一种液滴识别系统与方法技术方案

一种液滴识别方法，其利用激光发射器、激光信号接受器来对微流控芯片液滴识别窗口的液滴进行识别，所述激光发射器产生的激光斜射入液滴识别窗口，激光信号接收器捕获光信号并转为电信号输出，并根据信号强度的不同来进行液滴识别。液滴识别。液滴识别。

【技术实现步骤摘要】
一种液滴识别系统与方法


[0001]本专利技术属于微流控领域，特别涉及一种液滴识别系统与方法，具体来说本专利技术的一种液滴识别系统是一种针对生物芯片中微液滴识别系统与方法。

技术介绍

[0002]液滴微流控作为微流控芯片研究中的重要分支，是近年来在传统连续流微流控系统基础上发展起来的，利用互不相溶的两液相产生的分散的微液滴进行实验操作的非连续流微流控技术。微流控液滴体积小，精准操控、实时监控难度大，限制了液滴微流控在微生物技术中的应用推广。
[0003]在液滴微流控技术中，液滴的快速正确识别是对液滴精准操作识别为前提。目前有通过摄像机对芯片进行图像采集，利用“边缘识别”算法，实现对芯片内微液滴的精准识别，但是该方法需要光源照明，会严重干扰光谱信号检测，同时需要配备昂贵的设备，不利于液滴微流控在微生物实验操作中应用。也有通过控制发光层发出设定波长的红外光，通过获取光敏层接受到的液滴因红外光产生的电流进而识别液滴，其对芯片要求高，加工难度大，也不利于液滴微流控在微生物实验操作中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术人为了克服上述问题，进行了深入研究。具体而言，本专利技术提供了一种微液滴识别系统与方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种液滴识别方法，其利用激光发射器、激光信号接受器来对微流控芯片液滴识别窗口的液滴进行识别，所述激光发射器产生的激光斜射入液滴识别窗口，激光信号接收器光信号转为电信号输出，并根据信号强度的不同来进行液滴识别。
[0006]所述液滴识别方法用到一种液滴识别系统，所述液滴识别系统包括微流控芯片、激光发射器、激光信号接受器，所述微流控芯片包括基板，形成在基板内的管道以及液滴识别窗口，所述激光发射器位于液滴识别窗口上方，所述激光信号接受器位于滴识别窗口下方。
[0007]优选的，所述激光发射器位于液滴识别窗口上方0.5
ꢀ‑ꢀ
15 cm处，所述激光信号接受器位于滴识别窗口正下方0
‑
0.5cm处，所述液滴识别窗口为管道上透明区域。
[0008]优选的，所述微流控芯片厚度为3
‑
7 mm，其管道横截面为圆形或正方形，横截面积的范围为0.04
‑
4 mm2。
[0009]优选的，所述微流控芯片由玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(ABS)形成。
[0010]优选的，所述激光发射器为半导体激光器，所述激光信号接受器为光电传感器，所述半导体激光器位于液滴识别窗上方6
ꢀ–ꢀ
10 cm，所述光电传感器紧贴滴识别检测窗口。
[0011]优选的，所述半导体激光器发射480 nm、520 nm、560 nm、590 nm、620 nm、650 nm、
670 nm中任一波长的激光，其激光产生的光斑面积覆盖微流控芯片管道宽度。进一步优选，激光产生的光斑面积覆盖微流控芯片中液滴的宽度。
[0012]优选的，所述半导体激光器激发的激光以20
‑
70度的入射角射入液滴识别窗口，微流控芯片中油相和水相的光电压信号值相差0.5V以上。
[0013]优选的，所述激光在液滴识别窗口上的入射角为25
‑
60度，进一步优选36度。
[0014]优选的，所述液滴大小为0.6
‑
10 μL。
[0015]优选的，每个液滴识别时间小于0.5s。
[0016]本专利技术通过激光发射器产生激光，并以一定的角度斜射至芯片通道的液滴识别窗口，光电感应器在液滴识别窗口下方接受光信号，由于油相和水相折射率不同，造成光的散射和折射具有较大差异，因此进入光电感应器的光信号强度和转化输出的电信号有明显差异，进而快速精确识别油相和水相。本专利技术结构简单，运行稳定，易搭建与维护。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种液滴识别系统结构示意图；图2为本专利技术一种液滴识别系统中与液滴流动相垂直方向局部放大示意图；图3为本专利技术一种液滴识别系统一实施方式检测结果图；1微流控芯片，2激光发射器，3激光信号接受器，4基板，5管道，6液滴识别窗口，7液滴。
具体实施方式
[0018]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。如当元件被称为“设置于”、“连接”另一元件上，它可以是直接连接在另一元件上或间接连接至该另一元件上，说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0020]为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。
[0021]一种液滴识别方法，其利用激光发射器、激光信号接受器来对微流控芯片液滴识别窗口的液滴进行识别，所述激光发射器产生的激光斜射入液滴识别窗口，激光信号接收器光信号转为电信号输出，并根据信号强度的不同来进行液滴识别。
[0022]所述方法用到一种液滴识别系统，如图1所示，一种液滴识别系统，包括微流控芯片1、激光发射器2、激光信号接受器3，所述微流控芯片包括基板4，形成在基版内的管道5以
及液滴识别窗口6，所述管道6中容纳液滴7。
[0023]在一实施方式中，所述微流控芯片1厚度为3
‑
7 mm，其管道横截面为圆形或正方形，其横截面积的范围为0.04~4 mm2，优选为0.64~3.24 mm2，进一步优选为1~2.25 mm2，进一步优选为1 mm2。一具体实施方式中管道横截面如图2。
[0024]本专利技术中，微流控芯片1由玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(ABS)形成。所述液滴识别窗口为管道上透明区域。
[0025]在一实施方式中，所述激光发射器位于液滴识别窗口上方，所述激光信号接受器位于滴识别窗口下方。激光发射器可放置在液滴识别窗口上方任何位置，激光信号接受器可放置在滴识别窗口下方任何位置，只要激光发射器发射的激光能入射液滴识别窗口且能被激光信号接受器所捕获即可。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液滴识别方法，其特征在于，所述方法利用激光发射器、激光信号接受器来对微流控芯片液滴识别窗口的液滴进行识别，所述激光发射器产生的激光斜射入液滴识别窗口，激光信号接收器光信号转为电信号输出，并根据信号强度的不同来进行液滴识别。2.根据权利要求1所述的液滴识别方法，其特征在于，所述方法用到一种液滴识别系统，所述液滴识别系统包括微流控芯片、激光发射器、激光信号接受器，所述微流控芯片包括基板，形成在基板内的管道以及液滴识别窗口，所述激光发射器位于液滴识别窗口上方，所述激光信号接受器位于滴识别窗口下方。3.根据权利要求2所述的一种液滴识别系统，其特征在于，所述激光发射器位于液滴识别窗口上方0.5
ꢀ‑ꢀ
15cm处，所述激光信号接受器位于滴识别窗口正下方0
‑
0.5cm处，所述液滴识别窗口为管道上透明区域。4.根据权利要求2所述的一种液滴识别系统，其特征在于，所述微流控芯片厚度为3
‑
7 mm，其管道横截面为圆形或正方形，横截面积的范围为0.04
‑
4 mm2。5.根据权利要求3所述的一种液滴识别系统，其特征在于，所述微流控芯片由玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立言，段保峰，郭肖杰，
申请(专利权)人：洛阳华清天木生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：