CN103323502A - 用于流式检测的微流控芯片检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于流式检测的微流控芯片检测系统，包括检测流道(1)、微小电容信号测量电路(2)，所述检测流道(1)两侧对称设置有两个用于形成液态金属微电极的液态微电极流道(3)，所述两个液态微电极流道(3)均与所述微小电容信号测量电路(2)连接。本发明通过在检测流道的两侧形成微电极进行电学检测，能够使检测信号更为稳定，提高检测流道内电容信号的检测灵敏度。本发明中液态微电极不需与被检液体接触，通过电容测量便可进行电学检测，能将电极对被检测液体的干扰降到最低。另外，本发明中液态微电极的制作方式简单，其将微电极的设计与制作和微流控芯片微流道的制作合二为一，大大简化了微电极的制作流程。

Description

用于流式检测的微流控芯片检测系统

技术领域

本发明涉及微流控芯片检测技术领域，尤其涉及一种用于流式检测的微流控芯片检测系统。

背景技术

微全分析系统(μ-TAS)中的微流控芯片技术近年来受到广泛关注，很多公司也已经将微流控芯片技术商品化，并产生了巨大的经济效益。其中流式检测技术是一种常见的对悬浮液中颗粒状微小粒子(例如细胞)进行检测的技术，其工作原理是将待测微粒(细胞)(如果光学检测则需要荧光染色)制成悬浮液，用一定压力将待测样品压入流动室，不含微粒(细胞)的缓冲溶液在高压下从鞘液管喷出，形成一定形状的流束，待测微粒(细胞)在鞘液的包被下单行排列，依次通过监测区域。在检测区域中对待测粒子进行检测。按照其对微粒(细胞)的检测手段分类其又可以大致分为光学检测和电学检测两种方法。

光学检测通常以激光作为激发光源，垂直照射在样品流上，被荧光染色微粒(细胞)在激光束的照射下，产生散射光和激发荧光，同时被前向的光电二极管和90度方向的光电倍增管接收，从而得到微粒存在性信息。因此光学检测一般只进行微粒(细胞)存在性检测，而对微粒的其他性质却很难得到。而且当通过荧光标记对微粒(细胞)的荧光，进行监测的时候，由于单个微粒或者细胞所释放的荧光十分微弱，而光纤不是很容易能有效地贴近待测流道，从而造成光信号捕捉困难。而且入射激光如果控制不好，任何一点微弱散射都会一定程度上干扰本就极其微弱的荧光信号的监测。另外由于激光的热效应，激光监测也不适用与长期监测。

除光学监测外，电学监测是另外一种颇受欢迎的监测方法。目前电学检测一般是用光刻和金属溅射的方法在微流道的下部沉积出微电极，然后通过电信号来感测微流道中微粒通过时带来的各种电信号的改变来检测微粒。通过微电极，我们不仅可以得到待测对象的存在性信息，还可以得到待测对象丰富的电子学信息，包括电阻、电容、电感等。电学测量也比较适合于长期不间断的监测。但是因为制作技术的原因，用溅射的方法制作的微电极只能处于微流道下方，无法做到电极完全处于流道的两侧。这种电极布置方式无疑仅适用于扁平的微流道，而当微流道的高宽比较大的时候，微粒(细胞)流动于远离底部的层面，电信号会比较微弱，并且当微粒和流道底部的距离发生变化时，电信号也会发生变化，使监测灵敏度降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于流式检测的微流控芯片检测系统，其能够降低电极对被检测液体的干扰，提高检测流道内微粒的检测灵敏度。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种用于流式检测的微流控芯片检测系统，包括检测流道、微小电容信号测量电路，所述检测流道两侧对称设置有两个用于形成液态金属微电极的液态微电极流道，所述两个液态微电极流道均与所述微小电容信号测量电路连接。

前述的用于流式检测的微流控芯片检测系统中，所述液态微电极流道的靠近所述检测流道的一端设有与所述检测流道平行的微流道，用于构成微型电容器。

前述的用于流式检测的微流控芯片检测系统中，所述液态微电极流道弯折呈“工”字形，所述“工”字形靠近检测流道的部分为微流道，所述“工”字形远离检测流道的部分的两端分别设有液态微电极入口和液态微电极出口。

前述的用于流式检测的微流控芯片检测系统中，所述液态微电极入口和液态微电极出口分别与所述微小电容信号测量电路连接。

(三)有益效果

本发明通过在检测流道的两侧形成微电极来进行电学检测，能够使检测信号更为稳定，提高检测流道内电容信号的检测灵敏度。本发明中液态微电极不需与被检液体接触，通过电容测量便可进行电学检测，能将电极对被检测液体的干扰降到最低。另外，本发明中液态微电极的制作方式简单，其将微电极的设计与制作和微流控芯片微流道的制作合二为一，大大简化了微电极的制作流程。

附图说明

图1为本发明实施方式中所述用于流式检测的微流控芯片检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施方式中所述液态微电极流道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的用于流式检测的微流控芯片检测系统，包括检测流道1、微小电容信号测量电路2，所述检测流道1两侧对称设置有两个用于形成液态金属微电极的液态微电极流道3，所述两个液态微电极流道3均与所述微小电容信号测量电路2连接。所述液态微电极流道3的靠近所述检测流道1的一端设有与所述检测流道1平行的微流道4，用于构成微型电容器。所述微流道4的长度可以根据检测的要求设计。所述液态微电极流道3弯折呈“工”字形，所述“工”字形靠近检测流道1的部分为微流道4，所述“工”字形远离检测流道1的部分的两端分别设有液态微电极入口5和液态微电极出口6。所述液态微电极入口5和液态微电极出口6分别与所述微小电容信号测量电路2连接。

本发明用于流式检测的微流控芯片检测系统的工作原理：

位于检测流道1两侧、且与检测流道1平行的微流道4，在两个液态微电极流道3内充满液态金属之后，所述微流道4构成微电极，进而两微电极构成一个微型的电容器，当有颗粒穿过两微电极之间的检测流道1或者有其他液体流过两微电极之间的检测流道1时将会引起微型电容器的变化从而感应出微粒的存在或者流道中流体的变化。

本发明用于流式检测的微流控芯片检测系统的制作方法：

所述液态微电极流道3的制作方法和检测流道1的制作方法相同。在微流控芯片制作过程中，在所述两微电极之间的检测区域的两侧用同样的方法在检测流道1的两边做出对称的液态微电极流道3。由于一起通过刻蚀方法制作，液态微电极流道3应该和检测流道1等高，并对称分布在检测流道1的检测区域的两侧。图2中给出了单支液态微电极流道3的示意图。液态微电极流道3形成后，将液态金属从液态微电极入口5注入，充满流道后，液态金属将从液态微电极出口6流出。两支微电极在检测流道1两旁形成一个微电容。该微电容将外接一个微小电容信号测量电路，完成检测区域中的电容测量。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种用于流式检测的微流控芯片检测系统，包括检测流道(1)、微小电容信号测量电路(2)，其特征在于，所述检测流道(1)两侧对称设置有两个用于形成液态金属微电极的液态微电极流道(3)，所述两个液态微电极流道(3)均与所述微小电容信号测量电路(2)连接。

2.如权利要求1所述的用于流式检测的微流控芯片检测系统，其特征在于，所述液态微电极流道(3)的靠近所述检测流道(1)的一端设有与所述检测流道(1)平行的微流道(4)，用于构成微型电容器。

3.如权利要求2所述的用于流式检测的微流控芯片检测系统，其特征在于，所述液态微电极流道(3)弯折呈“工”字形，所述“工”字形靠近检测流道(1)的部分为微流道(4)，所述“工”字形远离检测流道(1)的部分的两端分别设有液态微电极入口(5)和液态微电极出口(6)。

4.如权利要求3所述的用于流式检测的微流控芯片检测系统，其特征在于，所述液态微电极入口(5)和液态微电极出口(6)分别与所述微小电容信号测量电路(2)连接。

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