATP荧光检测微流控芯片进行荧光检测的方法，包括以下步骤：(1)通过加样孔向裂解液池、样本池和酶溶液池中分别加入裂解液、样本和酶溶液；(2)以第一离心速度对ATP荧光检测微流控芯片进行离心，使得裂解液进入样本池，与样本混合；(3)以第二离心速度对ATP荧光检测微流控芯片进行离心，使得酶溶液和样本池中的混合液进入反应池，发生荧光反应；(4)使用荧光检测设备检测荧光的强度。本专利技术中，第二离心速度大于第一离心速度，其具体的数值需要根据芯片的结构确定。作为优选，步骤(2)中，裂解液进入样本池后，控制微流控芯片交替正反转，使裂解液和样本充分混合，以充分提取样本中的ATP。更优选地，所述混合的时间为1-3min。由于荧光的强度衰减很快，因此在荧光反应后，需及时检测荧光强度。作为优选，在荧光反应后5min之内检测，更优选的为在1min之内检测。此外，本专利技术还提供了前述的ATP荧光检测微流控芯片在微生物检测中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术的ATP荧光检测微流控芯片，试剂用量少，效率高，一张芯片可满足多组样本的在线分离和平行检测。本专利技术的荧光检测方法，检测的速度快、精度高，自动化程度高，可实现现场的实时检测。附图说明图1是本专利技术一实施例的ATP荧光检测微流控芯片的第一芯片层的结构示意图；图2是第二芯片层的结构示意图；图3是图2中的检测单元的结构示意图；图4是芯片盖板大的结构示意图；图5是与本实施例的ATP荧光检测微流控芯片配合使用的ATP荧光检测仪的结构示意图；图中标号说明：100、第一芯片层；110、安装孔；200、第二芯片层；210、检测单元；211、裂解液池；212、样本池；213、酶溶液池；214、反应池；215、突破阀；216、第一微流道；217、第二微流道；218、第三微流道；300、芯片盖板；310、加样孔；320、排气孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1参照图1-4所示，本专利技术的ATP荧光检测微流控芯片的一实施例，包括一可绕中心点转动的芯片基体以及贴合于所述芯片基体上的芯片盖板300，芯片基体上环绕中心点均匀布设有六个检测单元210。当然，在可选的实施方式中，检测单元210的个数包括但不限于6个。每个检测单元210均包括形成于芯片基体上的裂解液池211、样本池212、酶溶液池213和反应池214，其中，反应池214离中心点的距离最远，且裂解液池211、样本池212和反应池214与中心点的距离依次增加。裂解液池211通过第一微流道216与样本池212连通，样本池212通过第二微流道217与反应池214连通，酶溶液池213通过第三微流道218与反应池214连通。在第二微流道217和第三微流道218上均设有突破阀215。本实施例中，所述芯片基体呈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ATP荧光检测微流控芯片，包括一可绕中心点转动的芯片基体以及贴合于所述芯片基体上的芯片盖板，所述芯片基体上环绕中心点布设有多个检测单元，其特征在于，所述检测单元包括形成于所述芯片基体上的裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池，所述反应池离中心点的距离最远，且裂解液池、样本池和反应池与中心点的距离依次增加；所述裂解液池通过第一微流道与样本池连通，样本池通过第二微流道与反应池连通，酶溶液池通过第三微流道与反应池连通，所述第二微流道和第三微流道上均设有突破阀；所述芯片盖板上设有多个加样孔，每个所述裂解液池、样本池和酶溶液池分别与对应的加样孔连通。

【技术特征摘要】
1.一种ATP荧光检测微流控芯片，包括一可绕中心点转动的芯片基体以及贴合于所述芯片基体上的芯片盖板，所述芯片基体上环绕中心点布设有多个检测单元，其特征在于，所述检测单元包括形成于所述芯片基体上的裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池，所述反应池离中心点的距离最远，且裂解液池、样本池和反应池与中心点的距离依次增加；所述裂解液池通过第一微流道与样本池连通，样本池通过第二微流道与反应池连通，酶溶液池通过第三微流道与反应池连通，所述第二微流道和第三微流道上均设有突破阀；所述芯片盖板上设有多个加样孔，每个所述裂解液池、样本池和酶溶液池分别与对应的加样孔连通。2.如权利要求1所述的ATP荧光检测微流控芯片，其特征在于，所述芯片基体呈圆盘状，其中心部位具有用于安装到转轴上的安装孔。3.如权利要求1所述的ATP荧光检测微流控芯片，其特征在于，所述芯片盖板上还设有多个排气孔，每个所述裂解液池、样本池、酶溶液池和反应池分别与对应的排气孔连通。4.如权利要求1所述的ATP荧光检测微流控芯片，其特征在于，所述第一微流道为具有多个S形弯折的流道。5.如权利要求1所述的ATP荧光检测微流控芯片，其特征在于，所述芯片基体自下而上依...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢孝民，孙玉平，郑书义，滕杰，
申请(专利权)人：苏州汶颢微流控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32