一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统技术方案

本申请涉及微流控技术领域，尤其涉及一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统。本申请提供了一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统，包括：恒流注射泵、微流控分选芯片、激光拉曼显微镜、拉曼信号处理单元、信号转换器和电压控制单元。本申请的系统将从微流控分选芯片制得的微液滴在特定波长激光作用下，通过判断该微液滴发射的拉曼散射进行分选。该系统无须对微液滴偶联荧光物质即可在微流控芯片上进行分析，有效解决现有的微流控平台较难快速对微液滴进行有效分选的技术问题。快速对微液滴进行有效分选的技术问题。快速对微液滴进行有效分选的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统


[0001]本申请涉及微流控
，尤其涉及一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统。

技术介绍

[0002]微液滴技术是微流控
的一个重要分支。液滴微流控技术使用微流控管道将两种互不相溶的流体(如油相和水相)以10～10000个/s的频率制备成大小均一的微液滴，其中微液滴外的流体称为连续相，微液滴内的流体称为分散相。液滴微流控技术在微球制备、细胞筛选、菌株和酶进化以及物质检测等领域具有重要的应用价值。微液滴分选技术是利用微液滴的特性在微流控管道中进行分选的方法。较为常用的方法为根据液滴中的荧光信号进行液滴筛选。但是，能够偶联上荧光强度的物质较少，限制了微流控平台在合成生物学领域的应用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选装置，有效解决现有的微流控平台较难快速对微液滴进行有效分选的技术问题。
[0004]本申请提供了一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统，包括：
[0005]恒流注射泵、微流控分选芯片、激光拉曼显微镜、拉曼信号处理单元、信号转换器和电压控制单元；
[0006]所述微流控分选芯片设有油相微通道、水相微通道、液滴缓冲通道和分选通道；所述油相微通道的一端设有油相端口，所述水相微通道的第一端设有水相样品端口，所述油相微通道的另一端与所述水相微通道的第二端交错相通以形成交汇口；所述交汇口与所述液滴缓冲通道的入口连通；所述液滴缓冲通道的出口分别与所述分选通道的目标液滴入口和非目标液滴入口连通；所述液滴缓冲通道的出口设有电极，所述电极对流经的液滴施以不同作用力，控制所述液滴流向所述目标液滴入口或所述非目标液滴入口；
[0007]所述恒流注射泵分别与所述油相端口和所述水相样品端口连接；
[0008]所述激光拉曼显微镜与所述液滴缓冲通道的入口对齐，所述激光拉曼显微镜用于收集流经所述液滴缓冲通道的单个液滴在激光作用下发射的拉曼散射波长信号；
[0009]所述拉曼信号处理单元分别与所述激光拉曼显微镜和所述信号转换器连接；所述信号转换器与所述电压控制单元连接；
[0010]所述电压控制单元与所述电极连接，进而控制所述液滴流向所述目标液滴入口或所述非目标液滴入口。
[0011]具体的，所述电极可以为介电电极或高压电极等元件。
[0012]在一些实施例中，所述拉曼信号处理单元包括拉曼信号接收模块、拉曼信号判断模块和拉曼信号传输模块；
[0013]所述拉曼信号接收模块，具体用于接收所述激光拉曼显微镜捕获的拉曼散射波长
信号；
[0014]所述拉曼信号判断模块，具体用于判断所述拉曼散射波长信号是否在预置拉曼信号范围内，若所述拉曼散射波长信号在所述预置拉曼信号范围内，则将所述拉曼散射波长信号传输至所述拉曼信号传输模块；
[0015]所述拉曼信号传输模块，具体用于接收所述拉曼散射波长信号并输出至所述信号转换器。
[0016]在一些实施例中，所述拉曼信号判断模块中，若所述拉曼散射波长信号不在所述预置拉曼信号范围内，则所述拉曼信号判断模块停止运行。
[0017]在一些实施例中，所述信号转换器用于将所述拉曼散射波长信号转换为电信号。
[0018]在一些实施例中，所述信号转换器预置有拉曼信号
‑
电信号转换模型，使得所述信号转换器将获取的所述拉曼散射波长信号按照所述拉曼信号
‑
电信号转换模型转化成电信号。
[0019]在一些实施例中，所述的微流控分选系统，还包括示波器，所述示波器放分别与所述拉曼信号处理单元和所述信号转换器连接，所述示波器用于实时记录所述拉曼散射波长信号及其转化后的电信号。
[0020]在一些实施例中，所述电压控制单元包括电压控制器和电压放大器；
[0021]所述电压控制器，具体用于接收所述信号转换器传输的电信号并将所述电信号发送至所述电压放大器；
[0022]所述电压放大器，具体用于调节所述电极的电压大小。
[0023]在一些实施例中，所述电压放大器预置有电信号放大模型，所述电压控制器将获取的所述电信号按照所述电信号放大模型转化成放大电信号。
[0024]在一些实施例中，所述液滴缓冲通道的形状为直线、曲线或波浪线。
[0025]在一些实施例中，所述的微流控分选系统，还包括目标液滴收集器和非目标液滴收集器；
[0026]所述分选通道具体包括目标液滴通道和非目标液滴通道；
[0027]所述目标液滴收集器与所述目标液滴通道的出口连接，所述非目标液滴收集器与所述非目标液滴通道的出口连接。
[0028]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0029]本申请提供了一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统，其原理是激光拉曼显微镜的激光器发射的特定波长激光经显微镜照射在微流控分选芯片的液滴缓冲通道的入口区域，液滴在液滴经过缓冲通道的入口时受激光照射发射拉曼散射；散射出来的拉曼散射信号被激光拉曼显微镜捕捉，传送到拉曼信号处理单元中；拉曼信号处理单元对该拉曼散射信号进行判断分析处理，如若该拉曼散射信号是否在设定物特定波长处的拉曼信号阈值范围，若是，则将该拉曼散射信号传递至信号转换器，信号转换器根据预置的拉曼信号强度
‑
电信号转化模型转化为对应电信号，将其发送至电压控制单元，电压控制单元可对电极的电压强度进行调节，使得电极对流经的液滴施以不同作用力而发生偏转，控制液滴流向目标液滴入口或非目标液滴入口，从而达到基于拉曼散射信号对液滴进行分选的目的。
附图说明
[0030]图1为本申请实施例提供的基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统的结构示意图；
[0031]图2为图1的微流控分选芯片的结构示意图；
[0032]图3为图1的激光拉曼显微镜、拉曼信号处理单元、信号转换器和电压控制单元与微流控分选芯片连接关系的示意图；
[0033]图4为本申请实施例提供的根据拉曼散射波长信号分选液滴的信号传递和分选流程的示意图；
[0034]图5为本申请实施例提供的拉曼散射波长信号超过预置阈值的液滴分选流程的示意图；
[0035]图6为本申请实施例提供的拉曼散射波长信号低于预置阈值的液滴分选流程的示意图；
[0036]图7为本申请实施例提供的采用基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统进行连续液滴分选流程的示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
[0038]在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼散射信号传感的微流控分选系统，其特征在于，包括：恒流注射泵、微流控分选芯片、激光拉曼显微镜、拉曼信号处理单元、信号转换器和电压控制单元；所述微流控分选芯片设有油相微通道、水相微通道、液滴缓冲通道和分选通道；所述油相微通道的一端设有油相端口，所述水相微通道的第一端设有水相样品端口，所述油相微通道的另一端与所述水相微通道的第二端交错相通以形成交汇口；所述交汇口与所述液滴缓冲通道的入口连通；所述液滴缓冲通道的出口分别与所述分选通道的目标液滴入口和非目标液滴入口连通；所述液滴缓冲通道的出口设有电极，所述电极对流经的液滴施以不同作用力，控制所述液滴流向所述目标液滴入口或所述非目标液滴入口；所述恒流注射泵分别与所述油相端口和所述水相样品端口连接；所述激光拉曼显微镜与所述液滴缓冲通道的入口对齐，所述激光拉曼显微镜用于收集流经所述液滴缓冲通道的单个液滴在激光作用下发射的拉曼散射波长信号；所述拉曼信号处理单元分别与所述激光拉曼显微镜和所述信号转换器连接；所述信号转换器与所述电压控制单元连接；所述电压控制单元与所述电极连接，进而控制所述液滴流向所述目标液滴入口或所述非目标液滴入口。2.根据权利要求1所述的微流控分选系统，其特征在于，所述拉曼信号处理单元包括拉曼信号接收模块、拉曼信号判断模块和拉曼信号传输模块；所述拉曼信号接收模块，具体用于接收所述激光拉曼显微镜捕获的拉曼散射波长信号；所述拉曼信号判断模块，具体用于判断所述拉曼散射波长信号是否在预置拉曼信号范围内，若所述拉曼散射波长信号在所述预置拉曼信号范围内，则将所述拉曼散射波长信号传输至所述拉曼信号传输模块；所述拉曼信号传输模块，具体用于接收所述拉曼散射波长信号并输出至所述信号转换器。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志乾，许波，吴奕瑞，江翱，刘丽花，吴嵩，陈西朋，何茜，张豫，
申请(专利权)人：态创生物科技广州有限公司，
类型：新型
国别省市：