CN111239096A - 一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：其包括底座和微流控芯片；所述微流控芯片设置在所述底座中部，并通过设置在所述底座表面的固定夹固定；靠近所述微流控芯片进样端的所述底座表面设置有进样管固定支架，用于将装载有各检测试剂的进样管出口设置在所述微流控芯片的进样端上方；靠近所述微流控芯片检测端的所述底座表面设置有拉曼光谱仪探头固定支架，用于将拉曼光谱仪探头固定设置在所述微流控芯片的检测端上方。本发明可实现将微流控技术与拉曼光谱检测技术集成联用，能够广泛应用于样品检测领域。
Description
技术领域
本发明涉及拉曼光谱技术领域，具体涉及一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块。
背景技术
微流控指的是使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科，具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室和微全分析系统。微流控的早期概念可以追溯到19世纪70年代采用光刻技术在硅片上制作的气相色谱仪，而后又发展为微流控毛细管电泳仪和微反应器等。微流控的重要特征之一是微尺度环境下具有独特的流体性质，如层流和液滴等，借助这些独特的流体现象，微流控可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作。除了有机合成、微反应器和化学分析等，微流控技术在生物医学领域发挥了越来越重要的作用。
光谱仪可将成分复杂的光分解为光谱线，通过光谱分析可用于颜色测量、紫外/可见吸收光谱测量、发射光谱测量、LED测量、薄膜厚度测量、真空室镀膜过程监控、氧浓度传感器、宝石成分检测、荧光测量、生物医学应用、拉曼光谱测量、颜色混合及匹配、材料(金属/非金属)成分检测、食品安全等。其中拉曼光谱测量方面，由于拉曼光谱仪系统集成度高、相对价格较低，广泛应用于反应过程监控，产品、物质识别，遥感，水溶液、凝胶体和其它介质中高散射粒子的判定，拉曼光谱仪配合相应的辅助技术后检测准确、应用广泛，可用于各种化学物的快速检测以及不同应用场景及领域的现场检测。
将拉曼光谱与微流控技术相结合具有巨大的潜在应用价值，可以同时将微流控技术中独特的微操作、微控制、实时多通道检测和拉曼光谱的高灵敏度、高特异性、检测速度相结合，在食品安全、药物测定、毒品毒物检测等领域发挥重要作用。而以往两种技术的联用还停留在简单的拼装、组合模式，集成化程度低且重复性较差，不能将两种技术的优势和特点有机整合，没有发挥应用价值。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，该结构模块实现了将微流控技术与拉曼光谱检测技术集成联用，有机整合了两种技术的优势和特点。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其包括底座和微流控芯片；所述微流控芯片设置在所述底座中部，并通过设置在所述底座表面的固定夹固定；位于所述微流控芯片进样端一侧的所述底座表面设置有进样管固定支架，用于对装载有各检测试剂的进样管支撑和固定，使各检测试剂出口位于所述微流控芯片的进样端上方；位于所述微流控芯片检测端一侧的所述底座表面设置有拉曼光谱仪探头定焦固定支架，用于将拉曼光谱仪探头固定设置在所述微流控芯片的检测端上方。
进一步的，所述微流控芯片包括上片和下片，且所述上片和下片边缘对齐粘合固定；所述上片一端作为所述微流控芯片的进样端，其表面设置有一个以上进样孔；所述上片另一端作为所述微流控芯片的检测端，其表面设置有检测孔；各所述进样孔与所述检测孔经导流槽连通。
进一步的，所述上片设置有三个进样孔。
进一步的，所述导流槽为波浪型导流槽。
进一步的，所述上片上还设置有废液收集孔，所述废液收集孔通过所述导流槽与所述检测孔连通。
进一步的，所述拉曼光谱仪探头定焦固定支架包括固定设置在所述底座上的立柱，所述立柱顶部设置有向一侧延伸的横向固定架，所述横向固定架端部设置有贯穿所述横向固定架的通孔，位于所述横向固定架的另一侧，设置有与所述通孔连通的固定旋钮。
进一步的，所述通孔形状与拉曼光谱仪探头形状相匹配。
进一步的，所述进样管固定支架包括两并排设置的立杆，两所述立杆顶部通过横梁连接，所述横梁顶部开设有多个用于固定进样管的卡槽。
进一步的，所述卡槽数量为7个。
进一步的，所述底座中部还设置有一用于初步定位的固定凹槽。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将微流控技术与拉曼光谱检测技术集成联用，集成化程度高且重复性好，实现了两种技术优势和特点的有机整合。2、本发明通过设置进样管固定支架，且支架顶端设置有用于固定进样管的卡槽，通过不同卡槽位置调节蠕动泵硅胶管位置，使得各检测试剂能够更好地进入微流控芯片的各进样孔内，微流控芯片的设计，更适用于污水、水体中痕量毒品毒物的快速、连续、多通量检测。3、本发明在靠近微流控芯片的检测端的底座上设置有拉曼光谱仪探头定焦固定支架，便于固定拉曼光谱仪检测探头，确定拉曼光谱仪的最佳检测焦距后即可将其固定，在对微流控芯片的检测过程中，能够持续检测，提高了操作的便利性。因此，本发明可极大扩展拉曼光谱技术和微流控芯片技术的应用领域。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明整体结构俯视图；
图3是本发明中微流控芯片整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明提供一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，包括底座1和微流控芯片2。其中，微流控芯片2设置在底座1中部，并通过设置在底座1表面的固定夹3固定；靠近微流控芯片2进样端的底座1表面设置有进样管固定支架4，用于对装载有各检测试剂的进样管进行支撑和固定，使得各进样管出口设置在微流控芯片2的进样端上方；靠近微流控芯片2检测端的底座1表面设置有拉曼光谱仪探头定焦固定支架5，用于将拉曼光谱仪探头最佳检测焦距，并固定设置在微流控芯片2的检测端上方；各检测试剂经微流控芯片2的进样端进入，在微流控芯片2内混合均匀后，由位于微流控芯片2检测端上方的拉曼光谱仪的光纤探头进行检测，进而达到将微流控技术与拉曼光谱检测技术集成联用，实现拉曼光谱检测时的连续、自动进样检测，满足现场快速检测、多批次抽检的检测需求。
优选地，底座1中部还设置有一固定凹槽11，该固定凹槽11用于在固定微流控芯片2时辅助确定位置，起到初步定位作用。
优选地，如图3所示，微流控芯片2包括上片21和下片22，上片21和下片22边缘对齐粘合固定。上片21一端作为微流控芯片2的进样端，其表面设置有一个以上进样孔23，本发明以三个进样孔为例进行介绍；上片21另一端作为微流控芯片2的检测端，其表面设置有检测孔24；各进样孔与检测孔经导流槽25连通。
优选地，微流控芯片2的导流槽25为波浪型导流槽，以使得进入该导流槽25的各种试剂能够充分混合。
优选地，微流控芯片2的上片21上还设置有废液收集孔26，该废液收集孔26通过导流槽25与检测孔24连通。
优选地，进样管固定支架4包括两并排设置的立杆41，两立杆41顶部通过横梁42连接，横梁42顶部开设有多个用于固定进样管的卡槽43。更为优选的，本发明中以横梁42上开有七个卡槽43为例进行介绍，通过卡槽43固定蠕动泵硅胶管，并通过不同卡槽位置调节蠕动泵硅胶管位置。
优选地，拉曼光谱仪探头定焦固定支架5包括固定设置在底座1上的立柱51，立柱51顶部设置有向一侧延伸的横向固定架52，横向固定架52端部设置有贯穿横向固定架的通孔53，该通孔53与拉曼光谱仪探头形状相匹配，位于横向固定架52的另一侧，设置有与通孔52连通的固定旋钮54，用于在拉曼光谱仪探头插入通孔53后旋紧固定拉曼光谱仪探头。
下面通过具体实施例对本发明的使用过程做进一步介绍。
首先，通过固定夹3在底座1上的相应位置夹紧固定微流控芯片2；
其次，外接三根蠕动泵硅胶管，将三根蠕动泵硅胶管一端分别连接增强试剂、待测样品、促凝剂，另一端接入微流控蠕动泵后通过进样管固定支架上横梁42上的卡槽固定，使得三根蠕动泵硅胶管的另外一端分别插入微流控芯片2表面相应的增强试剂进样孔、待测样品进样孔、促凝剂进样孔，三种试剂在导流槽25中流动混合均匀后流至检测孔24；
再次，将表面增强拉曼光谱仪的光纤探头插入与之形状配合的通孔53内，并通过固定旋钮54旋紧固定并调整光纤探头的焦距后，表面增强拉曼光谱仪的光纤探头在检测孔24的位置按照设定参数发射激光并对检测孔内的混合试剂进行检测，废液通过废液收集孔26导出处理，完成一次检测。
本发明通过蠕动泵微流控实现样品的自动、微量、匀速进样，并配合拉曼光谱检测技术，实现连续、自动进样检测，满足现场快速检测、多批次抽检的检测需求。
以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：其包括底座和微流控芯片；
所述微流控芯片设置在所述底座中部，并通过设置在所述底座表面的固定夹固定；
位于所述微流控芯片进样端一侧的所述底座表面设置有进样管固定支架，用于对装载有各检测试剂的进样管支撑和固定，使各检测试剂出口位于所述微流控芯片的进样端上方；
位于所述微流控芯片检测端一侧的所述底座表面设置有拉曼光谱仪探头定焦固定支架，用于将拉曼光谱仪探头固定设置在所述微流控芯片的检测端上方。
2.如权利要求1所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述微流控芯片包括上片和下片，且所述上片和下片边缘对齐粘合固定；
所述上片一端作为所述微流控芯片的进样端，其表面设置有一个以上进样孔；
所述上片另一端作为所述微流控芯片的检测端，其表面设置有检测孔；
各所述进样孔与所述检测孔经导流槽连通。
3.如权利要求2所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述上片设置有三个进样孔。
4.如权利要求2所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述导流槽为波浪型导流槽。
5.如权利要求2所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述上片上还设置有废液收集孔，所述废液收集孔通过所述导流槽与所述检测孔连通。
6.如权利要求1所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述拉曼光谱仪探头定焦固定支架包括固定设置在所述底座上的立柱，所述立柱顶部设置有向一侧延伸的横向固定架，所述横向固定架端部设置有贯穿所述横向固定架的通孔，位于所述横向固定架的另一侧，设置有与所述通孔连通的固定旋钮。
7.如权利要求6所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述通孔形状与拉曼光谱仪探头形状相匹配。
8.如权利要求1所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述进样管固定支架包括两并排设置的立杆，两所述立杆顶部通过横梁连接，所述横梁顶部开设有多个用于固定进样管的卡槽。
9.如权利要求1所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述卡槽数量为7个。
10.如权利要求1所述的一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块，其特征在于：所述底座中部还设置有一用于初步定位的固定凹槽。
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