CN112834498A - 微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶 - Google Patents

微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶，涉及检测技术领域。微流控芯片，包括：芯片主体、固定在芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀；电磁阀用于在接收到的检测指令时，控制阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体；反应腔体用于供通过尿液通道流入到微流控芯片的尿液与试剂囊中的检测试剂进行反应；光学检测模块用于反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。本发明中，微流控芯片能够对用户的尿液进行至少一项光学检测，从而能够在日常对用户的尿液进行分析，以供用户查看尿液的分析数据，了解自身的身体健康状况。

Description

微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶。
背景技术
尿液检测是医疗机构对患者进行检查的常规检查项目，通过对患者的尿液的分析，能够得到尿液中的化学成分的浓度，例如，尿液中的葡萄糖、尿蛋白、PH值、潜血、亚硝酸盐、胆红素、尿胆素原、红血球、白血球等。人体尿液中的化学成分的浓度均有一个正常的范围，当患者出现病变或者饮食习惯发生改变后，尿液中的化学成分也会相应的发生变化，从而能够通过患者尿液中化学成分的浓度判断患者的健康状况。
目前，尿液中化学成分的浓度变化能够在一定程度上反应患者的健康状况的而变化，若能够在患者感知身体出现异常之前，通过对患者尿液的监测提前判断患者的健康状态，则具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微流控芯片、尿液分析方法及装置、马桶，微流控芯片能够对用户的尿液进行至少一项光学检测，从而能够在日常对用户的尿液进行分析，以供用户查看尿液的分析数据，了解自身的身体健康状况。
为实现上述目的，本发明提供了一种微流控芯片，包括：芯片主体、固定在所述芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀；所述芯片主体中形成有反应腔体以及连接在所述反应腔体上的多个试剂通道，所述多个试剂通道在所述芯片主体上形成多个试剂孔，所述反应腔体还连接有尿液通道，所述尿液通道在所述芯片主体上形成尿液孔，每个所述试剂孔用于安装试剂囊，所述芯片主体上还形成有与所述试剂孔一一对应的阀门孔，各所述电磁阀分别安装在所述芯片主体上的各所述阀门孔处；所述电磁阀用于在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体；所述反应腔体用于供通过所述尿液通道流入到所述微流控芯片的尿液与所述试剂囊中的检测试剂进行反应；所述光学检测模块用于所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
本发明还提供了一种尿液检测方法，包括：应用上述的微流控芯片，所述方法包括：当接收到检测指令时，通过微流控芯片中的电磁阀控制对应的试剂孔打开，安装在被打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，尿液通过尿液通道流入所述反应腔体，流入所述反应腔体中的试剂与尿液发生反应；光学检测模块对所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
本发明还提供了一种尿液分析装置，包括上述的微流控芯片、多个试剂囊与处理器，所述多个试剂囊分别安装在所述微流控芯片的试剂孔上，所述处理器连接于所述微流控芯片中的光学检测模块以及电磁阀；所述处理器用于在有尿液流入时，通过微流控芯片中的电磁阀控制对应的试剂孔打开，安装在所述试剂孔上的所述试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，并控制尿液通过尿液通道流入所述反应腔体，流入所述反应腔体中的检测试剂与尿液发生反应；所述处理器还用于利用所述光学检测模块对所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
本发明还提供了一种马桶，包括上述的尿液分析装置。
本发明相对于现有技术而言，提供了一种具有光学检测功能的微流控芯片，微流控芯片包括芯片主体、固定在芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀，芯片主体中形成有反应腔体以及连接在反应腔体上的多个试剂通道，多个试剂通道在芯片主体上形成对应的多个试剂孔，反应腔体还连接有尿液通道，尿液通道在芯片主体上形成尿液孔，每个试剂孔用于安装试剂囊；电磁阀在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，在有尿液通过尿液通道以及试剂囊中的检测试剂流入到反应腔体进行化学反应后，光学检测模块能够对反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据，即该微流控芯片能够对用户的尿液进行至少一项光学检测，从而能够在日常对用户的尿液进行分析，以供用户查看尿液的分析数据，了解自身的身体健康状况。
在一个实施例中，所述芯片主体包括相互固定的上板与下板，所述上板与所述下板之间形成有所述反应腔体、所述尿液通道以及所述试剂通道，所述试剂孔与所述尿液孔均形成在所述上板的上表面，所述阀门孔形成在所述下板的下表面上。
在一个实施例中，所述微流控芯片还包括：控制电路板；所述控制电路板与所述下板固定；每个所述电磁阀包括：衔铁、弹性装置、壳体、电磁线圈以及磁芯；所述下板的每个所述阀门孔处设置有封闭的外壳，所述弹性装置与所述衔铁均设置在所述外壳中，所述衔铁设置在所述弹性装置上，所述壳体固定在所述控制电路板上，所述壳体为中空圆柱体，所述电磁线圈固定在所述中空圆柱体的内表面，所述磁芯位于所述中空圆柱体的内部且固定在所述控制电路板上；在所述控制电路板与所述下板固定时，所述外壳位于所述电磁线圈中且与所述磁芯相接触；所述电磁阀处于打开状态时，所述衔铁朝向所述磁芯运动，所述弹性装置被所述衔铁压缩，所述电磁阀对应试剂孔打开，所述试剂孔上安装的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入所述反应腔体；所述电磁阀处于关闭状态时，所述弹性装置处于初始状态，所述衔铁封闭所述电磁阀对应试剂孔。
在一个实施例中，所述光学检测模块包括：光源与色谱传感器；所述光源固定在所述上板上与所述反应腔体对应的位置，所述色谱传感器固定在所述下板上与所述反应腔体对应的位置；在对所述反应腔体的混合液体进行光学检测时，所述光源朝向所述反应腔体发射测试光线，所述测试光线经过所述反应腔体中的混合液体后照射到所述色谱传感器。
在一个实施例中，所述反应腔体在所述上板上形成有多个透光的上检测点，且所述反应腔体在所述下板上形成有多个透光的下检测点，所述上检测点与所述下检测点一一对应；所述光源朝向所述反应腔体发射的测试光线经过所述上检测点、所述反应腔体中的混合液体以及所述下检测点照射到所述色谱传感器。
在一个实施例中，所述芯片主体中还分别形成有连接于所述反应腔体的清洗入口通道与清洗出口通道，所述清洗入口通道在所述芯片主体上形成了清洗入口，所述清洗出口通道在所述芯片主体上形成了清洗出口；所述清洗入口通道用于供从所述清洗入口流入的清洗液对所述反应腔体进行清洗；所述清洗出口通道用于供所述反应腔体中的清洗液从所述清洗出口流出。
在一个实施例中，所述芯片主体中还形成有连接于所述反应腔体的空气管道；所述空气通道用于在所述反应腔体被清洗后，供空气从所述空气入口进入所述反应腔体，以排出所述反应腔体的液体。
在一个实施例中，多个试剂孔共用一条所述试剂通道。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例中的微流控芯片所应用的尿液分析装置与马桶的示意图；
图2是根据本发明第一实施例中的微流控芯片的结构示意图；
图3是根据本发明第一实施例中的微流控芯片的芯片主体的上板的结构示意图；
图4是根据本发明第一实施例中的微流控芯片的芯片主体的下板的结构示意图；
图5与图6是根据本发明第一实施例中的微流控芯片所应用的尿液分析装置的结构示意图；
图7是根据本发明第二实施例中的微流控芯片的结构示意图；
图8是根据本发明第三实施例中的微流控芯片的芯片主体的上板的结构示意图；
图9是根据本发明第四实施例中的尿液检测方法的具体流程图；
图10是根据本发明第五实施例中的马桶的示意图；
图11是根据本发明第五实施例中的马桶中尿液分析装置的示意图。
具体实施例
以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
本发明第一实施例涉及一种微流控芯片，用于对尿液进行光学检测，如图1所示，该微流控芯片可以设置在尿液分析装置10中，尿液分析装置10装配在马桶20中，例如尿液分析装置10通过粘接的方式固定在马桶20的内壁上，尿液分析装置10的壳体上形成有开口11从而在用户每次使用马桶时，尿液分析装置10能够通过开口11收集用户的尿液并输入到微流控芯片中，微流控芯片再对尿液进行光学检测。
微流控芯片包括芯片主体、固定在所述芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀。
所述芯片主体中形成有反应腔体以及连接在所述反应腔体上的多个试剂通道，所述多个试剂通道在所述芯片主体上形成多个试剂孔，所述反应腔体还连接有尿液通道，所述尿液通道在所述芯片主体上形成尿液孔，每个所述试剂孔用于安装试剂囊，所述芯片主体上还形成有与所述试剂孔一一对应的阀门孔，各所述电磁阀分别安装在所述芯片主体上的各所述阀门孔处。
所述电磁阀用于在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体。
所述反应腔体用于供通过所述尿液通道流入到所述微流控芯片的尿液与所述试剂囊中的检测试剂进行反应；所述光学检测模块用于所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
下面结合图2至图4中的微流控芯片以及图5、图6中尿液分析装置的具体结构图进行详细说明。
芯片主体包括相互固定的上板101与下板102，上板101与下板102之间形成有反应腔体103、尿液通道104以及试剂通道105，试剂孔106与尿液孔107均形成在上板101的上表面，各试剂孔106中安装有试剂囊3，阀门孔121形成了下板102的下表面，微流控芯片的各个电磁阀4分别安装在各阀门孔121上，各电磁阀4用于控制对应的试剂孔106的打开或关闭；另外，下板102的下表面还行有尿液孔107对应的阀门孔121，该阀门孔121上同样安装有电磁阀4，该电磁阀4用于控制尿液孔107的打开或闭合。其中，上板101与下板102之间设置通道围栏1012，通道围栏1012在芯片主体内形成了多条供液体的通道；尿液通道104与试剂通道105在共用芯片主体内的部分通道。
光学检测模块包括：光源21与色谱传感器22。光源21固定在上板101上与反应腔体103对应的位置，色谱传感器22固定在下板102上与反应腔体103对应的位置。其中，光源21可以为激光器、发光二极管、卤素钨灯等。色谱传感器22包括光探测器与波长选择器，光探测器能够将光信号转换为电信号，例如为光电倍增管、光电二极管、CMOS传感器等；波长选择器用于对入射光线进行设定波长的选择，波长选择器例如为光栅、三角棱镜或滤光片等。
在对反应腔体103的混合液体进行光学检测时，光源21朝向反应腔体103发射测试光线，测试光线经过反应腔体103中的混合液体后照射到色谱传感器22。
在一个例子中，反应腔体103在上板101上形成有多个透光的上检测点1031，且反应腔体103在下板102上形成有多个透光的下检测点1032，上检测点1031与下检测点1032一一对应。如图3和图4所示，以上检测点1031与下检测点1032的数量均为三个为例。光源21朝向反应腔体103发射的测试光线经过上检测点1031、反应腔体103中的混合液体以及下检测点1032照射到色谱传感器22。
本实施例中，微流控芯片还包括控制电路板5，控制电路板5与下板102固定，固定方式可以是通过螺丝固定。微流控芯片的各个电磁阀4安装在该控制电路板5上，尿液分析装置中的处理器6安装在主电路板6上，控制电路板5与主电路板7固定并且电性连接，从而处理器6能够控制各个电磁阀4的打开或者关闭。需要说明的是，本实施例中的控制电路板5与主电路板7上还包括外围电路、接口等多个部件，在此不再一一赘述。另外，尿液分析装置还包括壳体，壳体包括上壳体81与下壳体82，开口11形成在上壳体81上。
在用户使用马桶时，用户的尿液通过尿液分析装置上壳体81上的开口11流入到尿液分析装置中时，处理器6基于待检测的项目将尿液分多次的输入到微流控芯片中，在对尿液进行每个项目的检测时，通过控制电磁阀4打开对应的试剂孔106打开，使得安装在打开的试剂孔106上试剂囊3中的检测试剂流入到微流控芯片的反应腔体103中，从而流入到反应腔体103中的尿液与检测试剂能够发生化学反应。
具体地说，在用户使用马桶时，尿液通过尿液分析装置的开口11处流入，尿液分子装置中的处理器6连接到微流控芯片的光学检测模块；该处理器6能够控制尿液流入到微流控芯片的反应腔体103中，同时该处理器6还会通过控制电磁阀4来打开试剂孔106，以控制试剂囊3中的检测试剂流入微流控芯片的反应腔体103中，流入到微流控芯片的反应腔体103中尿液与检测试剂发生化学反应，处理器6再向微流控芯片的光学检测模块发出检测指令，光学检测模块在接收到到检测指令后，光学检测模块中的光源21朝向反应腔体103发出预设波长的测试光线(一般为漫射光线)，测试光线通过各上检测点1031射入反应腔体103中，并在反应腔体103中的混合液体中产生反射，经过反射后的光线通过下检测点1032照射到光谱传感器22上，光谱传感器22中的波长选择首先从入射光线中选择设定波长的光线，然后将设定波长的光线转换为电信号，该电信号即为检测数据，光谱传感器22在生成检测数据后，会将该检测数据发送到处理器6；在一次尿液分析中，需要对尿液进行多项检测，此时微流控芯片上安装的多个试剂囊3中装有多种检测试剂，多种检测试剂分别在反应腔体103中与尿液进行反应，光学检测模块也会对尿液分别进行多次光学检测得到多个检测数据，从而处理器6能够基于这多个检测数据生成尿液分析结果供用户查看。
本实施例相对于现有技术而言，提供了一种具有光学检测功能的微流控芯片，微流控芯片包括芯片主体、固定在芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀，芯片主体中形成有反应腔体以及连接在反应腔体上的多个试剂通道，多个试剂通道在芯片主体上形成对应的多个试剂孔，反应腔体还连接有尿液通道，尿液通道在芯片主体上形成尿液孔，每个试剂孔用于安装试剂囊；电磁阀在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，在有尿液通过尿液通道以及试剂囊中的检测试剂流入到反应腔体进行化学反应后，光学检测模块能够对反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据，即该微流控芯片能够对用户的尿液进行至少一项光学检测，从而能够在日常对用户的尿液进行分析，以供用户查看尿液的分析数据，了解自身的身体健康状况。
本发明的第二实施例涉及一种微流控芯片，本实施例相对于第一实施例而言，主要区别之处在于：请参考图7，每个所述电磁阀4包括：衔铁41、弹性装置42、壳体43、电磁线圈44以及磁芯45。其中弹性装置42可以为弹簧等具有弹力的装置。
所述下板102的每个所述阀门孔121处设置有封闭的外壳122，所述弹性装置42与所述衔铁41均设置在所述外壳122中，所述衔铁41设置在所述弹性装置42上，所述壳体43固定在所述控制电路板5上，所述壳体43为中空圆柱体，所述电磁线圈44固定在所述中空圆柱体的内表面，所述磁芯45位于所述中空圆柱体的内部且固定在所述控制电路板5上；在所述控制电路板5与所述下板102固定时，所述外壳122位于所述电磁线圈44中且与所述磁芯45相接触。
所述电磁阀4处于打开状态时，所述衔铁41朝向所述磁芯45运动，所述弹性装置42被所述衔铁41压缩，所述电磁阀4对应试剂孔106打开，所述试剂孔106上安装的试剂囊3中的检测试剂通过对应的试剂通道流入所述反应腔体103。
所述电磁阀4处于关闭状态时，所述弹性装置42处于初始状态，所述衔铁41封闭所述电磁阀4对应试剂孔106。
当处理器6需要控制某个试剂囊3中检测试剂流入反应腔体103时，可以给相应的电磁阀4通电，该电磁阀4中的线圈产生磁场，磁芯45吸引衔铁41朝其运动，弹性装置42被衔铁41从初始状态压缩，使得该衔铁41封闭的试剂孔106被打开，此时安装在试剂孔106的试剂囊3中检测试剂流入反应腔体103。随后，当处理器6控制电磁阀4断电时，磁芯45不再对衔铁41产生吸引力，弹性装置42恢复到初始状态，此时衔铁41在弹性装置42的弹力作用下封闭相应的试剂孔106。需要说明的是，尿液孔107打开与关闭的方式与上述类似，在此不再赘述。
本发明的第三实施例涉及一种微流控芯片，本实施例相对于第一实施例而言，主要区别之处在于：请参考图8，芯片主体中还分别形成有连接于反应腔体103的清洗入口通道与清洗出口通道，清洗入口通道在芯片主体的上板101的上表面形成了清洗入口108，清洗出口通道在芯片主体的上板101的上表面形成了清洗出口109。
清洗入口通道用于供从清洗入口108流入的清洗液对反应腔体103进行清洗。
清洗出口通道109用于供反应腔体103中的清洗液从清洗出口109流出。
在一个例子中，芯片主体中还形成有连接于反应腔体的空气通道，空气通道在芯片主体的上板101的上表面形成了空气入口110。
空气通道112用于在反应腔体103被清洗后，供空气从空气入口110进入反应腔体103，以排出反应腔体103的液体。
在一个例子中，微流控芯片的芯片主体中还形成有清洗液连接通道与废液通道，清洗液连接通道在芯片主体的上板101的上表面形成了清洗液接口111，废液通道在芯片主体的上板101的上表面形成了废液出口112。另外，微流控芯片的芯片主体中还形成有透气通道，透气通道118在芯片主体的上板101的上表面形成了透气口113。
下面结合图5与图6所示的微流控芯片应用的尿液分析装置进行详细说明。
本实施例中，清洗入口108以及清洗出口连接到尿液分析装置中的清洗泵(例如为隔膜泵)，清洗液接口111连接到尿液分析装置中用于存储清洗液的清洗液存储器，废液出口112连接到尿液分析装置中的蠕动泵的一端，蠕动泵的另一端连接到尿液分析仪中的废液存储器。
微流控芯片上的试剂孔106、尿液孔107、废液出口112、清洗液连接口111、清洗入口108、清洗出口109、空气入口110以及透气口113均由对应的电磁阀4控制打开或关闭，各个电磁阀4分别安装在下板102上各个阀门孔121上，电磁阀4用于控制上板101上各个开口或开孔的打开或关闭。
在没有尿液进入尿液分析装置中时，微流控芯片上除了透气口113对应的电磁阀4处于打开状态，其他的电磁阀4均处于关闭状态，当有尿液通过壳体上的开口11进入到尿液分析装中的尿液存储器中时，处理器6控制透气口113对应的电磁阀4关闭，并控制尿液孔107对应的电磁阀4打开，控制蠕动泵从尿液存储器中泵出第一预设比例的尿液到反应腔体103，再关闭尿液孔107对应的电磁阀4，然后控制当前检测项目的试剂囊3对应的电磁阀4打开，并控制蠕动泵从该试剂囊3中泵出第二预设比例的检测试剂到反应腔体103，再关闭该试剂囊3对应的电磁阀4；此时检测试剂与尿液在反应腔体103中发生反应，处理器6再控制微流控芯片中的光学检测模块对对反应腔体103中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，光学检测模块将光学检测得到的检测数据发送到处理器6，处理器6判定当前检测项目完成，先控制蠕动泵从反应腔体103中泵出反应后的混合液体到废液存储器；随后，控制打开清洗液连接口111以及清洗入口108的电磁阀4，并控制清洗泵从清洗液存储器中泵出清洗液对微流控芯片的反应腔体103进行清洗，再关闭清洗液连接口111以及清洗入口108的电磁阀4；然后打开清洗出口109的电磁阀4，控制清洗泵泵出反应腔体103中的清洗液，再关闭清洗出口109的电磁阀4，随后打开空气入口27对应电磁阀4，由清洗泵泵入空气来排出并吹干反应腔体103中液体，之后关闭空气入口27对应电磁阀4。随后处理器6进行下一项检测项目的检测，控制尿液孔107对应的电磁阀4打开，控制蠕动泵从尿液存储器中泵出第一预设比例的尿液到反应腔体103，再关闭尿液孔107对应的电磁阀4，然后控制下一项检测项目的试剂囊3对应的电磁阀4打开，并控制蠕动泵从该试剂囊3中泵出第二预设比例的检测试剂到反应腔体103，再关闭该试剂囊3对应的电磁阀4，重复上述过程完成光学检测，在每次完成检测项目后，对反应腔体103中进行清洗，清洗后再进行下一个检测项目的检测，直至所有的检测项目均完成，处理器6中汇总了本次尿液检测中多个检测项目的检测数据，然后基于这多个检测数据得到本次尿液检测的尿液分析数据。
本实施例中，多个试剂囊中的检测试剂的类型与多个第二预设比例一一对应，即基于不同的检测项目，每次所需的检测试剂的量是不同的，因此处理器6在控制蠕动泵从不同的试剂囊3中泵出到反应腔体103中的试剂的比例是不同的，以避免检测试剂的量影响光学检测的检测数据，在一定程度上保证了尿液分析的准确性。
本发明第四实施例涉及一种尿液检测方法，应用于第一至第三实施例中任一项所述的微流控芯片。
请参考图9，为本实施例的尿液检测方法的具体流程图。
步骤101，当接收到检测指令时，通过微流控芯片中的电磁阀控制对应的试剂孔打开，安装在被打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，尿液通过尿液通道流入所述反应腔体，流入所述反应腔体中的试剂与尿液发生反应。
步骤102，光学检测模块对所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
具体而言，利用光学检测模块中的光源朝向所述反应腔体发射测试光线，所述测试光线经过所述反应腔体中的混合液体后照射到所述色谱传感器，得到检测数据。
请参考图1至6，在用户使用马桶时，尿液通过尿液分析装置的开口11处流入，尿液分子装置中的处理器6连接到微流控芯片的光学检测模块；该处理器6能够控制尿液流入到微流控芯片的反应腔体103中，同时该处理器6还会通过控制电磁阀4来打开试剂孔106，以控制试剂囊3中的检测试剂流入微流控芯片的反应腔体103中，流入到微流控芯片的反应腔体103中尿液与检测试剂发生化学反应，处理器6再向微流控芯片的光学检测模块发出检测指令，光学检测模块在接收到到检测指令后，光学检测模块中的光源21朝向反应腔体103发出预设波长的测试光线(一般为漫射光线)，测试光线通过各上检测点1031射入反应腔体103中，并在反应腔体103中的混合液体中产生反射，经过反射后的光线通过下检测点1032照射到光谱传感器22上，光谱传感器22中的波长选择首先从入射光线中选择设定波长的光线，然后将设定波长的光线转换为电信号，该电信号即为检测数据，光谱传感器22在生成检测数据后，会将该检测数据发送到处理器6；在一次尿液分析中，需要对尿液进行多项检测，此时微流控芯片上安装的多个试剂囊3中装有多种检测试剂，多种检测试剂分别在反应腔体103中与尿液进行反应，光学检测模块也会对尿液分别进行多次光学检测得到多个检测数据，从而处理器6能够基于这多个检测数据生成尿液分析结果供用户查看。
本实施例相对于现有技术而言，提供了一种基于具有光学检测功能的微流控芯片的尿液检测方法，电磁阀在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，在有尿液通过尿液通道以及试剂囊中的检测试剂流入到反应腔体进行化学反应后，光学检测模块能够对反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据，即该微流控芯片能够对用户的尿液进行至少一项光学检测，从而能够在日常对用户的尿液进行分析，以供用户查看尿液的分析数据，了解自身的身体健康状况。
本发明第五实施例涉及一种尿液分析装置，用于对用户的尿液进行检测，如图1所示，尿液分析装置10装配在马桶20中，例如尿液分析装置10通过粘接的方式固定在马桶20的内壁上，从而在用户每次使用马桶时能够收集到用户的尿液进行检测。
请参考图5与图6，尿液分析装置包括第一实施例或第二实施例的微流控芯片、多个试剂囊3与处理器6。另外，尿液分析装置还包括壳体，壳体包括上壳体81与下壳体82，开口11形成在上壳体81上。
处理器6用于在有尿液流入时，控制试剂囊3中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体103，并控制尿液通过尿液通道流入反应腔体103，流入反应腔体103中的检测试剂与尿液发生反应。
处理器6还用于利用光学检测模块对反应腔体103中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
处理器6还用于接收微流控芯片返回的多个检测数据，得到尿液分析数据。
在一个例子中，尿液分析装置中还设置有无线通信模块(图中未示出，该无线通信模块可以安装在电路板7上)，例如WIFI、4G、5G等，从而处理器6能够通过无线连接到云服务器，并将每次尿液检测所得到的尿液分析数据发送到云服务器，由云服务器对用户的尿液分析数据进行一个长周期的监测，监测的周期例如7天、15天、30天等。另外，用户也可以将手机、电脑等电子设备与该尿液分析装置进行连接，从而处理器6也可以将尿液分析数据发送到用户的电子设备，以供用户实时查看自身的尿液分析数据，通过尿液分析数据查看自己的身体状况。
本实施例中，多个试剂囊4中可以分别装有不同类型的检测试剂，检测试剂的类型可以根据尿液的检测项目类设定，例如，尿肌酐检测采用的检测试剂为肌酐显色液与肌酐分析缓冲液；尿蛋白检测采用的检测试剂为磺基水杨酸溶液；尿酸碱度检测采用的检测试剂为溴麝香草酚蓝液；尿酮体检测采用的检测试剂为浓度10％的三氯化铁；维生素C检测采用的检测试剂为酸性缓冲液、菲咯啉显色液以及VC分析缓冲液；尿亚硝酸盐检测采用的检测试剂为格里斯氏溶液；需要说明的是，上述仅列出了部分检测项目以及所需的检测试剂，还可以根据需要增加或减少检测项目，例如增加尿白蛋白、尿血红蛋白的检测等。
需要说明的是，本实施例中的尿液分析装置中还可以包括电池座(图中未示出)，电池座连接在电路板202上，在电池座中装入电池时，电池能够为尿液分析装置中的处理器6以及微流控芯片中的光学检测模块204、阀门201等供电。另外，本实施例中的尿液分析装置还可以包括用于检测各个试剂囊4中检测试剂余量的余量传感器，各余量传感器分别连接到处理器6，从而处理器6能够在任一试剂囊4中的检测试剂的余量不足时，及时发出提醒，提醒方式例如为：通过云服务器或者直接向连接的用户的电子设备发出提示信息。
在一个例子中，请参考图10，尿液分析装置还包括：供电接收模块901以及供电电源902，供电接收模块901分别连接于处理器6与微流控芯片。
尿液分析装置10装配在马桶20的内壁，供电接收模块901固定在壳体内部的预设区域内，即供电接收模块901装配在壳体的下壳体31上的预设区域内，预设区域位于壳体的下壳体82上靠近马桶20的内壁的区域中；供电接收模块901装配在马桶20的外壁上，且供电电源902与供电接收模块901的位置对应。其中，供电电源902可以通过粘附的方式固定在马桶20上。
供电电源902用于为供电接收模块901提供电能。
供电接收模块901用于利用接收到的电能分别为处理器6与微流控芯片供电。
请参考图11，本实例中可以采用电磁感应的方式进行无线供电，供电接收模块901包括充电芯片9011与无线接收线圈9012，充电芯片9011设置在电路板7，无线接收线圈9012固定在壳体82上且位于尿液分析装置的内部，该无线接收线圈9012连接到尿液分析装置10的电路板7上，无线接收线圈9012通过电路板7上的走线连接到充电芯片9011，供电电源102中设置有无线发射线圈以及电池组(图中未示出)，该电池组连接到该无线发射线圈，由无线发射线圈将电池组的电能转换为磁场，无线接收线圈9012由于交变磁场的存在感应出交变的电流，然后由电路板7上的无线充电芯片9011将交流电转换为直流电分别为处理器6与微流控芯片供电。
需要说明的是，图11中仅示意性描述了充电芯片9011与无线接收线圈9012的位置，然不限于此，还可以另外设置一个用于固定充电芯片9011的供电电路板，无线接收线圈9012固定在壳体82上且位于尿液分析装置的内部，线接收线圈1012通过供电电路板连接到充电芯片9011。
本实施例中，供电电源902利用供电接收模块901为尿液分析装置10进行无线供电，从而用户可以通过对供电电源902进行充电来保持尿液分析装置10的电能供应，更加方便快捷，便于用户进行操作。其中，供电电源902中的电池组可以是充电电池组，此时供电电源902上设置有充电接口，供电电源902可以通过充电线连接到外部电源，由外部电源为该充电电池组充电。
本实施例中，多个试剂囊中的检测试剂的类型与多个第二预设比例一一对应，即基于不同的检测项目，每次所需的检测试剂的量是不同的，因此处理器6在控制蠕动泵从不同的试剂囊中泵出到反应腔体中的试剂的比例是不同的，以避免检测试剂的量影响光学检测的检测数据，在一定程度上保证了尿液分析的准确性。
在一个例子中，尿液分析装置中还设置有温度传感器(图中未示出)，温度传感器设置在开口11处或者设置在壳体内靠近开口11的位置，并且连接到电路板7上，从而处理器6通过电路板7与温度传感器电连接，当没有用户使用马桶20时，温度传感器检测到的温度为室内温度，并将室内温度值发送到处理器6；当有用户使用马桶20时，尿液从开口11流入尿液分析装置时，温度传感器检测到的是用户的尿液温度值，并将检测到的尿液温度值发送到处理器6，尿液温度值是大于室内温度的，处理器6判定检测到温度值增大，并且尿液温度值减去室内温度值的差值大于或等于预设的第一温度阈值，判定检测到尿液流入尿液分析装置，处理器6控制尿液分析装置进入检测状态，唤醒微流控芯片进行尿液检测。其中，第一温度阈值例如为2度、5度、10度等。
在一个例子中，处理器6还用于在接收微流控芯片返回的多个检测数据，得到尿液分析数据后，若接收到温度传感器发送的温度值降低且温度降低值大于或等于预设的第二温度阈值时，控制尿液分析装置进入待机状态。具体的，当完成本次尿液检测时，如果用户此时进行冲水，此时温度传感器检测到水的温度值发送到处理器6，处理器6接收到的温度传感器发送的水温度值是小于尿液温度值的，判定温度降低且温度降低值大于或等于预设的第二温度阈值，说明用户已经使用马桶结束，再次控制尿液分析装置进入待机状态，从而能够减少尿液分析装置的功耗。其中，第二温度阈值例如为2度、5度、10度等。
在一个例子中，处理器6还用于在接收到温度传感器发送的温度值在预设时间内保持不变时，根据当前检测到的温度值调整第一温度阈值以及第二温度阈值。具体而言，当用户长时间未使用马桶时，此时温度传感器检测到的温度就是此时的室内温度，由于室内温度会随着季节发生变化，而人体尿液温度基本是维持恒定的，因此可以根据室内温度值实时调整第一温度阈值与第二温度阈值，举例来说，在夏天室内温度较高，室内温度与尿液温度之间的温度差减小，可以适当减小第一温度阈值与第二温度阈值；在冬天室内温度较低，室内温度与尿液温度之间的温度差增大，可以适当增大第一温度阈值与第二温度阈值。
本实施例中的尿液分析装置能够基于连续、长期收集的用户的尿液分析数据，分析得出用户的新陈代谢情况与用户日常的行为状态的相关性数据。例如，用户的饮食习惯(包括餐食、营养、维生素、烟酒等)、疾病状况、作息规律、运动习惯、睡眠状态或者服用药物情况等行为状态均会在用户的尿液中呈现出来，当用户的某些行为状态发生发生改变后，会对用户的尿液产生相应的影响，尿液分析装置同样能够检查出尿液所产生变化，继而尿液分析装置能够基于长期、连续的尿液分析数据，分析得出用户的新陈代谢情况与用户的行为状态之间的相关性。
由于第一至第四实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第一至第四实施例互相配合实施。第一至第四实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第一至第四实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一至第四实施例中。
本发明第五实施例涉及一种马桶，包括权利要求第四实施例中的尿液分析装置。请参考图1，尿液分析装置10装配在马桶20中，例如尿液分析装置10通过粘接的方式固定在马桶20的内壁上，从而在用户每次使用马桶时能够收集到用户的尿液进行检测。
由于第一至第五实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第一至第五实施例互相配合实施。第一至第五实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第一至第五实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (10)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：芯片主体、固定在所述芯片主体上的光学检测模块以及多个电磁阀；
所述芯片主体中形成有反应腔体以及连接在所述反应腔体上的多个试剂通道，所述多个试剂通道在所述芯片主体上形成多个试剂孔，所述反应腔体还连接有尿液通道，所述尿液通道在所述芯片主体上形成尿液孔，每个所述试剂孔用于安装试剂囊，所述芯片主体上还形成有与所述试剂孔一一对应的阀门孔，各所述电磁阀分别安装在所述芯片主体上的各所述阀门孔处；
所述电磁阀用于在接收到的检测指令时，控制所述阀门孔对应的试剂孔打开，使得安装在打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体；
所述反应腔体用于供通过所述尿液通道流入到所述微流控芯片的尿液与所述试剂囊中的检测试剂进行反应；
所述光学检测模块用于所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片主体包括相互固定的上板与下板，所述上板与所述下板之间形成有所述反应腔体、所述尿液通道以及所述试剂通道，所述试剂孔与所述尿液孔均形成在所述上板的上表面，所述阀门孔形成在所述下板的下表面上。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：控制电路板；所述控制电路板与所述下板固定；
每个所述电磁阀包括：衔铁、弹性装置、壳体、电磁线圈以及磁芯；
所述下板的每个所述阀门孔处设置有封闭的外壳，所述弹性装置与所述衔铁均设置在所述外壳中，所述衔铁设置在所述弹性装置上，所述壳体固定在所述控制电路板上，所述壳体为中空圆柱体，所述电磁线圈固定在所述中空圆柱体的内表面，所述磁芯位于所述中空圆柱体的内部且固定在所述控制电路板上；在所述控制电路板与所述下板固定时，所述外壳位于所述电磁线圈中且与所述磁芯相接触；
所述电磁阀处于打开状态时，所述衔铁朝向所述磁芯运动，所述弹性装置被所述衔铁压缩，所述电磁阀对应试剂孔打开，所述试剂孔上安装的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入所述反应腔体；
所述电磁阀处于关闭状态时，所述弹性装置处于初始状态，所述衔铁封闭所述电磁阀对应试剂孔。
4.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述光学检测模块包括：光源与色谱传感器；所述光源固定在所述上板上与所述反应腔体对应的位置，所述色谱传感器固定在所述下板上与所述反应腔体对应的位置；
在对所述反应腔体的混合液体进行光学检测时，所述光源朝向所述反应腔体发射测试光线，所述测试光线经过所述反应腔体中的混合液体后照射到所述色谱传感器。
5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应腔体在所述上板上形成有多个透光的上检测点，且所述反应腔体在所述下板上形成有多个透光的下检测点，所述上检测点与所述下检测点一一对应；
所述光源朝向所述反应腔体发射的测试光线经过所述上检测点、所述反应腔体中的混合液体以及所述下检测点照射到所述色谱传感器。
6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片主体中还分别形成有连接于所述反应腔体的清洗入口通道与清洗出口通道，所述清洗入口通道在所述芯片主体上形成了清洗入口，所述清洗出口通道在所述芯片主体上形成了清洗出口；
所述清洗入口通道用于供从所述清洗入口流入的清洗液对所述反应腔体进行清洗；
所述清洗出口通道用于供所述反应腔体中的清洗液从所述清洗出口流出。
7.根据权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片主体中还形成有连接于所述反应腔体的空气管道；
所述空气通道用于在所述反应腔体被清洗后，供空气从所述空气入口进入所述反应腔体，以排出所述反应腔体的液体。
8.一种尿液检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至7中任一项所述的微流控芯片，所述方法包括：
当接收到检测指令时，通过微流控芯片中的电磁阀控制对应的试剂孔打开，安装在被打开的所述试剂孔上的试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，尿液通过尿液通道流入所述反应腔体，流入所述反应腔体中的试剂与尿液发生反应；
光学检测模块对所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
9.一种尿液分析装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的微流控芯片、多个试剂囊与处理器，所述多个试剂囊分别安装在所述微流控芯片的试剂孔上，所述处理器连接于所述微流控芯片中的光学检测模块以及电磁阀；
所述处理器用于在有尿液流入时，通过微流控芯片中的电磁阀控制对应的试剂孔打开，安装在所述试剂孔上的所述试剂囊中的检测试剂通过对应的试剂通道流入反应腔体，并控制尿液通过尿液通道流入所述反应腔体，流入所述反应腔体中的检测试剂与尿液发生反应；
所述处理器还用于利用所述光学检测模块对所述反应腔体中尿液与检测试剂反应后的混合液体进行光学检测，得到检测数据。
10.一种马桶，其特征在于，包括权利要求9中所述的尿液分析装置，所述尿液分析装置安装在所述马桶的内壁上。
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