CN108913565B - 多通道微流控光学检测系统 - Google Patents
多通道微流控光学检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108913565B CN108913565B CN201810863734.0A CN201810863734A CN108913565B CN 108913565 B CN108913565 B CN 108913565B CN 201810863734 A CN201810863734 A CN 201810863734A CN 108913565 B CN108913565 B CN 108913565B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- channel
- light source
- optical fiber
- fluidic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6809—Methods for determination or identification of nucleic acids involving differential detection
Abstract
一种荧光检测技术领域的多通道微流控光学检测系统，包括：光源，用于输出光信号；数量为一个；多通道微流控模块，设有不少于两个微通道；光源耦合控制模块，用于向各微通道分配输入光信号；液路控制模块，用于控制各微通道中微滴的生成频率和流速；光电转换模块，用于接收经微通道的光信号再生成电信号并放大；检测分析模块，与光电转换模块电连接，对经放大的电信号进行分析，得到检测结果。本发明采用单一光源实现多通道的检测，同时避免因通道数量的增多而增加光源功率。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种荧光检测领域的技术，具体是一种多通道微流控光学检测系统。
背景技术
光学荧光检测技术是DNA检测中最常用的检测方法。荧光检测采用激光光源，在光电转换模块接收并检测微液滴经荧光照射后光信号的变化后将光信号转化为电信号，通过对电信号的数据采集及算法分析得到检测结果。
现有技术中，荧光检测时需要激发光源发出一定功率的照射光，在已添加荧光染料的微滴被照射后，微滴中的DNA吸收到足够能量才能发出可被检测到的荧光。然而光强度的变化易受环境影响，光路中一旦出现干扰，将严重影响检测结果的准确性。此外荧光检测多是直接对微滴照射激光，激光光源受环境影响稍微偏移就无法顺利完成检测，故对系统结构精度要求很高。另外荧光检测所需的光源功率比较高，故检测成本高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种多通道微流控光学检测系统，采用单一光源实现多通道的检测，同时避免因通道数量的增多而增加光源功率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：
光源，用于输出光信号；数量为一个；
多通道微流控模块，设有不少于两个微通道；
光源耦合控制模块，用于向各微通道分配输入光信号；
液路控制模块，用于控制微滴的生成频率和微滴在各微通道中流速；
光电转换模块，用于接收经微通道的光信号再生成电信号并放大；
检测分析模块，与光电转换模块电连接，对经放大的电信号进行分析，得到检测结果。
优选地，所述光电转换模块采用光电倍增管或雪崩二极管，数量为一个；本发明避免了对每一路微通道单独设置光电转换模块，从而缩小检测系统的体积、降低成本。
所述多通道微流控模块可以是多个单通道微流控芯片并列设置而成，或者采用具有多个微通道的微流控芯片，或者是单通道芯片与具有多个微通道的微流控芯片并列设置而成。
所述单通道微流控芯片、具有多个微通道的微流控芯片均设有上介质层和下介质层；两介质层中至少一个设有槽型通道，在两介质层贴合后形成数个微通道；
所述上、下介质层其中之一结构的外侧设有光源光纤、另一结构的外侧设有接收光纤；所述各光源光纤经光源耦合控制模块耦合控制，所述各接收光纤分别与同一个光电转换模块连接。
所述光源光纤、接收光纤均采用SC标准光纤接头，所述光纤计数机构在上、下介质层表面设有定位接口与SC标准光纤接头对接，所述定位接口对应各微液滴液路通道设置。
所述接收光纤和光电转换模块之间设有光路系统，接收光纤接收的光信号经光路系统分光和滤光处理后再输出至光电转换模块。
本发明还设有微滴收集模块，与微通道连通收集废液，避免液滴通过微通道后洒落造成污染。技术效果
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
1)利用一个光源可以测量多个微通道；避免根据微通道数量设置多个光源带来的高成本的问题；
2)在测量多个微通道时控制各微通道内微滴顺次测量，相邻微通道顺序上相差一个微滴，而检测时间几乎没有差别，相对于现有技术中全部微滴流过一个通道经检测后再流入下一通道进行检测，提高了检测效率，大大缩短了检测时间；在各微通道顺次测量的过程中能够保证照射到各微通道上的入射光的功率相同，满足检测要求，且能够最大限度的降低光源所需的功率；避免多个微通道同时测量带来的光源功率要求高、成本高的问题；
3)采用光源光纤和接收光纤传递光信号，避免光源直接照射带来的易受干扰等问题；
4)实现荧光检测的同时进行光纤计数。
附图说明
图1为实施例1的拓扑结构图；
图2为实施例1中微通道结构示意图；
图3为图2的剖面图；
图4为实施例1光纤与介质层连接结构示意图；
图中：多通道微流控模块1，单通道微流控芯片10，上介质层11，下介质层12，微通道13；光源2，光源光纤21，接收 光纤22，SC标准光纤接头23，定位接口24；光源控制耦合模块3，液路控制模块4，光电转换模块5，检测分析模块6，微滴收集模块7，微滴8。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：
光源2，用于输出光信号；采用激光光源，数量为一个；
多通道微流控模块1，由两个单通道微流控芯片10并列设置而成；单个单通道微流控芯片10 的结构如图2所示；
光源耦合控制模块3，用于向各微通道分配输入光信号；
液路控制模块4，用于控制各微通道13中微滴的生成频率和流速；
光电转换模块5，用于接收经微通道13的光信号再生成电信号并放大；数量为一个；
检测分析模块6，与光电转换模块5电连接，对经放大的电信号进行分析，得到检测结果；
微滴收集模块7，与多通道微流控模块1连通收集废液。
所述单通道微流控芯片10设有上介质层11和下介质层12；上介质层11中设有槽型通道，在两介质层贴合后形成微通道13；
如图3所示，所述上介质层11结构的外侧设有接收光纤22，所述下介质层12结构的外侧设有光源光纤21；所述各光源光纤21经光源耦合控制模块耦合3控制，所述各接收光纤22分别与同一个光电转换模块5连接。
所述上介质层厚度h1，下介质层厚度h2，h1和h2可以是毫米级也可以是厘米级；而微液滴液路通道的厚度t、宽度w为微米级，优选地，t为10～50μm，w为10～50μm；通道中流过的微液滴直径数微米到数十微米。
本实施例中多通道微流控模块1由两个单通道微流控芯片10并列设置而成，形成多通道。具有灵活的特点，可根据需要的微通道数量自由组合；而在应用中单独使用具有多通道的微流控芯片存在浪费微通道或微通道数量不足的可能，不够灵活，且具有多通道的微流控芯片制作相对复杂。
本实施例顺序在两微通道内生成微滴8。各微通道13内每经过一个微滴，相应微通道的光源光纤21内的光线对其照射。微滴的生成频率和流速由液路控制模块4精确控制，通过液路控制模块 4两微通道的微滴在时间顺序上交错。这样，当第一个微通道的微滴通过光纤时，光源耦合控制模块 3打开相应光源光纤，并关闭第二个微通道的光源光纤，第一个微通道的光源光纤获得光源的所有能量对该微通道内的微滴进行检测；之后光源耦合控制模块3关闭第一个微通道的光源光纤，并打开第二个微通道的光源光纤，第二个微通道的光源光纤获得所有能量对该微通道内的微滴进行检测。上述过程中光源的功率无需分配到不同的光源光纤，避免需要增加功率以达到发射功率要求的问题，最大限度的降低了对光源功率的要求。
如图4所示，本实施例为了减少光源受环境影响而偏移带来的误差，对光源光纤21、接收光纤22使用了SC标准光纤接头23，并在上、下介质层表面设有定位接口24与SC标准光纤接头23 对接，所述定位接口24对应各微通道13设置。所述定位接口与相应介质层一体化制造，安装时，只需把SC标准光纤接头23插入定位接口24即可；另外，在光源耦合控制模块和光电接收模块中亦可同样采用此结构设计。当然还可以采用其他类型的标准光纤接头，只是其他类型标准光纤接头的定位接口制备相对复杂。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种多通道微流控光学检测系统，其特征在于，包括：
光源，用于输出光信号；数量为一个；
多通道微流控模块，设有不少于两个微通道；
光源耦合控制模块，用于向各微通道分配输入光信号；
液路控制模块，用于控制微滴的生成频率和微滴在各微通道中流速；
光电转换模块，用于接收经微通道的光信号再生成电信号并放大；
检测分析模块，与光电转换模块电连接，对经放大的电信号进行分析，得到检测结果；
所述多通道微流控模块采用多个单通道微流控芯片并列设置而成，或者采用具有多个微通道的微流控芯片，或者采用单通道微流控芯片与具有多个微通道的微流控芯片并列设置而成；
所述单通道微流控芯片、具有多个微通道的微流控芯片均设有上介质层和下介质层；两介质层中至少一个设有槽型通道，在两介质层贴合后形成微通道；
所述上、下介质层其中之一结构的外侧设有光源光纤、另一结构的外侧设有接收光纤；所述各光源光纤经光源耦合控制模块耦合控制，所述各接收光纤分别与同一个光电转换模块连接；在测量多个微通道时控制各微通道内微滴顺次测量，相邻微通道顺序上相差一个微滴；在各微通道顺次测量的过程中通过光源耦合控制模块打开对应微通道的光源光纤。
2.根据权利要求1所述多通道微流控光学检测系统，其特征是，所述光电转换模块采用光电倍增管或雪崩二极管，数量为一个。
3.根据权利要求1所述多通道微流控光学检测系统，其特征是，所述光源光纤、接收光纤均采用SC标准光纤接头，在上、下介质层表面设有定位接口与SC标准光纤接头对接，所述定位接口对应各微液滴液路通道设置。
4.根据权利要求1或3所述多通道微流控光学检测系统，其特征是，所述光源光纤、接收光纤的芯径与微液滴液路通道尺寸匹配。
5.根据权利要求1所述多通道微流控光学检测系统，其特征是，所述接收光纤和光电转换模块之间设有光路系统，接收光纤接收的光信号经光路系统分光和滤光处理后再输出至光电转换模块。
6.根据权利要求1所述多通道微流控光学检测系统，其特征是，所述多通道微流控光学检测系统设有微滴收集模块，与微通道连通收集废液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810863734.0A CN108913565B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 多通道微流控光学检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810863734.0A CN108913565B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 多通道微流控光学检测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108913565A CN108913565A (zh) | 2018-11-30 |
| CN108913565B true CN108913565B (zh) | 2021-07-02 |
Family
ID=64394186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810863734.0A Active CN108913565B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 多通道微流控光学检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108913565B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110672008B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-02-05 | 苏州索真生物技术有限公司 | 一种硅光电池的微通道定位结构及基于该结构的定位方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002061400A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Sau Lan Tang Staats | Optical detection system for chromatographic and electrokinetic liquid phase separations |
| CN102353659A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-02-15 | 北京工业大学 | 生物芯片荧光微光谱检测装置及制作方法 |
| CN105149020A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-12-16 | 北京航空航天大学 | 一种嵌入微纳结构端面光纤的拉曼检测微流控芯片 |
| CN204924944U (zh) * | 2015-08-07 | 2015-12-30 | 苏州合惠生物科技有限公司 | 一种荧光检测装置 |
| CN106906132A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-30 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法 |
| CN107907521A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-13 | 广东顺德墨赛生物科技有限公司 | 微流控检测系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7050660B2 (en) * | 2003-04-07 | 2006-05-23 | Eksigent Technologies Llc | Microfluidic detection device having reduced dispersion and method for making same |
| US20060192940A1 (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-31 | Phi-Wilson Janette T | Modular flow cytometry system |
-
2018
- 2018-08-01 CN CN201810863734.0A patent/CN108913565B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002061400A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Sau Lan Tang Staats | Optical detection system for chromatographic and electrokinetic liquid phase separations |
| CN102353659A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-02-15 | 北京工业大学 | 生物芯片荧光微光谱检测装置及制作方法 |
| CN105149020A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-12-16 | 北京航空航天大学 | 一种嵌入微纳结构端面光纤的拉曼检测微流控芯片 |
| CN204924944U (zh) * | 2015-08-07 | 2015-12-30 | 苏州合惠生物科技有限公司 | 一种荧光检测装置 |
| CN106906132A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-30 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法 |
| CN107907521A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-13 | 广东顺德墨赛生物科技有限公司 | 微流控检测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108913565A (zh) | 2018-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205506684U (zh) | 用于实时荧光定量pcr的多荧光通道检测系统 | |
| US20150211979A1 (en) | Fluidic flow cytometry devices and particle sensing based on signal-encoding | |
| CN202898426U (zh) | 一种面向空间的螺旋式微流控pcr实时荧光检测系统 | |
| EP1454123A2 (en) | Device and method for investigating analytes in liquid suspension or solution | |
| CN102768203A (zh) | 一种面向空间的微型圆柱式微流控pcr实时荧光检测系统 | |
| CN106010954B (zh) | 新型微滴式数字pcr光学检测系统、装置及方法 | |
| US6084667A (en) | System and method for molecular sample measurement | |
| CN108913565B (zh) | 多通道微流控光学检测系统 | |
| CN102604824A (zh) | 面向空间的微型微流控实时荧光pcr工作系统 | |
| CN111526943A (zh) | 微流体路由 | |
| CN102680093B (zh) | 多用途分光光度计 | |
| CN107715930A (zh) | 芯片结构 | |
| CN110591889B (zh) | 一种基于同轴双波导光纤的微流芯片细胞分选器 | |
| CN102353659B (zh) | 生物芯片荧光微光谱检测装置及制作方法 | |
| KR101712691B1 (ko) | 볼엔드 입출력 광섬유를 이용한 생체분석 장치 및 방법 | |
| CN201553741U (zh) | 一种定量pcr的多波长荧光检测装置 | |
| CN101398372A (zh) | 一种全集成紫外微流控芯片分析仪 | |
| CN108865650B (zh) | 微流控液滴散射光和荧光计数芯片 | |
| WO2020119562A1 (zh) | 多色荧光同步检测的液滴微流控芯片 | |
| CN112964626A (zh) | 基于全光纤光路的流式细胞仪 | |
| CN204661702U (zh) | 一种pcr激发探测系统 | |
| CN111007044A (zh) | 一种用于荧光检测的光纤模块及荧光检测仪 | |
| CN216525370U (zh) | 一种基于平面光波导的流式细胞仪集成化光路模块 | |
| CN202730131U (zh) | 面向空间的微型微流控实时荧光pcr工作系统 | |
| CN112326611B (zh) | 一种n试剂孔m通道荧光检测方法、设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |