微流控芯片、微流控芯片通道定位结构及定位方法技术

本发明专利技术涉及微流控芯片、微流控芯片通道定位结构及定位方法，其特征在于，该微流控芯片包括若干微通道、初始定位框、第一定位标线和第二定位标线；所述若干微通道纵向间隔排列；所述微通道的右侧设置所述初始定位框；所述初始定位框顶部左侧设置所述第一定位标线，所述第一定位标线设置在所述微通道中心延长线一侧，用于对所述微通道的最右侧位置进行定位；所述微通道左侧设置所述第二定位标线，所述第二定位标线设置在所述微通道中心延长线的另一侧，用于对所述微通道最左侧位置进行定位。本发明专利技术通过设置的微流控芯片结构，能够降低整体设备结构初始定位精度。体设备结构初始定位精度。体设备结构初始定位精度。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片、微流控芯片通道定位结构及定位方法


[0001]本专利技术是关于一种微流控芯片、微流控芯片通道定位结构及定位方法，涉及生物检测


技术介绍

[0002]微流控芯片技术是把生物、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。
[0003]在医疗微流控设备中进行光学焦点定位，目前大部分设备都是通过设备生产时，通过结构定位焦点后，不再调整焦点位置，这就产生了一个问题，如果元器件有位移的情况，那焦点就会偏离，造成测试数据得不稳定。
[0004]现有技术中芯片通道宽度与光斑的匹配通过理论计算，将光学探头与芯片的相对位置固定，包括两种方式：1)将光学探头的垂直位置固定死，不再通过垂直运动调整光斑大小，此种方式虽然结构简单，但是由于光学探头与芯片的位置较近，芯片移走后，光学探头处于比较容易被触摸到的位置，但是光学探头是需要高清洁度的器件，这样很容易被污染，造成光斑发散，影响定位与测试效果；另外，只固定光学探头时，放置芯片时，每次的位置都会有相应的不同(结构定位精度，芯片加工精度)造成光斑大小跟通道的大小有变化，会造成每次测试光斑在通道上的大小不一样，有可能会影响到通道的定位和测试中荧光激发强度的不同(受液滴吸收的光强影响，光斑越集中，覆盖液滴面积越大，光强越强)。2)光学探头的垂直方向可以移动，每次移动都是固定的位置，此种方式可以将光学探头下移至无法接触位置，有效避免光学探头污染。但是同样在垂直方向运动过程中，受移动平台精度影响，每次位置都会有差异，不确定度更大。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种能够降低整体设备结构定位精度的微流控芯片。
[0006]本专利技术的目的之二是提供一种能够定位所有微流控通道的微流控芯片通道定位结构，最大程度上使在微通道中流过的液滴完全被聚焦光斑所覆盖。
[0007]本专利技术的目的之三是提供一种微流控芯片通道定位方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种微流控芯片，该微流控芯片包括若干微通道、初始定位框、第一定位标线和第二定位标线；
[0010]所述若干微通道纵向间隔排列；
[0011]所述微通道的右侧设置所述初始定位框；
[0012]所述初始定位框顶部左侧设置所述第一定位标线，所述第一定位标线设置在所述
微通道中心延长线一侧，用于对所述微通道的最右侧位置进行定位；
[0013]所述微通道左侧设置所述第二定位标线，所述第二定位标线设置在所述微通道中心延长线的另一侧，用于对所述微通道最左侧位置进行定位。
[0014]进一步地，所述微通道采用中间窄两边宽的结构，每一所述微通道宽边两侧通道尺寸相同。
[0015]进一步地，所述初始定位框采用正方形通道结构，所述正方形通道结构的左上边框和所述第一定位标线均位于所述微通道窄边中心延长线上。
[0016]进一步地，所述第一定位标线采用十字标线，所述第二定位标线采用一字标线。
[0017]第二方面，本专利技术还提供一种用于对所述微流控芯片进行定位的微流控芯片通道定位结构，该结构包括：
[0018]芯片压合及光电转换模块，设置在所述微流控芯片上方，用于获取光源发出的光斑照射在所述微流控芯片不同位置的光信号，并将光信号转换为电信号；
[0019]芯片支撑结构，设置在所述微流控芯片下方，用于对所述微流控芯片进行支撑固定；
[0020]光学探头，用于对光源发出的光信号进行聚焦；
[0021]微动模块，用于连接所述光学探头使其移动；
[0022]AD数据采集模块，用于采集所述芯片压合及光电转换模块的电信号；
[0023]数据分析模块，用于对所述AD数据采集模块的电信号进行分析；
[0024]电机控制模块，用于控制所述光学探头移动，改变所述光学探头与微流控芯片通道的相对位置，使得聚焦光斑焦点对应到微通道位置。
[0025]进一步地，聚焦光斑焦点对应到微通道位置的过程包括：
[0026]光斑通过微通道时产生的光信号经采集后转换为电信号，并通过AD数据采集模块进行量化数据采集；
[0027]微动模块通过Z轴靠近或远离微通道，调整光斑在微通道位置大小，通过X轴移动，记录光斑经过微通道的光学对应曲线；
[0028]通过光斑位置与AD数据采集模块采集波形的关系，分析光斑位置。
[0029]进一步地，光斑位置与AD数据采集模块采集波形的关系为：
[0030]第一种情况：当照射在微通道的光斑大小大于微通道时，AD数据采集波形较宽；
[0031]第二种情况：当照射在微通道的光斑大小等于微通道大小时，AD数据采集波形变窄，幅值变高；
[0032]第三种情况：当照射在微通道的光斑大小小于微通道时，AD数据采集波形呈现双峰的状态，宽度约等于照射在微通道的光斑大小等于微通道，幅值较大。
[0033]进一步地，所述芯片压合及光电转换模块采用三块硅光电池进行光信号的采集。
[0034]第三方面，本专利技术还提供一种基于所述的微流控芯片通道进行定位结构对所述的微流控芯片进行定位方法，包括步骤为：
[0035]微流控芯片通道定位结构安装在微流控芯片上；
[0036]将光学探头沿Z轴移动，使得光斑移动到初始定位框；
[0037]将光学探头沿Y轴移动，并寻找微流控芯片的初始定位框上边框；
[0038]移动到初始定位框A框左上角，沿X轴移动，通过寻找第一定位标线和第二定位标
线，确保光学探头移动方向与微流控芯片不存在角度偏移；
[0039]沿着Y轴移动光学探头，查看光学探头从开始经过初始定位框上边框到离开初始定位框上边框的波形，判断目前焦点是否在微流控通道上，如果不在则移动Z轴，如果在结束光学焦点定位；
[0040]其中，XY方向是指与微通道芯片平面平行，Z轴为与微通道芯片平面垂直。
[0041]进一步地，光学探头移动过程中通过AD数据采集波形反馈作为移动是否结束的判断依据。
[0042]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0043]1、本专利技术的微流控芯片包括若干微通道、初始定位框、第一定位标线和第二定位标线，通过上述微流控芯片结构设计，能够降低整体设备结构初始定位精度；
[0044]2、本专利技术的微流控芯片通道定位结构包括芯片压合及光电转换模块、芯片支撑结构、光学探头、微动模块、AD数据采集模块、数据分析模块和电机控制模块，通过控制光学探头移动，改变光学探头与微流控芯片通道的相对位置，使得聚焦光斑焦点对应到微通道位置，最大程度上使在微通道中流过的液滴完全被聚焦光斑所覆盖的射在微流控芯片不同位置的光信号；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片包括若干微通道、初始定位框、第一定位标线和第二定位标线；所述若干微通道纵向间隔排列；所述微通道的右侧设置所述初始定位框；所述初始定位框顶部左侧设置所述第一定位标线，所述第一定位标线设置在所述微通道中心延长线一侧，用于对所述微通道的最右侧位置进行定位；所述微通道左侧设置所述第二定位标线，所述第二定位标线设置在所述微通道中心延长线的另一侧，用于对所述微通道最左侧位置进行定位。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微通道采用中间窄两边宽的结构，每一所述微通道宽边两侧通道尺寸相同。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述初始定位框采用正方形通道结构，所述正方形通道结构的左上边框和所述第一定位标线均位于所述微通道窄边中心延长线上。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一定位标线采用十字标线，所述第二定位标线采用一字标线。5.一种用于对权利要求1～4任一项所述微流控芯片进行定位的微流控芯片通道定位结构，其特征在于，该结构包括：芯片压合及光电转换模块，设置在所述微流控芯片上方，用于获取光源发出的光斑照射在所述微流控芯片不同位置的光信号，并将光信号转换为电信号；芯片支撑结构，设置在所述微流控芯片下方，用于对所述微流控芯片进行支撑固定；光学探头，用于对光源发出的光信号进行聚焦；微动模块，用于连接所述光学探头使其移动；AD数据采集模块，用于采集所述芯片压合及光电转换模块的电信号；数据分析模块，用于对所述AD数据采集模块的电信号进行分析；电机控制模块，用于控制所述光学探头移动，改变所述光学探头与微流控芯片通道的相对位置，使得聚焦光斑焦点对应到微通道位置。6.根据权利要求5所述的微流控芯片通道定位结构，其特征在于，聚焦光斑焦点对应到微通道位置的过程包括：光斑通过微通道时产...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈谦，张路，刘泓，杜从柱，赵俊岭，
申请(专利权)人：苏州索真生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：