CN110346584B - 一种片上实验室光电检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的片上实验室光电检测装置，包括设置在片上实验室反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔，设置在片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，获取所述片上实验室的当前位置，并通过所述光电传感器检测通道内界面气‑液介面变化，获知液体是否充满整个反应区以及是否含有气泡杂质。此外，本发明还提出了一种片上实验室光电检测方法。这样，所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，提高了对片上实验室光电检测精度，确保片上实验室中的液体完全达到检测要求，准确知道片上实验室的当前位置。

Description

一种片上实验室光电检测装置及方法

技术领域

本发明涉及片上实验室技术领域，尤其涉及一种片上实验室光电检测装置及方法。

背景技术

近年来，把科学的分析操作集成到像半导体集成电路那样的几个平方厘米的玻璃、硅或塑料等微型薄片上的研究正在蓬勃开展，这在美国叫做片上实验室(Lab-on-a-chip)，它是指利用细微加工技术在玻璃或塑料基板上制作成溶液流动的微小通道网络，在一只芯片上集成如在实验室进行生化、化学操作和检测。由于其微小，具有样本微量化、反应与分析高速化等多种优点。

目前，在片上实验室检测的过程中，需要准确知道片上实验室的当前位置，并且，由于有时无法多次取样，必须在测试开始前确保样本良好。若无法在测试前确保片上实验室中的样本完全达到检测要求，容易造成无效测试。

可见，现有技术中，如何提高对片上实验室光电检测精度，确保片上实验室中的样本完全达到检测要求，准确知道片上实验室的当前位置成为亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种片上实验室光电检测装置及方法，以解决上述技术问题。

首先，为实现上述目的，本发明提出一种片上实验室光电检测装置，应用于一片上实验室检测系统，所述片上实验室检测系统包括片上实验室以及片上实验室检测装置，所述片上实验室光电检测装置包括：

所述片上实验室光电检测装置包括设置在所述片上实验室反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔，设置在所述片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，并通过所述光电传感器检测通道内界面气-液介面变化，当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

其中，所述光电传感器为对射式光电传感器、反射式光电传感器或光电式液体传感器之一。

可选地，所述片上实验室光电检测装置还包括设置在所述片上实验室的所述反应区内每个反应器两端的第七光栅孔；

所述光栅孔为透光通道，所述光电传感器的检测光轴与所述光栅孔同轴，所述光电传感器的检测光束与液体流动方向为正交，相同或相反；

当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，所述第七光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

若所述反应区出口的所述第六光栅孔一直未检测到通道内界面发生气-液介面变化，则判断液体未充满整个反应区。

可选地，片上实验室光电检测装置还用于检测液体中是否含有气泡，包括：

在所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化之前，若所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体含有气泡杂质；

若所述反应区入口的第五光栅孔中未检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体不含有气泡杂质。

可选地，所述片上实验室光电检测装置还用于获取通道内通过介质的透光率，并根据所述透光率获取所述通过介质的类型，包括：

当所述光电传感器检测到所述通道内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率；

将所述通过介质的透光率和所述片上实验室检测装置中预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。

可选地，所述片上实验室光电检测装置还包括设置在所述片上实验室第一泵体处的第一光栅孔，分别设置在每个试剂包处的第二光栅孔，分别设置在每个反应器处的第三光栅孔和设置在第二泵体处的第四光栅孔，所述片上实验室光电检测装置还用于判断所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置，包括：

若所述光栅孔与所述光电传感器重合，则所述片上实验室光电检测装置获得定位信号；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第一光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的前处理模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第二光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的挤液模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第三光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的光感模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第四光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的恒温模块位置处。

其次，本发明还提出一种片上实验室光电检测方法，应用于一片上实验室光电检测装置，所述方法包括步骤：

根据光电定位方式检测反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔中的通道内界面是否发生气-液介面变化；

根据所述气-液介面变化判断液体是否充满整个反应区；

判断所述液体是否达到测试标准；

若所述液体达到所述测试标准，进入液体循环阶段；

若所述液体未达到所述测试标准，进行告警提示；

其中，所述测试标准包括液体充满反应区、液体无气泡和液体无质量问题，所述光电定位方式为透过式或反射式之一。

可选地，所述根据所述气-液介面变化判断液体是否充满整个反应区，包括：

当反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；或者，

当反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，反应区内每个反应器两端的第七光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

当所述反应区出口的所述第六光栅孔一直未检测到通道内界面发生气-液介面变化，则判断液体未充满整个反应区。

可选地，在所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化之前，所述方法还包括：

若所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体含有气泡杂质；

若所述反应区入口的第五光栅孔中未检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体不含有气泡杂质。

可选地，所述判断所述液体是否达到测试标准之前，所述方法还包括：

获取通道内通过介质的透光率，并根据所述透光率获取所述通过介质的类型，具体为：

当检测到所述通道内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率；

将所述通过介质的透光率和预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。

可选地，所述方法还包括：

若所述片上实验室的光栅孔与所述片上实验室检测装置的光电传感器重合，所述片上实验室光电检测装置获得定位信号，根据所述定位信号判断所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第一光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的前处理模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第二光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的挤液模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第三光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的光感模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第四光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的恒温模块位置处。

相较于现有技术，本发明所提出的片上实验室光电检测装置，所述片上实验室光电检测装置包括设置在所述片上实验室反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔，设置在所述片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，获取所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置，并通过所述光电传感器检测通道内界面气-液介面变化，当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则获知液体充满整个反应区。并且，当所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，获知所述液体含有气泡杂质。此外，本发明还提出了一种片上实验室光电检测方法。这样，所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，提高了对片上实验室光电检测精度，确保片上实验室中的液体完全达到检测要求，准确知道片上实验室的当前位置。

附图说明

图1是实现本发明各个实施例的一种片上实验室检测系统的结构示意图；

图2是实现本发明各个实施例的一种片上实验室检测装置的连接示意图；

图3是实现本发明各个实施例的一种片上实验室的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置的结构示意图之一；

图5是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置的光电定位示意图之一；

图6是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置的光电定位示意图之二；

图7是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置的结构示意图之二；

图8是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为实现本发明各个实施例的一种片上实验室检测系统的结构示意图，如图1所示，所述片上实验室检测系统100包括片上实验室检测装置200以及片上实验室300。

请一并参阅图2，图2为实现本发明各个实施例的一种片上实验室检测装置的连接示意图，如图2所示，所述片上实验室检测装置200包括壳体10、牵引装置20以及设置于所述壳体10内部的恒温模块30、挤液模块40、光感模块50以及前处理模块60。

所述壳体10第一端开设有开口11，所述开口11用于供一片上实验室插入或者移出所述壳体10。

所述牵引装置20用于牵引所述片上实验室在所述壳体10内部移动。所述牵引装置20可以包括电机和传送带，所述传送带在所述电机的驱动下移动。

请一并参阅图3，图3是为实现本发明各个实施例的一种片上实验室的连接示意图，如图3所示，所述片上实验室300包括样本入口301、试剂区302、反应区303以及废液池304，所述反应区303的入口通过流道305与所述样本入口301以及所述试剂区302连接，所述反应区303的出口通过流道305与所述废液池304连接。所述反应区303包括依次连通的至少两个反应器3031，即所述至少两个反应器3031相互串联，其中，不同的反应器3031内表面附着不同的反应物，用于进行不同项目的检测。

所述过滤器3061设置在所述样本入口301与所述反应区303的入口之间，用于对样本进行过滤。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的片上实验室检测装置结构并不构成对片上实验室检测装置的限定，片上实验室检测装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的片上实验室结构并不构成对片上实验室的限定，片上实验室可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述片上实验室检测系统100，片上实验室检测装置200以及片上实验室300的结构，提出本发明各个实施例。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置400的结构示意图之一，如图4所示，请一并参阅图2至图3，图5至图6，所述片上实验室光电检测装置400包括设置在所述片上实验室300反应区入口3051的第五光栅孔401和反应区出口3052的第六光栅孔402，设置在所述片上实验室检测装置200的光电传感器403。通过所述光电传感器403与所述光栅孔404相互配合，用于当所述片上实验室300插入所述片上实验室检测装置200进行检测时进行光电定位。

所述光电传感器403可以检测通道405内界面气-液介面变化。具体的，当所述反应区入口3051的所述第五光栅孔401中检测到通道405内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口3052的所述第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区305。

若在所述反应区入口3051的所述第五光栅孔401中检测到通道405内界面发生气-液介面变化后，所述反应区出口3052的所述第六光栅孔402却一直未检测到通道405内界面发生气-液介面变化，则判断液体未充满整个反应区305。

具体的，所述光电传感器403可以包括对射式光电传感器、反射式光电传感器和光电式液体传感器。其中，所述光电传感器403可以只有一个，也可以有数个，可以为同种光电传感器的组合，也可以为异种光电传感器的组合，本发明实施例在此不做限制。

由于所述光栅孔404为透光通道，所述光电传感器403的检测光轴与所述光栅孔404同轴，所述光电传感器403的检测光束与液体流动方向可以为正交，相同或相反。如果采用所述对射式光电传感器，则所述光电传感器403的发射端4034和接收端4035位于对侧，发射端4034一般发出红光或红外，由所述接收端4035接收，如果有物体经过时光线切断，便输出信号。如果采用所述反射式光电传感器，则所述光电传感器403的发射端4034和接收端4035位于同侧，并在反射式光电传感器前方安装有一反光板，可以利用反射原理探测有无接近的物体。如果采用所述光电式液体传感器，由于光电式液体传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理，所述光电式液体传感器的发射端4034和接收端4035可以位于同侧，也可以位于异侧。

具体的，当所述第五光栅孔401，所述第六光栅孔402和每个所述光电传感器403重合时，请参阅图5，如图5所示，两个所述光电传感器403的发射端4034和接收端4035都位于对侧，其光电定位方式为透过式。

请参阅图6，如图6所示，其中一个所述光电传感器403的发射端4034和接收端4035位于对侧，其光电定位方式为透过式，另一个所述光电传感器403的发射端4034和接收端4035位于同侧，其光电定位方式为反射式。

具体的，以所述液体为血液样本为例，为了检测血液样本是否充满整个反应区305，通过设置在所述片上实验室300反应区入口3051的第五光栅孔401和反应区出口3052的第六光栅孔402，设置在所述片上实验室检测装置200的光电传感器403相互配合，当所述反应区入口3051的所述第五光栅孔401中检测到通道405内界面发生气-液介面变化，即当气-液介面进入光束范围，引起光介质折射率变化。折射率变化直接反应到接收端光强，系统将感知介面到来。由于在没有血液样本进入时，所述第五光栅孔401内为气体，而当所述第二泵头62与所述片上实验室300的第二泵体3063连接并驱动所述第二泵体3063向所述片上实验室300的毛细采血管3064供气，有血液样本进入时，所述第五光栅孔401内为液体，通道405内界面会发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，此时，由于血液样本还未进入所述第六光栅孔402，继续供气，直到有血液样本进入，所述第六光栅孔402内变为液体，通道405内界面会发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，则判断血液充满整个反应区305。如果所述第六光栅孔402内一直为气体，没有变成液体，通道405内界面不发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，则判断血液充满未整个反应区305。

具体的，由于液体中气泡的混入会影响检测结果的准确性，所述片上实验室光电检测装置400还可以用于检测液体中是否含有气泡，在所述反应区入口3051的第五光栅孔401中检测到通道405内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口3052的第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化之前，此时所述反应区入口3051的第五光栅孔401内应该为液体，如果液体中气泡的混入，通道405内可以检测到界面发生液-气介面变化，即有从液体变为气体的过程，则判断所述液体含有气泡杂质，若所述反应区入口3051的第五光栅孔401中未检测到通道405内界面发生液-气介面变化，则表明通道405一直都是液体在流动，所述液体不含有气泡杂质。

具体的，所述片上实验室光电检测装置400还可以用于获取通道405内通过介质的透光率，根据所述透光率获取所述通过介质的类型，当所述光电传感器403检测到所述通道405内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率，所述片上实验室检测装置200中可以提前预设好各种介质的透过率，将所述通过介质的透光率和所述片上实验室检测装置200中预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。由于气，血浆和蒸馏水等介质的透过率不同，通过分析介面信号前后的透光率，可以知道是空气-血浆，还是血浆-空气。液体的质量问题可以根据血浆的透光率获知，根据血浆的透光率，可以获知血液是否溶血，是否有血细胞成份溶入血浆。并且，根据透光率，还可以判断糜血、脂血等不良样品，提示用户样品不良，测量结果可能不正确等。若存在溶血、糜血和脂血情况，则判断液体有质量问题。

本发明所提出的片上实验室光电检测装置，所述片上实验室光电检测装置包括设置在所述片上实验室反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔，设置在所述片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，并通过所述光电传感器检测通道内界面气-液介面变化，当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则获知液体充满整个反应区。并且，当所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，获知所述液体含有气泡杂质。这样，所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，提高了对片上实验室光电检测精度，确保片上实验室中的液体完全达到检测要求。

除了如图4所示在整个反应区的入口、出口预留监控点，对整个反应区统一检测。由于反应区多个反应器的应用，还可以给每个反应器两端预留监控点，逐个精细检测。请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测装置400的结构示意图之二，如图7所示，本发明实施例的区别仅在于所述片上实验室光电检测装置400还包括设置在所述片上实验室300的所述反应区305内每个反应器3031两端的第七光栅孔406。

为了检测液体是否充满整个反应区，由于在没有液体进入时，所述第五光栅孔401内为气体，有液体进入时，所述第五光栅孔401内为液体，通道405内界面会发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，当所述第七光栅孔406中也检测到通道405内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口3052的所述第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区305。当然，如果所述第六光栅孔402内一直为气体，没有变成液体，通道405内界面不发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，则判断血液充满未整个反应区305。

可选的，所述片上实验室光电检测装置400还包括设置在所述片上实验室300第一泵体3032处的第一光栅孔30321，分别设置在每个试剂包3021处的第二光栅孔3024，分别设置在每个反应器3031处的第三光栅孔3033和设置在第二泵体3063处的第四光栅孔30631。

请一并结合图2，由于所述牵引装置20用于牵引所述片上实验室在所述壳体10内部移动，而所述壳体10内部的恒温模块30、挤液模块40、光感模块50以及前处理模块60，为了准确知道所述片上实验室300在所述片上实验室检测装置200的当前位置，若所述光栅孔404与所述光电传感器403重合，则所述片上实验室光电检测装置400获得定位信号。

具体的，当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第一光栅孔30321时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的前处理模块60位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第二光栅孔3024时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的挤液模块40位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第三光栅孔3033时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的光感模块50位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第四光栅孔30631时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的恒温模块30位置处。

本发明所提出的片上实验室光电检测装置，所述片上实验室光电检测装置包括设置在所述片上实验室第一泵体处的第一光栅孔，分别设置在每个试剂包处的第二光栅孔，分别设置在每个反应器处的第三光栅孔和设置在第二泵体处的第四光栅孔，设置在所述片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，获取所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置。这样，所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，提高了对片上实验室光电检测精度，准确知道了片上实验室的当前位置。

请参阅图8，图8是本发明实施例提供的一种片上实验室光电检测方法的流程示意图，所述片上实验室光电检测方法应用于上述片上实验室光电检测装置，如图8所示，并请一并结合图4至图7中所示片上实验室光电检测装置400，所述方法包括步骤：

步骤S801：根据光电定位方式检测反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔中的通道内界面是否发生气-液介面变化。

在此步骤中，根据光电定位方式检测反应区入口3051的第五光栅孔401和反应区出口3052的第六光栅孔402中的通道405内界面是否发生气-液介面变化。通过所述光电传感器403与所述光栅孔404相互配合，用于当所述片上实验室300插入所述片上实验室检测装置200进行检测时进行光电定位。所述光电传感器403可以检测通道405内界面气-液介面变化。

由于所述光栅孔404为透光通道，所述光电传感器403的检测光轴与所述光栅孔404同轴，所述光电传感器403的检测光束与液体流动方向可以为正交，相同或相反。当气-液介面进入光束范围，引起光介质折射率变化。折射率变化直接反应到接收端光强，系统将感知介面到来。

具体的，由于所述光电传感器403可以包括对射式光电传感器、反射式光电传感器和光电式液体传感器，故所述光电定位方式可以包括透过式和反射式。请一并参阅图5至图6，从节省样本，减少管道死体积角度考虑，优选反射式检测，因为它不需要过孔透光，消除了过孔残留。从检测可靠性考虑，透过式能提供最高信噪比，其接收端没有芯片及附属物表面的反射干扰。从系统体积考虑，透过式的光源、接收器可以紧贴芯片。而反射式检测则需要拉开距离，让光源和接收器形成反射角。当然，由于透过式和反射式各有优缺点，可以只选择透过式，也可以只选择反射式，还可以透过式和反射式并用，具体选择透过式和反射式光电定位方式本发明实施例在此不做限制。

步骤S802：根据所述气-液介面变化判断液体是否充满整个反应区。

具体的，为了检测液体是否充满整个反应区，由于在没有液体进入时，所述第五光栅孔401内为气体，有液体进入时，当所述第五光栅孔401内为液体，通道405内界面会发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，当所述反应区出口3052的所述第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区305。

或者，由于在没有液体进入时，所述第五光栅孔401内为气体，有液体进入时，当所述第五光栅孔401内为液体，通道405内界面会发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，当所述第七光栅孔406中也检测到通道405内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口3052的所述第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区305。

当然，如果所述第六光栅孔402内一直为气体，没有变成液体，通道405内界面不发生气-液介面变化，即从气体到液体的变化，则判断血液充满未整个反应区305。

步骤S803：判断所述液体是否达到测试标准。

具体的，所述测试标准可以包括液体充满反应区、液体无气泡和液体无质量问题，因此，还需要判断液体是否有气泡，在所述反应区入口3051的第五光栅孔401中检测到通道405内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口3052的第六光栅孔402也检测到通道405内界面发生气-液介面变化之前，此时所述反应区入口3051的第五光栅孔401内应该为液体，如果液体中气泡的混入，通道405内可以检测到界面发生液-气介面变化，即有从液体变为气体的过程，则判断所述液体含有气泡杂质，若所述反应区入口3051的第五光栅孔401中未检测到通道405内界面发生液-气介面变化，则表明通道405一直都是液体在流动，所述液体不含有气泡杂质。

并且，当所述光电传感器403检测到所述通道405内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率，所述片上实验室检测装置200中可以提前预设好各种介质的透过率，将所述通过介质的透光率和所述片上实验室检测装置200中预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。由于气，血浆和蒸馏水等介质的透过率不同，通过分析介面信号前后的透光率，可以知道是空气-血浆，还是血浆-空气。液体的质量问题可以根据血浆的透光率获知，根据血浆的透光率，可以获知血液是否溶血，是否有血细胞成份溶入血浆。并且，根据透光率，还可以判断糜血、脂血等不良样品，提示用户样品不良，测量结果可能不正确等。若存在溶血、糜血和脂血情况，则判断液体有质量问题。

在此步骤中，若所述液体达到所述测试标准，则进入步骤S804，若所述液体未达到所述测试标准，则进入步骤S805。

步骤S804：进入液体循环阶段。

在此步骤中，若所述液体达到所述测试标准，即液体充满反应区、液体无气泡和液体无质量问题，那么，表明所述液体达到液体循环要求，驱动所述第一泵头32驱动所述第一泵体3032，从而驱动所述反应区内的液体在所述至少两个反应器3031中循环流动。

步骤S805：进行告警提示。

在此步骤中，若所述液体没有达到所述测试标准，即液体充满反应区、液体无气泡和液体无质量问题三个条件有一个不满足，就进行告警提示。当然，在进行所述告警提示后，所述片上实验室光电检测装置400可以停止工作，也可以继续进入液体循环阶段，本发明实施例在此不做限制。

可选的，由于所述牵引装置20用于牵引所述片上实验室在所述壳体10内部移动，而所述壳体10内部的恒温模块30、挤液模块40、光感模块50以及前处理模块60，为了准确知道所述片上实验室300在所述片上实验室检测装置200的当前位置，若所述光栅孔404与所述光电传感器403重合，则所述片上实验室光电检测装置400获得定位信号。

具体的，当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第一光栅孔30321时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的前处理模块60位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第二光栅孔3024时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的挤液模块40位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第三光栅孔3033时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的光感模块50位置处；当所述光电传感器403对准所述片上实验室300的第四光栅孔30631时，确定所述片上实验室300移动至所述片上实验室检测装置200的恒温模块30位置处。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种片上实验室光电检测装置，应用于片上实验室检测系统，其特征在于，所述片上实验室检测系统包括片上实验室以及片上实验室检测装置，所述片上实验室光电检测装置包括设置在所述片上实验室反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔，设置在所述片上实验室检测装置的光电传感器，通过所述光电传感器与所述光栅孔相互配合，用于当所述片上实验室插入所述片上实验室检测装置进行检测时进行光电定位，并通过所述光电传感器检测通道内界面气-液介面变化，当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

其中，所述光电传感器为对射式光电传感器、反射式光电传感器或光电式液体传感器之一；

其中，所述片上实验室光电检测装置还包括设置在所述片上实验室的所述反应区内每个反应器两端的第七光栅孔；

所述光栅孔为透光通道，所述光电传感器的检测光轴与所述光栅孔同轴，所述光电传感器的检测光束与液体流动方向为正交，相同或相反；

当所述反应区入口的所述第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，所述第七光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且所述反应区出口的所述第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

若所述反应区出口的所述第六光栅孔一直未检测到通道内界面发生气-液介面变化，则判断液体未充满整个反应区；

其中，所述片上实验室光电检测装置还用于获取通道内通过介质的透光率，并根据所述透光率获取所述通过介质的类型，包括：

当所述光电传感器检测到所述通道内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率；

将所述通过介质的透光率和所述片上实验室检测装置中预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。

2.根据权利要求1所述的片上实验室光电检测装置，其特征在于，片上实验室光电检测装置还用于检测液体中是否含有气泡，包括：

在所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化之前，若所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体含有气泡杂质；

若所述反应区入口的第五光栅孔中未检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体不含有气泡杂质。

3.根据权利要求1所述的片上实验室光电检测装置，其特征在于，所述片上实验室光电检测装置还包括设置在所述片上实验室第一泵体处的第一光栅孔，分别设置在每个试剂包处的第二光栅孔，分别设置在每个反应器处的第三光栅孔和设置在第二泵体处的第四光栅孔，所述片上实验室光电检测装置还用于判断所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置，包括：

若所述光栅孔与所述光电传感器重合，则所述片上实验室光电检测装置获得定位信号；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第一光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的前处理模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第二光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的挤液模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第三光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的光感模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第四光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的恒温模块位置处。

4.一种片上实验室光电检测方法，应用于一片上实验室光电检测装置，其特征在于，所述方法包括步骤：

根据光电定位方式检测反应区入口的第五光栅孔和反应区出口的第六光栅孔中的通道内界面是否发生气-液介面变化；

根据所述气-液介面变化判断液体是否充满整个反应区；

判断所述液体是否达到测试标准；

若所述液体达到所述测试标准，进入液体循环阶段；

若所述液体未达到所述测试标准，进行告警提示；

其中，所述测试标准包括液体充满反应区、液体无气泡和液体无质量问题，所述光电定位方式为透过式或反射式之一；

其中，所述根据所述气-液介面变化判断液体是否充满整个反应区，包括：

当反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；或者，

当反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，反应区内每个反应器两端的第七光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化，且反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化时，则判断液体充满整个反应区；

当所述反应区出口的所述第六光栅孔一直未检测到通道内界面发生气-液介面变化，则判断液体未充满整个反应区；

其中，所述判断所述液体是否达到测试标准之前，所述方法还包括：

获取通道内通过介质的透光率，并根据所述透光率获取所述通过介质的类型，具体为：

当检测到所述通道内有介质通过时，获取所述通过介质的透光率；

将所述通过介质的透光率和预设的介质的透过率进行对比，获取所述通过介质的类型。

5.根据权利要求4所述的片上实验室光电检测方法，其特征在于，在所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生气-液介面变化之后，所述反应区出口的第六光栅孔也检测到通道内界面发生气-液介面变化之前，所述方法还包括：

若所述反应区入口的第五光栅孔中检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体含有气泡杂质；

若所述反应区入口的第五光栅孔中未检测到通道内界面发生液-气介面变化，则判断所述液体不含有气泡杂质。

6.根据权利要求4所述的片上实验室光电检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述片上实验室的光栅孔与所述片上实验室检测装置的光电传感器重合，所述片上实验室光电检测装置获得定位信号，根据所述定位信号判断所述片上实验室在所述片上实验室检测装置的当前位置；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第一光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的前处理模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第二光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的挤液模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第三光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的光感模块位置处；

当所述光电传感器对准所述片上实验室的第四光栅孔时，确定所述片上实验室移动至所述片上实验室检测装置的恒温模块位置处。