CN107502544A - 一种微流控芯片检测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微流控芯片检测控制系统，涉及微流控技术领域，解决了现有技术中的微流控芯片检测控制系统的检测通量低、可拓展性差的技术问题。该微流控芯片检测控制系统包括微流控芯片单元和加热检测单元；其中，微流控芯片单元包括多个用于提取扩增核酸，得到待检测样本的微流控芯片，微流控芯片上开设有卡槽和卡柱，第n个微流控芯片的卡槽与第n+1个微流控芯片的卡柱相互卡接阵列设置；加热检测单元用于对多个待检测样本依次进行检测，得到与多个待检测样本一一对应的检测结果。本发明提供的微流控芯片检测控制系统用于核酸的分析检测。
Description
技术领域
本发明涉及微流控芯片检测技术领域，尤其涉及一种微流控芯片检测控制系统。
背景技术
现在各个领域中所使用的基因检测手段仍旧是传统的方法，即首先是手工提取样本中的核酸，这一步一般是购买商业化的核酸提取试剂盒，再按照产品说明书进行操作，在试管内进行一系列复杂的生化反应来完成的；接下来的扩增流程以常用的聚合酶链式反应(PCR，Polymerase Chain Reaction)扩增为例，扩增需要手工加入PCR反应混合液之后再通过商用的PCR仪来进行；最后的检测步骤则需要借助体积庞大的毛细管电泳仪以得到检测结果。可见，传统的基因检测手段已不能满足日益增长的基因检测业务量需要。
目前，市场上也渐渐出现了将试样的采集、预处理、分离、反应和检测等步骤集成在一个平台自动化完成的系统(微流控芯片检测控制系统)，但是该系统通常只固定设置一个微流控芯片，使得该系统一次只能针对一种液体试剂进行检测，因此，现有技术中的微流控芯片检测控制系统的可拓展性较差，对应的基因检测的效率也不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微流控芯片检测控制系统，解决了现有技术中的微流控芯片检测控制系统的检测通量低、可拓展性差的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微流控芯片检测控制系统，包括微流控芯片单元和加热检测单元；其中，
所述微流控芯片单元包括多个用于提取扩增核酸，得到待检测样本的微流控芯片，所述微流控芯片开设有卡槽和卡柱，第n个所述微流控芯片的卡槽与第n+1个所述微流控芯片的卡柱相互卡接阵列设置；
所述加热检测单元用于对多个所述待检测样本依次进行检测，得到与多个所述待检测样本一一对应的检测结果。
优选的，所述微流控芯片包括依次连通的储液单元、提取扩增单元以及废液回收单元；其中，
所述储液单元包括多个储液器、以及与各所述储液器的出液口连通的第一流通管道，各所述出液口与所述第一流通管道之间均设有第一控制件，所述第一控制件用于控制所述出液口的导通状态，当任一所述储液器处于加压状态时，对应的所述第一控制件处于开启状态，其余所述第一控制件均处于闭合状态；
所述提取扩增单元包括用于提取扩增核酸，得到待检测样本的扩增腔室，所述扩增腔室的一端通过第二控制件与所述第一流通管道连通，所述扩增腔室的另一端通过第三控制件与所述废液回收单元连通，所述第二控制件用于控制第一流通管道与所述扩增腔室的导通状态，所述第三控制件用于控制第二流通管道与所述废液回收单元的导通状态；
所述废液回收单元包括废液池，以及与所述废液池的进液口连通的第二流通管道，所述第二流通管道的一端通过所述第三控制件与所述扩增腔室连通，所述第二流通管道的另一端通过第四控制件与所述进液口连通，所述第四控制件用于控制所述进液口与所述第二流通管道的导通状态。
较佳的，所述提取扩增单元还包括用于控制所述第二控制件状态的第一加压部，以及用于控制第三控制件状态的第二加压部；
当通过所述第一加压部和所述第二加压部分别向所述第二控制件和所述第三控制件施加正气压时，所述第二控制件和所述第三控制件均处于开启状态；
当通过所述第一加压部和所述第二加压部分别向所述第二控制件和所述第三控制件施加负气压时，所述第二控制件和所述第三控制件均处于闭合状态。
进一步的，还包括密封盖板和加压控制单元，所述密封盖板上开设有与各所述微流控芯片对应的多个过孔，所述加压控制单元通过所述密封盖板上对应的过孔分别与多个所述微流控芯片中的各所述储液器、所述第一加压部和所述第二加压部连通；
所述加压控制单元用于向各所述微流控芯片输出气压，控制各所述微流控芯片的进样状态。
较佳的，所述加压控制单元包括正压泵、负压泵、第一选通器和第二选通器，所述正压泵分别与所述第一选通器和所述第二选通器的输入端连通，所述负压泵与所述第二选通器相连通，所述第一选通器的输出端通过所述密封盖板上的对应过孔分别连通，所述第二选通器的输出端通过所述密封盖板上的对应过孔分别与所述第一加压部和所述第二加压部连通；
所述第一选通器用于选通任一所述储液器，使得对应的所述储液器处于加压状态；
所述第二选通器用于同时选通所述第一加压部和所述第二加压部，使得所述第一加压部和所述第二加压部均处于加压或负压状态。
较佳的，所述加压控制单元还包括选通控制模块，所述第一选通器的输入端和所述第二选通器的输入端分别与所述选通控制模块的输出端连接；
所述选通控制模块用于根据检测操作流程向所述第一选通器和/或所述第二选通器提供控制信号，使得所述第一选通器和/或所述第二选通器根据所述控制信号选通。
进一步的，所述加热检测单元包括检测控制模块、加热模块和检测模块；其中，
所述加热模块包括加热组件和设在所述加热组件上的温度反馈组件，所述加热组件包括阵列设置的多个ITO加热膜片，各所述ITO加热膜片均设在对应所述扩增腔室的下方，各所述ITO加热膜片和所述温度反馈组件分别与所述检测控制模块连接，所述ITO加热膜片用于根据所述检测控制模块输出的加热控制信号向对应的所述扩增腔室中加热，使得所述扩增腔室中的核酸在预设温度下扩增得到待检测样本；
所述检测模块包括LED光源、调光组件和光电倍增管，所述调光组件设在所述ITO加热膜片与所述LED光源之间，所述光电倍增管设在所述LED光源下方，所述LED光源用于根据所述检测控制模块输出的检测信号发出检测光，以对所述待检测样本检测后形成检测光，所述光电倍增管用于采集所述反射光，得到检测结果。
优选的，还包括用于承载所述光学检测模块移动至任一所述ITO加热膜片下方的驱动单元，所述LED光源、所述调光组件和所述光电倍增管均固定在所述驱动单元上，所述驱动单元的步进电机与所述检测控制模块连接。
优选的，所述调光组件包括依次设置的滤光片、二向色镜和凸透镜，所述凸透镜设在所述ITO加热膜片与所述二向色镜之间，且所述二向色镜与所述ITO加热膜片所在的平面呈45度角设置。
优选的，还包括分别与所述选通控制模块和所述检测控制模块连接的人机交互单元；所述人机交互单元用于设置检测参数，以及输出检测结果。
与现有技术相比，本发明提供的微流控芯片检测控制系统具有以下有益效果：
本发明提供的微流控芯片检测控制系统中，由微流控芯片单元和加热检测单元两部分组成，其中，微流控芯片单元包括多个设有卡柱和卡槽的微流控芯片，上述卡柱和卡槽分别设在微流控芯片的相对面上，用户通过手动安装的方式，将第n个微流控芯片的卡槽与第n+1个微流控芯片的卡柱卡接，即可自由的增减微流控芯片的安装数量，从而使该微流控芯片检测控制系统具有良好的可拓展性，另外，由于一个微流控芯片只能对一种液体试剂进行检测，因此，相比较于现有技术中只包括一个微流控芯片的检测系统，该系统通过设置的多个微流控芯片，可同时实现对多种待检测样本的检测，提高了待检测样本的检测效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中微流控芯片检测控制系统的结构示意图；
图2为图1中微流控芯片的结构示意图；
图3为图2中的微流控芯片中的液体试剂进样过程示意图；
图4为图2中的微流控芯片中的液体试剂停止进样过程示意图；
图5为图1中微流控芯片单元的结构示意图；
图6为图1中微流控芯片检测控制系统的部分结构立体示意图；
图7为图1中微流控芯片检测控制系统的一种立体结构示意图；
图8为图1中微流控芯片检测控制系统的另一种立体结构示意图。
附图标记：
1-微流控芯片， 2-加热检测单元；
3-密封盖板； 4-加压控制单元；
11-储液单元， 111-储液器；
112-出液口， 113-第一控制件；
114-第一流通管道， 12-提取扩增单元；
121-第一加压部， 122-第二加压部；
123-第二控制件， 124-第三控制件；
125-扩增腔室， 13-废液回收单元；
131-废液池， 132-进液口；
133-第四控制件， 134-第二流通管道；
14-卡柱， 15-卡槽；
21-加热模块， 22-检测模块；
41-正压泵， 42-负压泵；
43-第一选通器， 44-第二选通器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
请参阅图2和图5，本实施例提供的一种微流控芯片检测控制系统，包括微流控芯片单元和加热检测单元2；其中，微流控芯片单元包括多个用于提取扩增核酸，得到待检测样本的微流控芯片1，微流控芯片1上开设有卡槽15和卡柱14，第n个微流控芯片1的卡槽15与第n+1个微流控芯片1的卡柱14相互卡接阵列设置；加热检测单元2用于对多个待检测样本依次进行检测，得到与多个待检测样本一一对应的检测结果。
在本实施例提供的微流控芯片检测控制系统中，由微流控芯片单元和加热检测单元2两部分组成，其中，微流控芯片单元包括多个设有卡柱14和卡槽15的微流控芯片1，上述卡柱14和卡槽15分别设在微流控芯片1的相对面上，用户通过手动安装的方式，将第n个微流控芯片1的卡槽15与第n+1个微流控芯片1的卡柱14卡接，即可自由的增减微流控芯片1的安装数量，从而使该微流控芯片检测控制系统具有良好的可拓展性，另外，由于一个微流控芯片1只能对一种液体试剂进行检测，因此，相比较于现有技术中只包括一个微流控芯片1的检测系统，该系统通过设置的多个微流控芯片1，可同时实现对多种待检测样本的检测，提高了待检测样本的检测效率。
具体的，请参阅图2，上述实施例中的微流控芯片1包括依次连通的储液单元11、提取扩增单元12以及废液回收单元13；其中，
储液单元11包括多个储液器111、以及与各储液器111的出液口112连通的第一流通管道114，各出液口112与第一流通管道114之间均设有第一控制件113，第一控制件113用于控制出液口112的导通状态，当任一储液器111处于加压状态时，对应的第一控制件113处于开启状态，其余第一控制件113均处于闭合状态；
提取扩增单元12包括用于提取扩增核酸，得到待检测样本的扩增腔室125，扩增腔室125的一端通过第二控制件123与第一流通管道114连通，扩增腔室125的另一端通过第三控制件124与废液回收单元13连通，第二控制件123用于控制第一流通管道114与扩增腔室125的导通状态，第三控制件124用于控制第二流通管道134与废液回收单元13的导通状态；
废液回收单元13包括废液池131，以及与废液池131的进液口132连通的第二流通管道134，第二流通管道134的一端通过第三控制件124与扩增腔室125连通，第二流通管道134的另一端通过第四控制件133与进液口132连通，第四控制件133用于控制进液口132与第二流通管道134的导通状态。
需要补充的是，提取扩增单元12的扩增腔室125内设有化学修饰过的玻璃纤维滤纸，这样当液体试剂流经扩增腔室125后，经过玻璃纤维滤纸的过滤后能够捕获液体试剂中的核酸；而根据一个储液器111只存储一种液体试剂的对应原则，在具体实施的过程中，储液器111的设置数量可根据检测用液体试剂的种类自由增减。另外，本实施例不对储液器111的容积大小以及第一流通管道114和第二流通管道134的容积大小做出具体限定，本领域技术人员可根据检测需要对所需储液器111、第一流通管道114、第二流通管道134和废液池131的规格做出恰当的选择。示例性的，储液器111的容积为10～500微升、第一流通管道114和第二流通管道134的容积均为1～10毫升、废液池131的容积为10-20毫升。
通过上述具体实施过程可知，本实施例提供的微流控芯片检测控制系统中，通过在各个出液口112与流通管道之间设置第一控制件113，当向任一储液器111持续施加正向气压时，设在该储液器111出液口112的第一控制件113在正向气压的作用下将处于持续开启状态，即该储液器111与第一流通管道114处于导通状态，同时通过第一加压部121和第二加压部122的同步控制，使第二控制件123和第三控制件124也处于开启状态，这样，该储液器111中的液体试剂在正向气压的作用下迅速流入第一流通管道114，并无障碍的流入至扩增腔室125中，在经过玻璃纤维滤纸过滤之后的废液会直接排入第二流通管道134中，该废液沿着第二流通管道134涌向废液池131的进液口132与第四控制件133接触，使第四控制件133在表面压力的作用下处于开启状态，从而实现废液能够在废液池131中回收；同理，当依次向任一储液器111持续施加正向气压时，即可实现对应液体试剂依次流入扩增腔室125，并将产生的废液依次回收至废液池131中。
需要说明的是，本实施例中的微流控芯片1实现避免串扰的原理如下：当任一储液器111中的液体试剂进入第一流通管道114之后，通过第一流通管道114的引流，使得该液体试剂能够在第一流通管道114中与其余第一控制件113接触，并向与之接触的第一控制件113提供反向压力，这样，其余第一控制件113在反向压力的作用下将处于闭合状态，此时，其余第一控制件113对应的储液器111中的液体试剂不能够进入第一流通管道114，从而能够避免多种液体试剂在依次进样的过程中发生串扰。可见，使用本实施例提供的微流控芯片检测控制系统，在多个储液器111中添加对应的液体试剂，只通过对任一储液器111进行加压状态的控制，即可实现对该储液器111中液体试剂的进样进行控制，进一步的，通过依次对多个储液器111进行加压状态的控制，就能够实现对多种液体试剂依次进样的控制。因此，相比较于现有技术，本实施例提供的微流控芯片检测控制系统具有结构简单、控制多种液体试剂依次进样的可靠性高且不会发生串扰等优点。
其中，储液器111为圆锥漏斗状结构，且储液器111内设有悬浮球，悬浮球的直径为，出液口112的直径为d2，且d1>d2。通过悬浮球的设置，当储液器111内存在液体试剂时，悬浮球浮于水面；当储液器111内液体试剂流尽时，悬浮球会堵住锥形储液器111的出液口112，防止气体进入第一流体通道污染检测样本，保证了微流控芯片检测控制系统检测结果的准确性。
较佳的，请继续参阅图2，本实施例提供的微流控芯片检测控制系统中，上述微流控芯片1的各出液口112沿水平方向呈直线排列，且各出液口112均位于第一流通管道114的正上方；采用此种设置方式，能够提高各部件的空间利用率，使得微流控芯片1体积进一步得到缩小，从而便于微流控芯片1检测系统的小型化推广。
具体的，请参阅图3和图4，上述实施例提供的微流控芯片检测控制系统中，第一控制件113和第四控制件133均为片状弹性膜片，片状弹性膜片包括单边固定部，以及与单边固定部的一端连接的弹性活动部；其中，
第一控制件113的单边固定部的一端与储液器111的外壁固定连接，单边固定部的另一端与弹性活动部固定连接，当第一控制件113处于开启状态时，弹性活动部与出液口112分离，使得出液口112与第一流通管道114处于导通状态，当第一控制件113处于闭合状态时，弹性活动部与出液口112贴合，使得出液口112与第一流通管道114处于密闭隔绝状态；
第四控制件133的单边固定部的一端与废液池131的外壁固定连接，单边固定部的另一端与弹性活动部固定连接，当第四控制件133处于开启状态时，弹性活动部与进液口132分离，使得进液口132与第二流通管道134处于导通状态，当第四控制件133处于闭合状态时，弹性活动部与进液口132贴合，使得进液口132与第二流通管道134处于密闭隔绝状态。
具体实施时，可将片状弹性膜片的单边固定部与储液器111的外壁固定连接，请参阅图3，当向储液器111施加正向气压时，正向气压的压力会推动液体试剂向储液器111的出液口112流动并在弹性活动部的表面形成一推力，当该推力大于弹性活动部自身的形变力时，此时的弹性活动部会与储液器111的出液口112分离，即储液器111的出液口112与第一流通管道114处于导通状态；相反的，请参阅图4，当停止向储液器111施加正向气压时，弹性活动部在自身形变力的作用下保持与储液器111的出液口112的贴合状态，此时能够起到密闭隔绝储液器111的出液口112的作用。
可见，当第一控制件113为弹性膜片时，利用弹性膜片自身的良好恢复性能，仅通过控制施加的正向气压即可实现对弹性活动部与出液口112的分离或贴合的可靠控制。优选的，相邻片状弹性膜片之间具有缺口，缺口直径为0.5-1.5毫米，且缺口与出液口112的距离d≥0.5毫米，相比较于将缺口与出液口112设置成接触的形式，此种设置结构能够改善弹性活动部与出液口112贴合时的密闭隔绝性能。
当片状弹性膜片作为第四控制件133使用时，可将片状弹性膜片的单边固定部与废液池131的外壁固定连接，当废液流入第二流通管道134后，通过任一储液器111施加的正向气压会推动废液向废液池131的进液口132涌入并在弹性活动部的表面形成一推力，若该推力大于弹性活动部自身的形变力时，此时的弹性活动部会与储液器111的出液口112分离，即废液池131的进液口132与第二流通管道134处于导通状态，从而使得废液流入废液池131中回收；当停止向任一储液器111施加正向气压时，考虑到回收至废液池131中的废液自身重力可能会大于弹性活动部的自身形变力，从而迫使弹性活动部与废液池131的进液口132分离，导致废液回流至第二流通管道134情况的发生，本实施例将在进液口132下方对应的第二流通管道134上设置一支撑块，在支撑块的作用下能够避免废液池131中的废液依靠自身重力压迫弹性活动部导致与进液口132分离的情况发生，从而有效的起到防止废液回流的作用。
考虑到设在储液器111的出液口112的片状弹性膜片依靠自身形变力，不能够保证其与储液器111的出液口112贴合时密封的严密性，本实施例在与储液器111的出液口112接触的弹性活动部上还设有密封件，通过密封件与储液器111的出液口112的直接接触，能够进一步的提升弹性活动部与储液器111的出液口112贴合时的密闭隔绝性能，从而在液体试剂依次进样的过程中，避免液体试剂发生串扰现象。
较佳的，请接着参阅图3和图4，在上述实施例提供的微流控芯片1检测系统中，第二控制件123和第三控制件124均为T型弹性膜片，T型弹性膜片包括隔绝固定部，以及与隔绝固定部活动连接的弹性活动部；其中，第二控制件123的隔绝固定部固定在第一流通管道114上，第二控制件123的弹性活动部的两端分别固定在第一加压部121的两侧外壁上，当第二控制件123处于开启状态时，第二控制件123的弹性活动部与第二控制件123的隔绝固定部分离，使得第一流通管道114与扩增腔室125处于导通状态；第三控制件124的隔绝固定部固定在第二流通管道134上，第三控制件124的弹性活动部的两端分别固定在第二加压部122的两侧外壁上，当第三控制件124处于开启状态时，第三控制件124的弹性活动部与第三控制件124的隔绝固定部分离，使得第二流通管道134与扩增腔室125处于导通状态。
通过上述实施过程可知，当第二控制件123和第三控制件124均为T型弹性膜片时，通过控制第一加压部121和第二加压部122的加压状态，即可控制第一流通管道114和第二流通管道134分别与扩增腔室125导通/闭合状态，可见采用上述控制方式结构简单、可靠性较佳。
需要补充的是，上述片状弹性膜片的单边固定部与储液器111/废液池131的外壁以及T型弹性膜片与第一加压部121/第二加压部122的外壁固定连接的方式多种多样，例如，采用接触表面修饰并压紧的工艺使其形成键合键的化学方式固定连接，或者通过粘合剂等物理方式固定连接。另外，为了使片状弹性膜片和T型弹性膜片具有较强的形变力，示例性的，片状弹性膜片和T型弹性膜片均由聚二甲基硅氧烷、氟橡胶、硅橡胶中的一种或多种材料制成。
可以理解的是，制作储液器111、废液池131、第一流通管道114和第二流通管道134的材料可以相同，也可以不同，本实施在此不对其进行限定；示例性的，当储液器111、废液池131、第一流通管道114和第二流通管道134的材料相同时，可选用陶瓷、玻璃、塑料中的一种或两种作为储液器111、废液池131、第一流通管道114和第二流通管道134的制作材料。
进一步的，请参阅1，上述实施提供的微流控芯片检测控制系统的加压控制单元4包括正压泵41、负压泵42、第一选通器43和第二选通器44，正压泵41分别与第一选通器43和第二选通器44的输入端连通，负压泵42与第二选通器44相连通，第一选通器43的输出端通过密封盖板3上的对应过孔分别与多个储液器111的入液口连通，第二选通器44的输出端通过密封盖板3上的对应过孔分别与第一加压部121和第二加压部122连通；第一选通器43用于选通任一储液器111，使得对应的储液器111处于加压状态；第二选通器44用于同时选通第一加压部121和第二加压部122，使得第一加压部121和第二加压部122均处于加压或负压状态。
上述实施提供的微流控芯片检测控制系统的加压控制单元4还包括选通控制模块，第一选通器43的输入端和第二选通器44的输入端分别与选通控制模块的输出端连接；选通控制模块用于根据检测操作流程向第一选通器43和/或第二选通器44提供控制信号，使得第一选通器43和/或第二选通器44根据控制信号选通。
在具体操作的过程中，当任一个或多个微流控芯片1在对液体试剂进行检测时，选通控制模块根据对应的微流控芯片1的检测操作流程及液体试剂的用量分别对第一选通器43和第二选通器44进行选通控制，以实现对相应的微流控芯片1中对应的储液器111依次进行加压，使得各储液器111中的液体试剂能够依次进入扩增腔室125，经扩增腔室125排出的废液能够依次在废液池131中得到回收，从而实现核酸的自动提取，而当对应微流控芯片1的各储液器111中的液体试剂完成依次进样后，选通控制模块控制第一选通器43关闭向该微流控芯片1的选通，同时控制第二选通器44选通负气压，使得第二控制件123和第三控制件124均处于闭合状态，进而防止已回收的废液回流。
此外，由于在相同压力作用下单位时间内储液器111释放的液体试剂流量是相同的，因此通过选通控制模块控制第一选通器43向对应储液器111加压的时间，即可准确控制液体试剂的释放量，从而实现对所需液体试剂剂量的精准控制，避免了在操作步骤过程中，由于提供的液体试剂剂量存在误差，而造成实验结果不准确的情况发生。示例性的，第一选通器43和第二选通器44可以为现有技术中常用的电磁选通器。
具体的，请继续参阅图1和图6-8，上述实施例提供的微流控芯片检测控制系统中，加热检测单元2包括检测控制模块、加热模块21和检测模块22；其中，
加热模块21包括加热组件和设在加热组件上的温度反馈组件，加热组件包括阵列设置的多个ITO加热膜片，各ITO加热膜片均设在对应扩增腔室125的下方，各ITO加热膜片和温度反馈组件分别与检测控制模块连接，ITO加热膜片用于根据检测控制模块输出的加热控制信号向对应的扩增腔室125中加热，使得扩增腔室125中的核酸在预设温度下扩增得到待检测样本；
检测模块22包括LED光源、调光组件和光电倍增管，调光组件设在ITO加热膜片与LED光源之间，光电倍增管设在LED光源下方，LED光源用于根据检测控制模块输出的检测信号发出检测光，以对待检测样本检测后形成反射光，光电倍增管用于采集反射光，得到检测结果。
其中，调光组件包括依次设置的滤光片、二向色镜和凸透镜，凸透镜设在ITO加热膜片与二向色镜之间，且二向色镜与ITO加热膜片所在的平面呈45度角设置。
具体实施时，温度反馈组件设在各ITO加热膜片背离扩增腔室125的一面上，ITO加热膜片首先根据检测控制模块输出的加热控制信号向对应的扩增腔室125中加热，并通过温度反馈组件实时监控当前温度，使扩增腔室125保持适宜的扩增温度条件，例如，通常为65℃，此时，处于扩增腔室125内的待检测样本在该温度条件下发生环介导等温扩增，并释放钙黄绿素，这时，LED光源在接收到检测控制模块输出的检测信号后开启点亮发出检测光，该检测光在穿透滤光片后，只保留波长为365nm左右的紫外光，而其余杂光均被过滤，之后通过呈45度角的二向色镜反射后，能够穿过凸透镜聚焦在扩增腔室125内的待检测样本上，以使钙黄绿素在紫外光的激发下出现带有绿色荧光的反射光，最后通过光电倍增管的采集，并经分析后得到对应时刻的荧光强度；进一步的，由于光电倍增管能够每间隔t时刻采集一次荧光强度，因此可以绘制出反应扩增效果的荧光曲线，以供用户分析得到检测结果。
可见，通过在ITO加热膜片的背面上设置温度反馈组件，能够保证扩增腔室125内温度的精确性，使待检测样本在最适宜的温度下完成环介导等温扩增反应，而通过ITO加热膜片设置，一方面起到加热源的作用，另一方面由于ITO加热膜片呈透明状，因此用户可通过观察能够更直观的掌握当前待检测样本的扩增状态。此外，由于光电倍增管能够每间隔t时刻采集一次荧光强度，因此通过绘制荧光曲线，能够更加准确的分析出检测结果。
可选的，请参阅图6-8，上述实施例中的微流控芯片1检测系统还包括用于承载检测模块22移动至任一ITO加热膜片下方的驱动单元，LED光源、调光组件和光电倍增管均固定在驱动单元上，驱动单元的步进电机与检测控制模块连接。
具体实施时，当任一微流控芯片1的扩增腔室125完成环介导等温扩增后，通过检测控制模块控制驱动单元移动到对应扩增腔室125下方，使得固定在驱动单元上的检测模块22完成对该待检测样本的荧光检测，并输出检测结果。可见，本实施例通过驱动单元的设置，只需设置一个检测模块22即可完成对各个微流控芯片1中的待检测样本的检测，减少了制造成本。
需要说明的是，选通控制模块和检测控制模块的功能均为现有控制元件或控制电路能够实现的，而在实际应用中为了简化电路，可选用能够同时实现选通控制模块功能和检测控制模块功能的控制电路或者控制元件来实现此方案，例如，上述控制元件可以为C8051F系列单片机。
考虑到用户操作的便捷性，上述实施例中的微流控芯片检测控制系统还包括分别与选通控制模块和检测控制模块连接的人机交互单元；人机交互单元用于设置检测参数，以及输出检测结果。示例性的，人机交互单元为电脑，在实际使用上，可将上述控制模块功能和检测控制模块功能集成在电脑中，用户通过电脑即可实现上述相应功能的操作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种微流控芯片检测控制系统，其特征在于，包括微流控芯片单元和加热检测单元；其中，
所述微流控芯片单元包括多个用于提取扩增核酸，得到待检测样本的微流控芯片，所述微流控芯片上开设有卡槽和卡柱，第n个所述微流控芯片的卡槽与第n+1个所述微流控芯片的卡柱相互卡接阵列设置；
所述加热检测单元用于对多个所述待检测样本依次进行检测，得到与多个所述待检测样本一一对应的检测结果。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述微流控芯片包括依次连通的储液单元、提取扩增单元以及废液回收单元；其中，
所述储液单元包括多个储液器、以及与各所述储液器的出液口连通的第一流通管道，各所述出液口与所述第一流通管道之间均设有第一控制件，所述第一控制件用于控制所述出液口的导通状态，当任一所述储液器处于加压状态时，对应的所述第一控制件处于开启状态，其余所述第一控制件均处于闭合状态；
所述提取扩增单元包括用于提取扩增核酸，得到待检测样本的扩增腔室，所述扩增腔室的一端通过第二控制件与所述第一流通管道连通，所述扩增腔室的另一端通过第三控制件与所述废液回收单元连通，所述第二控制件用于控制第一流通管道与所述扩增腔室的导通状态，所述第三控制件用于控制第二流通管道与所述废液回收单元的导通状态；
所述废液回收单元包括废液池，以及与所述废液池的进液口连通的第二流通管道，所述第二流通管道的一端通过所述第三控制件与所述扩增腔室连通，所述第二流通管道的另一端通过第四控制件与所述进液口连通，所述第四控制件用于控制所述进液口与所述第二流通管道的导通状态。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述提取扩增单元还包括用于控制所述第二控制件状态的第一加压部，以及用于控制第三控制件状态的第二加压部；
当通过所述第一加压部和所述第二加压部分别向所述第二控制件和所述第三控制件施加正气压时，所述第二控制件和所述第三控制件均处于开启状态；
当通过所述第一加压部和所述第二加压部分别向所述第二控制件和所述第三控制件施加负气压时，所述第二控制件和所述第三控制件均处于闭合状态。
4.根据权利要求3所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，还包括密封盖板和加压控制单元，所述密封盖板上开设有与各所述微流控芯片对应的多个过孔，所述加压控制单元通过所述密封盖板上对应的过孔分别与多个所述微流控芯片中的各所述储液器、所述第一加压部和所述第二加压部连通；
所述加压控制单元用于向各所述微流控芯片输出气压，控制各所述微流控芯片的进样状态。
5.根据权利要求3所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述加压控制单元包括正压泵、负压泵、第一选通器和第二选通器，所述正压泵分别与所述第一选通器和所述第二选通器的输入端连通，所述负压泵与所述第二选通器相连通，所述第一选通器的输出端通过所述密封盖板上的对应过孔分别连通，所述第二选通器的输出端通过所述密封盖板上的对应过孔分别与所述第一加压部和所述第二加压部连通；
所述第一选通器用于选通任一所述储液器，使得对应的所述储液器处于加压状态；
所述第二选通器用于同时选通所述第一加压部和所述第二加压部，使得所述第一加压部和所述第二加压部均处于加压或负压状态。
6.根据权利要求4所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述加压控制单元还包括选通控制模块，所述第一选通器的输入端和所述第二选通器的输入端分别与所述选通控制模块的输出端连接；
所述选通控制模块用于根据检测操作流程向所述第一选通器和/或所述第二选通器提供控制信号，使得所述第一选通器和/或所述第二选通器根据所述控制信号选通。
7.根据权利要求6所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述加热检测单元包括检测控制模块、加热模块和检测模块；其中，
所述加热模块包括加热组件和设在所述加热组件上的温度反馈组件，所述加热组件包括阵列设置的多个ITO加热膜片，各所述ITO加热膜片均设在对应所述扩增腔室的下方，各所述ITO加热膜片和所述温度反馈组件分别与所述检测控制模块连接，所述ITO加热膜片用于根据所述检测控制模块输出的加热控制信号向对应的所述扩增腔室中加热，使得所述扩增腔室中的核酸在预设温度下扩增得到待检测样本；
所述检测模块包括LED光源、调光组件和光电倍增管，所述调光组件设在所述ITO加热膜片与所述LED光源之间，所述光电倍增管设在所述LED光源下方，所述LED光源用于根据所述检测控制模块输出的检测信号发出检测光，以对所述待检测样本检测后形成反射光，所述光电倍增管用于采集所述反射光，得到检测结果。
8.根据权利要求7所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，还包括用于承载所述检测模块移动至任一所述ITO加热膜片下方的驱动单元，所述LED光源、所述调光组件和所述光电倍增管均固定在所述驱动单元上，所述驱动单元的步进电机与所述检测控制模块连接。
9.根据权利要求7所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，所述调光组件包括依次设置的滤光片、二向色镜和凸透镜，所述凸透镜设在所述ITO加热膜片与所述二向色镜之间，且所述二向色镜与所述ITO加热膜片所在的平面呈45度角设置。
10.根据权利要求7所述的微流控芯片检测控制系统，其特征在于，还包括分别与所述选通控制模块和所述检测控制模块连接的人机交互单元；所述人机交互单元用于设置检测参数，以及输出检测结果。
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