CN207336418U - 一种基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于细菌微生物检测技术，特别是涉及一种基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置。包括微流控芯片(3)、微流泵(1)、双通道交流信号源(6)、阻抗分析仪(5)、样品瓶(2)和废液瓶(4)；解决了现有技术中的细菌检测方法需要对样本进行采样、稀释、培养然后计数的弊端。结构更加简单，计数更加准确。
Description
技术领域
本实用新型属于细菌微生物检测技术，特别是涉及一种基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置。
背景技术
频发的食品与水致病菌污染事件严重威胁社会公共安全，致病菌轻则引起肠胃性疾病，重则可致人死亡，其次细菌快速检测技术对生物制药、微生物发酵、国防安全都有至关重要的作用。传统的细菌检测主要以平板计数法为主，其检测流程主要包括无菌采样、稀释培养、平板计数，其中样品需要在无菌环境下培养24-48小时，整个检测过程繁琐、耗时长，检测结果滞后，需要多种专业仪器和耗材。
随着日益严峻的致病菌污染问题与更高标准的检测要求，传统的检测方法效率低，准确性差，检测成本高昂。
实用新型内容
本实用新型提供了一种新型基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置。
具体技术方案是，所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，包括微流控芯片、微流泵、双通道交流信号源、阻抗分析仪、样品瓶和废液瓶；所述微流控芯片分别集成了DEP电极与EIS电极；所述微流泵通过导管连接到样品瓶与微流控芯片的进液口，微流控芯片的出液口连接废液瓶；所述双通道交流信号源通过导线连接微流控芯片中的DEP电极与EIS电极；所述阻抗分析仪通过导线连接微流控芯片中的DEP电极与EIS电极；所述样品瓶为密封性储液瓶，通过导管连接微流泵与微流控芯片；所述废液瓶通过导管连接微流控芯片的出液口。
进一步的，所述微流泵为高精度气动压力泵，用于将样品瓶中的样品压入微流控芯片，其可以输出最高7bar的压力,可将nL/min～μL/min级别流速的液体稳定地注入微流控芯片，使微流控芯片的微流通道中的待测样品以0.1～0.5m/s的速度流动。
进一步的，微流控芯片由底层玻璃、聚酰亚胺层与顶层玻璃组成，其中聚酰亚胺层中心部分被切除并形成一个长方形的镂空部分，然后被夹在底层与顶层玻璃之间，形成一个高度的微流通道；在所述顶层玻璃上镀有微型金属电极，在底层玻璃上镀有微型金属电极。
进一步的，p-DEP电极和EIS电极共用共用一组电极。
进一步的，双通道交流信号源的输出端口1通过导线连接顶层玻璃上的微型金属电极，端口1输出频率为0～3kHz的电压交流信号；双通道交流信号源的输出端口2通过导线连接底层玻璃上的微型金属电极，端口2输出频率为30kHz～30MHz的电压交流信号。
有益效果，所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置无需对样本进行稀释培养等操作，直接进行检测，操作更加简便时间更快；通过将微流泵设计为高精度气动压力泵，从而更加精确的控制待检测样品的流速，从而使检测结果更加准确；通过微流控芯片特殊结构的设置，使整个基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置检测更加准确，结构更加简单，制造成本更低；p-DEP电极和EIS电极共用同一电极的设置使结构更加简单成本更低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，这些附图所直接得到的技术方案也应属于本实用新型的保护范围。
图1是基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置的结构示意图。
图2是本实用新型所述的微流控芯片的结构示意图。
附图标记说明：1、微流泵；2、样品瓶；3、微流控芯片；3.1、顶层玻璃；3.2、聚酰亚胺层；3.3、底层玻璃；3.4、微流通道；3.5、进液口；3.6、出液口；3.7、DEP电极；3.7.1、n-DEP电极；3.7.2、p-DEP电极；3.8、EIS电极；4、废液瓶；5、阻抗分析仪；6、双通道交流信号源。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
实施例1如图1、图2所示，所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，包括微流控芯片3、微流泵1、双通道交流信号源6、阻抗分析仪5、样品瓶2和废液瓶4；所述微流控芯片3分别集成了DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述微流泵1通过导管连接到样品瓶2与微流控芯片3的进液口，微流控芯片3的出液口3.6连接废液瓶4；所述双通道交流信号源6通过导线连接微流控芯片3中的DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述阻抗分析仪5通过导线连接微流控芯片3中的DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述样品瓶2为密封性储液瓶，通过导管连接微流泵1与微流控芯片3；所述废液瓶4通过导管连接微流控芯片3的出液口。所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置无需对样本进行稀释培养等操作，直接进行检测，操作更加简便时间更快。
实施例2，进一步的，所述微流泵1为高精度气动压力泵，用于将样品瓶中的样品压入微流控芯片3，其可以输出最高7bar的压力,可将nL/min～μL/min级别流速的液体稳定地注入微流控芯片，使微流控芯片的微流通道中的待测样品以0.1～0.5m/s的速度流动。通过将微流泵设计为高精度气动压力泵，从而更加精确的控制待检测样品的流速，从而使检测结果更加准确。
实施例3，如图2所示，微流控芯片由底层玻璃3.3、聚酰亚胺层3.2与顶层玻璃3.1组成，其中聚酰亚胺层3.2中心部分被切除并形成一个长方形的镂空部分，然后被夹在底层与顶层玻璃之间，形成一个高度的微流通道3.4；在所述顶层玻璃3.1上镀有50～100个微型金属电极n-DEP电极，在底层玻璃3.3上镀有2～10个微型金属电极p-DEP电极和EIS电极，通过将聚酰亚胺层中心部分切除而形成一个长方形的镂空部分，从而形成微流通道，结构更加简单，制造成本更低。
实施例4，进一步的，双通道交流信号源6的输出端口1通过导线连接顶层玻璃3.1上的微型金属n-DEP电极，端口1输出频率为0～3kHz的电压交流信号；这些微型金属电极对流经微流通道的细菌细胞产生负的介点电泳力(n-DEP作用力),所以这些电极被称为n-DEP电极，n-DEP作用力使微流通道中的细菌细胞向底层玻璃方向移动。双通道交流信号源的输出端口2通过导线连接底层玻璃3.3上的微型p-DEP电极，端口2输出频率为30kHz～30MHz的电压交流信号；这些微型金属电极对流经微流通道的细菌细胞产生正的介点电泳力，所以这些电极被称为p-DEP电极，细菌细胞最终被p-DEP作用力吸附到p-DEP电极。p-DEP电极除了捕获待测样品中的细菌细胞，可实现细菌的富集外，其还被用于细菌细胞阻抗分析，所以p-DEP与EIS共用一组微型金属电极，从而也可使结构更加简单。
实施例5如图1、图2所示，所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，包括微流控芯片3、微流泵1、双通道交流信号源6、阻抗分析仪5、样品瓶2和废液瓶4；所述微流控芯片3分别集成了DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述微流泵1通过导管连接到样品瓶2与微流控芯片3的进液口，微流控芯片3的出液口3.6连接废液瓶4；所述双通道交流信号源6通过导线连接微流控芯片3中的DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述阻抗分析仪5通过导线连接微流控芯片3中的DEP电极3.7与EIS电极3.8；所述样品瓶2为密封性储液瓶，通过导管连接微流泵1与微流控芯片3；所述废液瓶4通过导管连接微流控芯片3的出液口。进一步的，所述微流泵1为高精度气动压力泵，用于将样品瓶中的样品压入微流控芯片3，其可以输出最高7bar的压力,可将nL/min～μL/min级别流速的液体稳定地注入微流控芯片，使微流控芯片的微流通道中的待测样品以0.1～0.5m/s的速度流动。如图2所示，微流控芯片由底层玻璃3.3、聚酰亚胺层3.2与顶层玻璃3.1组成，其中聚酰亚胺层3.2中心部分被切除并形成一个长方形的镂空部分，然后被夹在底层与顶层玻璃之间，形成一个高度的微流通道3.4；进一步的，双通道交流信号源6的输出端口1通过导线连接顶层玻璃3.1上的微型金属n-DEP电极，端口1输出频率为0～3kHz的电压交流信号；这些微型金属电极对流经微流通道的细菌细胞产生负的介点电泳力(n-DEP作用力),所以这些电极被称为n-DEP电极，n-DEP作用力使微流通道中的细菌细胞向底层玻璃方向移动。双通道交流信号源的输出端口2通过导线连接底层玻璃3.3上的微型p-DEP电极，端口2输出频率为30kHz～30MHz的电压交流信号；这些微型金属电极对流经微流通道的细菌细胞产生正的介点电泳力(p-DEP作用力)，所以这些电极被称为p-DEP电极，细菌细胞最终被p-DEP作用力吸附到p-DEP电极。p-DEP电极除了捕获待测样品中的细菌细胞，可实现细菌的富集外，其还被用于细菌细胞阻抗分析，p-DEP与EIS共用一组微型金属电极。所述基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置无需对样本进行稀释培养等操作，直接进行检测，操作更加简便时间更快；通过将微流泵设计为高精度气动压力泵，从而更加精确的控制待检测样品的流速，从而使检测结果更加准确；通过微流控芯片特殊结构的设置，使整个基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置检测更加准确，结构更加简单，制造成本更低；p-DEP电极和EIS电极共用同一电极的设置使结构更加简单成本更低。
Claims (5)
1.一种基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，其特征在于：包括微流控芯片(3)、微流泵(1)、双通道交流信号源(6)、阻抗分析仪(5)、样品瓶(2)和废液瓶(4)；所述微流控芯片(3)分别集成了DEP电极(3.7)与EIS电极(3.8)；所述微流泵(1)通过导管连接到样品瓶(2)与微流控芯片(3)的进液口(3.5)，微流控芯片(3)的出液口(3.6)连接废液瓶(4)；所述双通道交流信号源(6)通过导线连接微流控芯片中的DEP电极(3.7)与EIS电极(3.8)；所述阻抗分析仪(5)通过导线连接微流控芯片(3)中的DEP电极(3.7)与EIS电极(3.8)；所述样品瓶(2)为密封性储液瓶，通过导管连接微流泵(1)与微流控芯片(3)；所述废液瓶(4)通过导管连接微流控芯片(3)的出液口(3.6)。
2.根据权利要求1所述的基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，其特征在于：所述微流泵(1)为高精度气动压力泵。
3.根据权利要求1或2中所述的基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，其特征在于：微流控芯片(3)由底层玻璃(3.3)、聚酰亚胺层(3.2)与顶层玻璃(3.1)组成，其中聚酰亚胺层(3.2)中心部分被切除并形成一个长方形的镂空部分，然后被夹在底层与顶层玻璃之间，形成一个高度的微流通道(3.4)；在所述顶层玻璃(3.1)上镀有n-DEP电极(3.7.1)和EIS电极(3.8)，在底层玻璃(3.3)上镀有p-DEP电极(3.7.2)。
4.根据权利要求3所述的基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，其特征在于：所述p-DEP电极(3.7.2)和EIS电极(3.8)共用一组电极。
5.根据权利要求4所述的基于微流控双向介电电泳的细菌检测装置，其特征在于：双通道交流信号源(6)的输出端口1通过导线连接顶层玻璃(3.1)上的n-DEP电极(3.7.1)；双通道交流信号源(6)的输出端口2通过导线连接底层玻璃(3.3)上的p-DEP电极(3.7.2)。
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