基于数字微流控芯片的检测电路、装置及DNA或RNA检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于数字微流控芯片的检测电路、装置及DNA或RNA检测装置，所述检测电路包括主控板、液滴移动控制及位置检测模块；所述液滴移动控制及位置检测模块包括驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元；所述主控板分别控制所述驱动电压输出单元输出驱动电压、电容测量单元输出电容检测信号以及三选一选择单元在三个信号输入端中选择一个与输出端连接；所述三选一选择单元的三个信号输入端分别接收驱动电压、电容检测信号以及地电压，输出端与数字微流控芯片的全部或部分电极电连接；所述电容检测单元反馈所述电极的电容值给主控板；本实用新型专利技术不仅可以通过驱动电压控制液滴的移动，而且可以通过电容检测信号检测液滴的位置。

Detection circuit, device and DNA or RNA detection device based on digital microfluidic chip

【技术实现步骤摘要】
基于数字微流控芯片的检测电路、装置及DNA或RNA检测装置〖
〗本技术涉及微流控芯片
，尤其涉及一种基于数字微流控芯片的检测电路、装置及DNA或RNA检测装置。〖
技术介绍
〗微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。公开号为CN108021041A的技术专利申请公开了一种数字式微流控芯片液滴驱动控制系统，包括人机界面、控制器、继电器控制板、驱动电源板和芯片；所述人机界面、控制器、继电器控制板、驱动电源板顺序连接，继电器控制板与芯片连接；方法包括人机界面接收芯片的控制参数；控制器将控制参数转换为电平信号发送至继电器控制板；驱动电源板给继电器控制板提供驱动电压；继电器控制板根据电平信号将驱动电压供给芯片上的电极。上述专利虽然可以控制液滴移动，但是仍然存在以下问题：只能对液滴的路径进行规划，不能检测液滴的位置；不能对液滴进行荧光检测；不能控制液滴温度。〖
技术实现思路
〗本技术的第一个目的旨在提供一种基于数字微流控芯片的检测电路，控制液滴的移动以及检测液滴的位置。为了实现本技术的第一个目的，本技术采用了如下的技术方案：一种基于数字微流控芯片的检测电路，包括主控板、液滴移动控制及位置检测模块；所述液滴移动控制及位置检测模块包括驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元；所述主控板分别与所述驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元电连接，控制所述驱动电压输出单元输出驱动电压、控制所述电容测量单元输出电容检测信号以及控制所述三选一选择单元在三个信号输入端中选择一个与输出端连接；所述三选一选择单元的三个信号输入端分别与所述驱动电压输出单元、电容检测单元以及地电压电连接，接收所述驱动电压输出单元输出的驱动电压、所述电容检测单元输出的电容检测信号以及地电压，输出端与所述数字微流控芯片的全部或部分电极电连接；所述电容检测单元反馈所述全部或部分电极的电容值给所述主控板。进一步地，所述三选一选择单元的数量与所述数字微流控芯片的电极数量相等，所述数字微流控芯片的全部电极都与三选一选择单元电连接，或，所述三选一选择单元的数量小于所述数字微流控芯片的电极的数量，所述检测电路还包括二选一选择单元，所述数字微流控芯片的部分电极与三选一选择单元电连接，剩下的电极与二选一选择单元电连接，所述主控板与所述二选一选择单元电连接，控制所述二选一选择单元在二个信号输入端中选择一个与输出端连接，所述二选一选择单元的两个信号输入端分别与所述驱动电压输出单元以及地电压电连接，接收所述驱动电压输出单元输出的驱动电压以及地电压，输出端与所述剩下的电极中的一个或多个电连接。作为具体的实施方式，所述三选一选择单元包括第一继电器以及第二继电器，所述第一继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点接地电压，常开触点与所述驱动电压输出单元电连接，选择触点与所述第二继电器的常开触点电连接，所述第二继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点与所述电容检测单元电连接，选择触点与所述电极电连接，和/或，所述二选一选择单元包括第三继电器；所述第三继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点接地电压，常开触点与所述驱动电压输出单元电连接，选择触点与所述剩下的电极中的一个或多个电连接。进一步地，所述第一继电器、第二继电器和/或所述第三继电器由继电器组板中的继电器提供，所述继电器组板上设有若干个继电器。进一步地，所述检测电路还包括转接板；所述主控板、所述三选一选择单元以及所述二选一选择单元通过所述转接板与所述数字微流控芯片的端口电连接。进一步地，所述驱动电压输出单元包括逆变器；所述逆变器的输入端与所述主控板连接，接收所述主控板输出的直流信号输出交流电压。进一步地，所述检测电路还包括荧光检测单元；所述荧光检测单元包括荧光光头组件；所述荧光光头组件包括荧光光头以及荧光检测电路板；所述主控板、所述荧光检测电路板以及所述荧光光头依次电连接；所述主控板控制所述荧光检测电路板输出荧光检测信号给所述荧光光头，所述荧光光头对所述数字微流控芯片中的液滴进行荧光检测，并将荧光检测结果通过所述荧光检测电路板反馈给所述主控板。进一步地，所述荧光检测单元还包括荧光光头移动控制机构；所述主控板与所述荧光光头移动控制机构电连接，通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头在初始位置与检测位置之间移动；当所述荧光光头停止进行荧光检测时，所述主控板通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头移动到初始位置；当所述荧光光头开始进行荧光检测时，所述主控板通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头移动到检测位置。作为具体的实施方式，所述荧光光头移动控制机构包括电机驱动模块以及电机；所述主控板、所述电机驱动模块以及所述电机依次电连接；所述主控板控制所述电机驱动模块输出电机驱动信号给所述电机；所述电机用于驱动所述荧光光头移动。进一步地，所述荧光检测单元还包括荧光光头初始位置定位机构；所述荧光光头初始位置定位机构与所述主控板电连接；所述荧光光头初始位置定位机构在所述荧光光头移动到初始位置时输出反馈信号给所述主控板，通过所述主控板控制所述电机停止运转。作为具体的实施方式，所述荧光光头初始位置定位机构包括设置在所述初始位置的传感器，所述传感器在探测到所述荧光光头时输出反馈信号给所述主控板，或，所述荧光光头初始位置定位机构包括荧光光头以及设置在所述初始位置的定位片，当所述荧光光头探测到所述定位片时，所述荧光光头通过所述荧光检测电路板输出反馈信号给所述主控板。进一步地，所述检测电路还包括加热单元；所述主控板与所述加热单元电连接，控制所述加热单元给所述数字微流控芯片加热。进一步地，所述检测电路还包括散热单元；所述主控板与所述散热单元电连接，控制所述散热单元给所述数字微流控芯片散热。进一步地，所述检测电路还包括温度检测单元；所述温度检测单元与所述主控板电连接；所述温度检测单元检测所述数字微流控芯片的温度，并将所述温度反馈给所述主控板。进一步地，所述检测电路还包括指示灯；所述指示灯与所述主控板电连接，在所述主控板的控制下显示所述检测电路的工作状态。进一步地，所述检测电路还包括上位机；所述上位机与所述主控板通信连接，用于输出控制指令给所述主控，接收并显示所述主控板输出的检测结果。进一步地，所述检测电路还电源接口；所述主控板通过电源接口与电源电连接。本技术的第二个目的旨在提供一种基于数字微流控芯片的检测装置，控制液滴的移动以及检测液滴的位置。为了实现本技术的第一个目的，本技术采用了如下的技术方案：一种基于数字微流控芯片的检测装置，包括壳体；所述壳体靠近前方的侧壁上开设有用于插入微流控芯片卡托的卡托插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字微流控芯片的检测电路，其特征在于：包括主控板、液滴移动控制及位置检测模块；所述液滴移动控制及位置检测模块包括驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元；所述主控板分别与所述驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元电连接，控制所述驱动电压输出单元输出驱动电压、控制所述电容测量单元输出电容检测信号以及控制所述三选一选择单元在三个信号输入端中选择一个与输出端连接；所述三选一选择单元的三个信号输入端分别与所述驱动电压输出单元、电容检测单元以及地电压电连接，接收所述驱动电压输出单元输出的驱动电压、所述电容检测单元输出的电容检测信号以及地电压，输出端与所述数字微流控芯片的全部或部分电极电连接；所述电容检测单元反馈所述全部或部分电极的电容值给所述主控板。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数字微流控芯片的检测电路，其特征在于：包括主控板、液滴移动控制及位置检测模块；所述液滴移动控制及位置检测模块包括驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元；所述主控板分别与所述驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元电连接，控制所述驱动电压输出单元输出驱动电压、控制所述电容测量单元输出电容检测信号以及控制所述三选一选择单元在三个信号输入端中选择一个与输出端连接；所述三选一选择单元的三个信号输入端分别与所述驱动电压输出单元、电容检测单元以及地电压电连接，接收所述驱动电压输出单元输出的驱动电压、所述电容检测单元输出的电容检测信号以及地电压，输出端与所述数字微流控芯片的全部或部分电极电连接；所述电容检测单元反馈所述全部或部分电极的电容值给所述主控板。


2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述三选一选择单元的数量与所述数字微流控芯片的电极数量相等，所述数字微流控芯片的全部电极都与三选一选择单元电连接，
或，所述三选一选择单元的数量小于所述数字微流控芯片的电极的数量，所述检测电路还包括二选一选择单元，所述数字微流控芯片的部分电极与三选一选择单元电连接，剩下的电极与二选一选择单元电连接，所述主控板与所述二选一选择单元电连接，控制所述二选一选择单元在二个信号输入端中选择一个与输出端连接，所述二选一选择单元的两个信号输入端分别与所述驱动电压输出单元以及地电压电连接，接收所述驱动电压输出单元输出的驱动电压以及地电压，输出端与所述剩下的电极中的一个或多个电连接。


3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于：所述三选一选择单元包括第一继电器以及第二继电器，所述第一继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点接地电压，常开触点与所述驱动电压输出单元电连接，选择触点与所述第二继电器的常开触点电连接，所述第二继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点与所述电容检测单元电连接，选择触点与所述电极电连接，和/或，所述二选一选择单元包括第三继电器；所述第三继电器的控制线圈与所述主控板电连接，常闭触点接地电压，常开触点与所述驱动电压输出单元电连接，选择触点与所述剩下的电极中的一个或多个电连接。


4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于：所述第一继电器、第二继电器和/或所述第三继电器由继电器组板中的继电器提供，所述继电器组板上设有若干个继电器。


5.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于：还包括转接板；所述主控板、所述三选一选择单元以及所述二选一选择单元通过所述转接板与所述数字微流控芯片的端口电连接。


6.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述驱动电压输出单元包括逆变器；所述逆变器的输入端与所述主控板连接，接收所述主控板输出的直流信号输出交流电压。


7.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：还包括荧光检测单元；所述荧光检测单元包括荧光光头组件；所述荧光光头组件包括荧光光头以及荧光检测电路板；所述主控板、所述荧光检测电路板以及所述荧光光头依次电连接；所述主控板控制所述荧光检测电路板输出荧光检测信号给所述荧光光头，所述荧光光头对所述数字微流控芯片中的液滴进行荧光检测，并将荧光检测结果通过所述荧光检测电路板反馈给所述主控板。


8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于：所述荧光检测单元还包括荧光光头移动控制机构；所述主控板与所述荧光光头移动控制机构电连接，通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头在初始位置与检测位置之间移动；当所述荧光光头停止进行荧光检测时，所述主控板通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头移动到初始位置；当所述荧光光头开始进行荧光检测时，所述主控板通过所述荧光光头移动控制机构控制所述荧光光头移动到检测位置。


9.根据权利要求8所述的检测电路，其特征在于：所述荧光光头移动控制机构包括电机驱动模块以及电机；所述主控板、所述电机驱动模块以及所述电机依次电连接；所述主控板控制所述电机驱动模块输出电机驱动信号给所述电机；所述电机用于驱动所述荧光光头移动。


10.根据权利要求9所述的检测电路，其特征在于：所述荧光检测单元还包括荧光光头初始位置定位机构；所述荧光光头初始位置定位机构与所述主控板电连接；所述荧光光头初始位置定位机构在所述荧光光头移动到初始位置时输出反馈信号给所述主控板，通过所述主控板控制所述电机停止运转。


11.根据权利要求10所述的检测电路，其特征在于：所述荧光光头初始位置定位机构包括设置在所述初始位置的传感器，所述传感器在探测到所述荧光光头时输出反馈信号给所述主控板，或，所述荧光光头初始位置定位机构包括荧光光头以及设置在所述初始位置的定位片，当所述荧光光头探测到所述定位片时，所述荧光光头通过所述荧光检测电路板输出反馈信号给所述主控板。


12.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：还包括加热单元；所述主控板与所述加热单元电连接，控制所述加热单元给所述数字微流控芯片加热。


13.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：还包括散热单元；所述主控板与所述散热单元电连接，控制所述散热单元给所述数字微流控芯片散热。


14.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：还包括温度检测单元；所述温度检测单元与所述主控板电连接；所述温度检测单元检测所述数字微流控芯片的温度，并将所述温度反馈给所述主控板。


15.根据权利要求1-14任意一项所述的检测电路，其特征在于：还包括指示灯；所述指示灯与所述主控板电连接，在所述主控板的控制下显示所述检测电路的工作状态。


16.根据权利要求1-14任意一项所述的检测电路，其特征在于：还包括上位机；所述上位机与所述主控板通信连接，用于输出控制指令给所述主控，接收并显示所述主控板输出的检测结果。


17.根据权利要求1-14任意一项所述的检测电路，其特征在于：还包括电源接口；所述主控板通过电源接口与电源电连接。


18.一种采用权利要求1所述的基于数字微流控芯片的检测电路的检测装置，其特征在于：包括壳体；所述壳体靠近前方的侧壁上开设有用于插入微流控芯片卡托的卡托插入口，所述微流控芯片卡托内承载有数字微流控芯片；所述壳体内部开设有容纳空间，用于容置主控板、驱动电压输出单元、电容测量单元以及三选一选择单元。


19.根据权利要求18所述的检测装置，其特征在于：所述微流控芯片卡托插入所述卡托插入口时，所述微流控芯片卡托位于壳体内部容纳空间的前方上侧；所述主控板固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧；所述三选一选择单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的下侧，且位于所述主控板的上方；所述驱动电压输出单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧，且位于所述三选一选择单元的后方上侧。


20.一种采用权利要求2所述的基于数字微流控芯片的检测电路的检测装置，其特征在于：包括壳体；所述壳体靠近前方的侧壁上开设有用于插入微流控芯片卡托的卡托插入口，所述微流控芯片卡托内承载有数字微流控芯片；所述壳体内部开设有容纳空间，用于容置主控板、驱动电压输出单元、电容测量单元、三选一选择单元以及二选一选择单元。


21.根据权利要求20所述的检测装置，其特征在于：所述微流控芯片卡托插入所述卡托插入口时，所述微流控芯片卡托位于壳体内部容纳空间的前方上侧；所述主控板固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧；所述三选一选择单元以及所述二选一选择单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的下侧，且位于所述主控板的上方；所述驱动电压输出单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧，且位于所述三选一选择单元以及二选一选择单元的后方上侧。


22.一种采用权利要求3所述的基于数字微流控芯片的检测电路的检测装置，其特征在于：包括壳体；所述壳体靠近前方的侧壁上开设有用于插入微流控芯片卡托的卡托插入口，所述微流控芯片卡托内承载有数字微流控芯片；所述壳体内部开设有容纳空间，用于容置主控板、驱动电压输出单元、电容测量单元、三选一选择单元以及二选一选择单元。


23.根据权利要求22所述的检测装置，其特征在于：所述微流控芯片卡托插入所述卡托插入口时，所述微流控芯片卡托位于壳体内部容纳空间的前方上侧；所述主控板固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧；所述三选一选择单元以及所述二选一选择单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的下侧，且位于所述主控板的上方；所述驱动电压输出单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧，且位于所述三选一选择单元以及二选一选择单元的后方上侧。


24.一种采用权利要求4所述的基于数字微流控芯片的检测电路的检测装置，其特征在于：包括壳体；所述壳体靠近前方的侧壁上开设有用于插入微流控芯片卡托的卡托插入口，所述微流控芯片卡托内承载有数字微流控芯片；所述壳体内部开设有容纳空间，用于容置主控板、驱动电压输出单元、电容测量单元、三选一选择单元以及继电器组板；所述微流控芯片卡托插入所述卡托插入口时，所述微流控芯片卡托位于壳体内部容纳空间的前方上侧；所述主控板固定设置在所述壳体内部容纳空间的后方下侧；所述三选一选择单元固定设置在所述壳体内部容纳空间的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：董铖，陈天蓝，邬祥俊，
申请(专利权)人：珠海市迪奇孚瑞生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44