一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法，通过依次相连的进样通道、光纤通道、出样通道，光纤通道连通于进样通道和出样通道之间，并设置有至少一个进样口、一个出样口，光纤通道设置有锥形光纤，流体通过进样口进入并与光纤接触，锥形光纤包括锥形区和尾纤；锥形区刻写有光纤光栅，锥形区长度小于光纤通道长度。光波输入锥形光纤，通过锥形区的光纤光栅消逝场与流体发生光的作用与耦合，利用光纤光栅将光信号进行反射。信号在一根光纤上传输，光路更为稳定；同时光信号两次经过锥形区，使得光与流体的作用更为充分，提高检测的效率，且锥形光纤的反射光谱具有较大带宽，可以配合波分复用器，从而实现多种流体的同步测量。

A microfluidic chip, microfluidic test system and microfluidic test method

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法
本专利技术涉及微流控
，具体涉及一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法。
技术介绍
微流控是目前信息技术与生物检测中非常重要的一个结合点，具有非常大的应用价值和前景。基本特点是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成，目前的发展趋势是微流控芯片集成的单元部件越来越多，且集成的规模越来越大。所涉及到的部件包括用于流体控制的微阀、微泵，进一步还包括微混合器、微反应器、微分离器和微检测器等。这样一种高度集成的微流控芯片设备，具有物料耗量低，运行时间短，价格低廉，使用安全，通量高，污染小等特点，形成了微
的一种固有优势。把各种基本操作单元反应、分离、检测功能等集成到一个只有几平方厘米的芯片上，微流控芯片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，可把微量的待检测流体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，可对待检测流体的生物和化学参数进行检测。现有的微流控芯片是将光纤嵌入光纤通道后，将光纤嵌入光纤通道部分进行拉伸，未拉伸部分的两端作为标准光纤与外部光源和检测器集成，中间拉伸部分即为微纳光纤，由于拉伸部分直径接近甚至小于其传导光的波长，且由于拉伸部分直径较小被整体包埋在微流控芯片中，导致检测分辨识别率低，清晰度低，普通光纤光栅的带宽都相对较窄，光被磁场调制后能量只在较小的波长范围中存在；且普通光纤光栅的消逝场很小，与流体的相互作用能量小。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法，以解决现有技术的微流控芯片中嵌入光纤通道的光纤直径小，被整体包埋在微流控芯片中，检测分辨识别率低，清晰度低的问题。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种微流控芯片，包括：依次相连接的进样通道、光纤通道、出样通道，所述光纤通道连通于所述进样通道和所述出样通道之间，所述进样通道上部设置有至少一个进样口、所述出样通道设置有出样口，所述光纤通道设置有锥形光纤，所述进样口用于将流体导入所述光纤通道内以使所述流体与所述锥形光纤接触，所述锥形光纤包括锥形区和尾纤；所述锥形区刻写有光纤光栅，所述锥形光纤的锥形区长度小于所述光纤通道的长度，刻写有所述光纤光栅的锥形区置于所述光纤通道内。进一步的，所述锥形光纤由光纤的一端经预设加热或电弧放电处理方法拉制为锥形而成。进一步的，所述光纤为单模光纤、多模光纤或者特种光纤。进一步的，所述进样通道与所述锥形光纤连通之间用密封胶密封；且所述锥形光纤的锥形区不与所述光纤通道壁接触。进一步的，所述锥形光纤的锥形区长度为0.5毫米到100毫米。进一步的，所述锥形光纤的锥形区采用紫外掩膜版法或飞秒激光刻蚀法刻写所述光纤光栅。一种微流控测试系统，包括：测量装置和微流控芯片组件，所述微流控芯片组件包括固定组件和至少一个如上述任一项所述的微流控芯片，所述固定组件用于将多个所述微流控芯片固定，所述测量装置包括光源、波分复用器、至少一个光纤环形器和光学计量仪器，所述光源为所述波分复用器提供宽带光源，每个所述光纤环形器的第一端连接所述波分复用器的输出端口，所述光纤环形器的第二端外接所述微流控芯片的所述锥形光纤的尾纤，所述光纤环形器的第三端设置有所述光学计量仪器；所述微流控芯片用于通入待检测流体；所述波分复用器，用于将所述宽带光源分离为预设波长的光信号，所述光信号经所述光纤环形器的第一端接收，并通过所述光纤环形器的第二端输入至所述微流控芯片的锥形光纤，所述光信号经所述锥形光纤射入到所述待检测流体后，经所述锥形光纤的光纤光栅反射回所述锥形光纤的尾纤，再通过所述光纤环形器的第三端将反射光信号传输至所述光学计量仪器，所述光学计量仪器接收所述反射光信号。进一步的，所述光学计量仪器为光纤光谱仪、光电探测器、光电转换器或者光功率计。一种微流控测试方法，包括:将宽带光源分离为预设波长的光信号，所述光信号经光纤环形器传输至微流控芯片，所述微流控芯片内设置有锥形光纤；所述光信号经所述锥形光纤的尾纤射入到待检测流体，所述锥形光纤上刻有光纤光栅；所述光信号经所述光纤光栅反射得到反射光信号；所述反射光信号经所述锥形光纤的尾纤射出所述锥形光纤，并通过所述光纤环形器传输至光学计量仪器进行观测。本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过依次相连接的进样通道、光纤通道、出样通道，光纤通道连通于进样通道和出样通道之间，并设置有至少一个进样口、一个出样口，光纤通道设置有锥形光纤，流体通过进样口进入并与光纤接触，锥形光纤包括锥形区和尾纤；锥形区刻写有光纤光栅，锥形区长度小于光纤通道长度。光波输入锥形光纤，通过锥形光纤的锥形区的强消逝场与流体发生光的作用与耦合，利用光纤光栅将光信号进行反射。信号在一根光纤上传输，光路更为稳定；同时光信号两次经过锥形光纤，使得光与流体的作用更为充分，提高了检测的效率。且锥形光纤的光纤光栅具有较大的带宽，可以配合波分复用器，满足多种流体、多个通道的测量波长的需要，从而实现多种待检测流体的同步测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的微流控芯片的一种结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的微流控测试系统的一种结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的微流控测试系统的另一种结构示意图；图4是本专利技术实施例三提供的微流控测试方法的一种结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的微流控芯片的一种结构示意图。如图1所示，本实施例包括：一种微流控芯片，包括：依次相连接的进样通道11、光纤通道12、出样通道13，光纤通道12连通于进样通道11和出样通道13之间，进样通道11上部设置有至少一个进样口、出样通道13设置有出样口，光纤通道12设置有锥形光纤16，进样口用于将流体导入光纤通道12内以使流体与锥形光纤16接触，锥形光纤16包括锥形区和尾纤；锥形区刻写有光纤光栅，锥形光纤16的锥形区长度小于光纤通道12的长度，刻写有光纤光栅的锥形区置于光纤通道12内。进一步的，进样通道11与锥形光纤16连通之间用密封胶密封，以保持锥形光纤16的固定；且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，包括：依次相连接的进样通道、光纤通道、出样通道，所述光纤通道连通于所述进样通道和所述出样通道之间，所述进样通道上部设置有至少一个进样口、所述出样通道设置有出样口，其特征在于，所述光纤通道设置有锥形光纤，所述进样口用于将流体导入所述光纤通道内以使所述流体与所述锥形光纤接触，所述锥形光纤包括锥形区和尾纤；所述锥形区刻写有光纤光栅，所述锥形光纤的锥形区长度小于所述光纤通道的长度，刻写有所述光纤光栅的锥形区置于所述光纤通道内。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，包括：依次相连接的进样通道、光纤通道、出样通道，所述光纤通道连通于所述进样通道和所述出样通道之间，所述进样通道上部设置有至少一个进样口、所述出样通道设置有出样口，其特征在于，所述光纤通道设置有锥形光纤，所述进样口用于将流体导入所述光纤通道内以使所述流体与所述锥形光纤接触，所述锥形光纤包括锥形区和尾纤；所述锥形区刻写有光纤光栅，所述锥形光纤的锥形区长度小于所述光纤通道的长度，刻写有所述光纤光栅的锥形区置于所述光纤通道内。


2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述锥形光纤由光纤的一端经预设加热或电弧放电处理方法拉制为锥形而成。


3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述光纤为单模光纤、多模光纤或者特种光纤。


4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述进样通道与所述锥形光纤连通之间用密封胶密封；且所述锥形光纤的锥形区不与所述光纤通道壁接触。


5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述锥形光纤的锥形区长度为0.5毫米到100毫米。


6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述锥形光纤的锥形区采用紫外掩膜版法或飞秒激光刻蚀法刻写所述光纤光栅。


7.一种微流控测试系统，其特征在于，包括：测量装置和微流控芯片组件，所述微流控芯片组件包括固定组件和至少一个如权利要求1-6中任一项所述的微流...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫海涛，
申请(专利权)人：河南渡盈光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41