CN214894888U - 基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于，该检测器包括：移动设备，其内部具有显微模块，所述显微模块包括成像部分和照明部分，所述成像部分包括镜头、感光元件，所述照明部分包括光源器件、导光结构；所述导光结构围绕所述镜头且导光结构的前端面不低于镜头的前端面，以将所述光源器件的照明光导向物面；微流控芯片，具有观察样品的观察区；所述成像部分的视场与所述微流控芯片的观察区的投影至少部分重合。本实用新型用于在生活中微量取样并以简易的操作即时对样品进行检测，使得生化检测具有微量性，准确性，日常性和即时性。

Description

基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器

技术领域

本实用新型属于光学成像和生物检测技术领域，具体涉及一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置。

背景技术

随着科技进步及光学成像技术的发展，越来越多的仪器设备和消费电子产品上增添了功能各异的光学成像装置，但在专业级应用的显微成像层面，目前尚无成熟的微型集成化产品出现。

随着人们生活水平的提高和当代社会的发展，人们对身体健康监测和疾病预防及检测的意识也在不断提高，市面上也出现了很多与人体健康相关的的消费电子产品，其多为可穿戴设备，如智能手环或手表等，这些设备可以对人体起到一定的健康监测作用，但是由于设备形态和硬件条件的限制，其功能有限，无法对疾病现象及其标志物进行定性定量的检测，故无法对人体的疾病做出高效准确的判别，给用户和医疗机构的参考价值不高。目前也不乏小型化的专业医疗检测设备，但其往往功能单一，价格相对较贵，导致个人购买的可能性较低，不利于疾病检测和预防的推广及下沉，对医疗资源紧缺和不均衡分部导致的看病难和看病贵问题没有起到真正的辅助缓解作用。

当下智能手机几乎已经是目前人们日常生活中的标配，其用户数量多，算力足够，且设备与用户粘性大，若此类日常智能移动通讯终端具备生物检测的硬件条件，并配以检测所需的小型耗材，则可用于人们日常生活中的即时检测，可在短时间低成本的情况下对疾病的临床指标进行判别，快速指导病人或医疗从业者进一步活动。

目前有为智能手机搭配辅助拍照外设和小型实验耗材以实现通过智能机取图并分析进行医学检测的功能，如申请号为201710011608.8的中国实用新型专利公开了一种通过其所述的芯片读取器——即一种支架形态的结构件，将微流控芯片和手机相对距离固定并保证微流控芯片样品反应位置可被环境光照明，通过手机内的普通摄像头对微流控芯片内反应后显色的样品拍照，通过APP进行图像处理分析并将信息联网评估。

此方案有以下问题：

1)为智能手机和检测耗材设计了较大的外设，降低了日常生活的便携性，只适合作为室内环境下的定期检测用途，不适于常见于室外场所的急性疾病发病前患者感知身体异常时段内的紧急检测。

2)样品的照明光源为环境光，故不可控，不同使用环境下的光线照度及色温以及均匀度都有较大的区别，很可能无法准确反映样品的实际显色情况，难以获得真实可靠的检测结果

3)摄像设备为手机内置的普通摄像头，在此方案中的近距离情况下，其成像质量和分辨率也和显微级的成像设备有很大差距，难以做到定量检测和精准的定性检测，也无法应用在需要对样品进行形态学判别的检测项目

给智能手机搭配显微级别的镜头并对光源进行设计控制其一致性可进一步提升检测的精度和准确性，并且由于显微成像物距一般较小，可缩短智能手机到检测样品的距离，从而减小外部设备的尺寸，如申请号为CN201911028284.4的中国实用新型专利公开了一种在手机摄像头前方增加实现显微功能的透镜组并通过机械结构和手机连接使用的装置，此专利所述的小型化的取样试验耗材也为微流控芯片，其内部反应后的样品需置于所述显微透镜组的视场内，此专利中对样品的照明方式为：手机闪光灯前方增加聚光镜并辅以V型的反射镜将光线引导至微流控芯片相对镜头方的背面对样品进行透射照明。

此方案有以下问题：

1)该设备上的显微透镜组需与手机摄像头对准，聚光镜需要与手机闪光灯对准，不同品牌型号的智能手机摄像头位置和闪光灯位置往往不同，故在此外设单一形态下只能使用对应的一款智能手机，无法同时适配多款机型，不利于批量生产及检测设备的普及。

2)手机本身的摄像头与外置结构上用于显微观测的镜头之间没有设置杂散光遮蔽结构，手机闪光灯led灯珠前通常增加菲涅尔透镜，其发光角度很大，两镜头间会进入大量杂散光，导致成像质量下降，检测结果的准确性易受影响。

3)该设备手机外部所连接的必要部分有显微镜头，闪光灯聚光镜，V型反射镜，及芯片支架；其体积大小依然可观，摒弃使用设备本身的闪光灯作为光源，为微流控芯片照明设置独立的光源，可以解决以上提到的杂散光影响问题。申请号为CN202011058783.0的中国实用新型专利，采用平板光源从摄像头相向方对微流控芯片进行透射照明，但又在外置设备中引入了用于给光源供电的电源，且手机摄像头仍需要配合外置设备上安装的透镜对检测样品成像，整个检测系统仍然复杂。

实用新型内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，用于在生活中微量取样并以简易的操作即时对样品进行检测，使得生化检测具有微量性，准确性，日常性和即时性。移动设备内置微型化显微模块，且此模块具有成像和照明两部分，可在照明部分标准化的光线条件下通过成像部分实现对微流控芯片样品的显微级拍摄。整个系统最小基本单元只有移动设备本体和微流控芯片，其结构少，易操作，分辨率高，且体积小；所需取样微量，成像准确，可实现检测的日常性和即时性。上述检测装置在目前社会关注的大健康领域有着巨大的应用潜力和价值，目前也缺乏能全面解决背景所述问题的产品。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置。此装置包括以下部分：

移动设备，其内部具有所述显微模块，且具有主板，处理器及电源，优选地，此移动设备可具有显示屏，存储器和射频模块及按键开关等；关于微型显微模块，其成像部分主要由镜头、感光元件及其机电连接、滤光片，外壳支架组成；其照明部分由光源器件及其机电连接和导光结构组成；所述导光结构围绕所述镜头且导光结构的前端面不低于镜头的前端面，以将所述光源器件的照明光导向物面；

微流控芯片，具有观察样品的观察区；优选包括层叠的表层、基层和底层；

所述成像部分的视场与所述微流控芯片的观察区的投影至少部分重合。

显微模块的成像部分的镜头由多片透镜构成，其光轴重合并组装在镜头封装内；导光结构紧贴围绕镜头优选凸前设置形成镜头侧前环形出光面。所述感光元件位于镜头像面范围，其机电连接使感光元件固定并和设备主板及处理器通信且获取设备电源电能。所述滤光片位于镜头与感光元件之间，其安装在外壳支架上；所述外壳支架连接镜头及感光元件并确定镜头相对于感光元件或外界物体的位置，且外壳支架可由多个零件组成。优选地，显微模块成像部分前可具有保护视窗和定位结构，分别用于保护镜头和固定物体与显微模块的相对位置，其可位于便携设备的其他部件上，或与显微模块某部分连接。

优选地，所述镜头的多片透镜可由两个镜头封装分为前后两组，前组透镜靠近物体，后组透镜靠近感光元件。此时外壳支架完全封闭前后两组镜头间的间隙，避免杂散光干扰。

优选地，所述镜片为透明塑料，其封装为黑色塑料。

优选地，感光元件可为CMOS芯片或CCD芯片，其机电连接可为PCB印刷电路板、FPC柔性硬刷电路及其补强钢片、导线及连接座和金属或塑料结构件。

优选地，外壳支架的一部分可为调焦马达及其外壳结构，马达中沿光轴方向移动的组件连接镜头，或前后组镜头的其中一组。

显微模块的照明部分的光源器件可由若干个发光元件组成，布置在镜头或支架外壳周围，发光元件固定在光源器件的机电连接上并通过其连通发光元件的驱动电路和设备主板且获取设备电源电能。发光元件的光线经过导光结构后照射到物面上；所述导光结构由透明或半透明材料制成，位于镜头物面和光源器件之间，布置在镜头周围。优选地，显微模块照明部分前可具有保护视窗和遮光结构，分别用于封闭模组于设备内和遮蔽对成像造成影响的杂散光，其可位于便携设备的其他部件上，或与显微模块某部分连接。

优选地，照明部分的发光元件为LED发光二极管，其可为正向发光或侧发光型。其机电连接可为PCB印刷电路板、FPC柔性硬刷电路及其补强钢片、导线及连接座和金属或塑料结构件。

优选的，照明光源颜色为白色。

优选地，所述导光结构具有反射型面、出射型面和入射型面，其形态可为平面，锥面、弧面或多种型面结合。

优选地，所述导光结构的表面可具有散射或反射界面，反射界面可为反射率较高的涂层或其他结构的相接触面，散射界面可为磨砂纹理的材料表面或具有散射功能的涂层。

所述微流控芯片的基层为液体样品活动空间，其可为供液体样品浸润的纸质基材的亲水区域或其他材料包围形成的供液体样品流动的空腔或沟道等，所述底层为基层的承靠面，由具有一定刚性的材料制成，用于给基层提供一定的结构强度，所述表层部分覆盖基层，其结构上可存在通孔，用于供液体样品从外界进入基层或排出基层内进样后的多余空气，也可用于供显微模块照明和观察基层内样品。当表层不存在用于显微模块照明和观察基层的通孔时，其至少部分区域透明。当表层不存在用于进样或排气的通孔时，其不完全覆盖基层或漏出部分基层用于接触液体样品，优选地，所述底层和表层可互相连接，将基层封装于连接体中。优选地，当基层为具有沟道且具有一定刚性的材料时，其底层即为基层沟道底面的以下部分。

优选地，所述基层的某一特定区域为观测区，此区域用于显微模块成像观察。

优选地，基层内可具有检测所需的和液体样品发生反应的试剂，优选地，反应试剂由干化学法制成并放置于观测区内。

优选地，可有多种反应试剂分别置于沟道所连通的不同腔室或纸质基材亲水区域的不同位置

优选地，所述底层可具有某种颜色的非透明表面，用于保证非纸质基层的样品成像时背景一致。

优选地，所述底层可具有某种形态，如均匀的哑光磨砂面或凹陷型面，用于减少底层表面纹理或光照反射光强不均对成像造成的干扰。

优选地，所述表层用于照明和观察的通孔或观察窗大于或等于所述基层的观察区。

优选地，所述表层的进样通孔内可存在过滤层，用于某些检测样品的物质筛选。

上述技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，用于在生活中微量取样并以简易的操作即时对样品进行检测，使得生化检测具有微量性，准确性，日常性和即时性。

2、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，移动设备内置微型化显微模块，且此模块具有成像和照明两部分，可在照明部分标准化的光线条件下通过成像部分实现对微流控芯片样品的显微级拍摄。整个系统最小基本单元只有移动设备本体和微流控芯片，其结构少，易操作，分辨率高，且体积小；所需取样微量，成像准确，可实现检测的日常性和即时性。上述检测装置在目前社会关注的大健康领域有着巨大的应用潜力和价值，目前也缺乏能全面解决背景所述问题的产品。

3、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，设备内成像部分为显微级别，分辨率高，较普通摄像头相比相同视场下的微流控芯片区域可具有更多结构细节，故只需要微量取样，即可实现多靶标的精确成像，可适配多种检测需求，提高检测效率和精度。

4、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，设备内显微模块自带照明器件，其相对于显微模块成像部分的位置固定，且在显微观测的使用情况下样品距离与成像部分几乎紧贴，环境光干扰极低，样品所受照明具有的一致性，利于设备取图处理及计算，进一步提升成像质量和检测准确性。

5、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，只需要带微型显微模块的设备本体和微流控芯片即可实现最小检测系统的搭建，不需要多余的外部设备，方便携带，易于实现检测的日常性和即时性。

6、本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，移动设备的显微模块及微流控芯片结构简单，易于生产装配，便于量产，利于生物学检测推广普及。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的生物检测装置的第一种使用形态示意图；

图2为本申请实施例所提供的生物检测装置的第一种使用形态示意图；

图3为本申请实施例所提供的生物检测装置的第一种使用形态示意图；

图4为本申请实施例所提供的第一种检测装置的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的第二种检测装置的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的第二种检测装置的结构示意图；

图7a为本申请实施例所提供的第一种检测用微流控芯片的结构示意图；

图7b为图7a的局部剖开结构示意图；

图8a为本申请实施例所提供的第二种检测用微流控芯片的结构示意图；

图8b为图8a的局部剖开结构示意图；

图9a为本申请实施例所提供的第三种检测用微流控芯片的结构示意图；

图9b为图9a的局部剖开结构示意图；

图10a为本申请实施例所提供的第四种检测用微流控芯片的结构示意图；

图10b为图10a的局部剖开结构示意图；

图11为本申请实施例所提供的第一种生物检测方法的流程示意图；

图12为本申请实施例所提供的第二种生物检测方法的流程示意图；

图13为本申请实施例所提供的第三种生物检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

按照本实用新型的另一个方面，提供一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置。通过以下不同实施例对其使用形态和结构进行说明。

检测装置的检测原理及外部形态

如图1所示，本实施方案中显微模块1的物面位于移动设备3的背面(显示屏异侧)，微流控芯片2进样后与移动设备的显微模块1定位并紧固，其可供观察的一侧朝向模组镜头(图上未示出)，且微流控芯片的观察区211与显微模块的视场1112投影有重合部分，且镜头物面经机械定位或电动调焦后落在检测观察所需平面处，在照明部分12提供照明光线1211的情况下，即可通过移动设备3的软件应用在设备的显示屏33上观测图像并拍摄图片或视频，在需要进行检测或诊断的情况下，图片或视频文件信息经过软件计算或上传云端经其他设备计算后即可反馈检测结果。

上述方案中，若微流控芯片在与移动设备连接后其进样位2012露出于外界，则可将微流控芯片与移动设备定位并紧固后再进样。

如图2所示，本实施方案与图1中的不同之处在于，显微模块1的镜头方向朝向移动设备正面(显示屏33同侧)，在微流控芯片2具有观察窗或通孔结构的情况下此方案易于用户根据手机的显示屏33实时显示的画面调整微流控芯片观察区211相对于显微模块的视场1112的位置，且整体系统在生活场景下的放置较为方便。

如图3所示，本实施方案与图1中的不同之处在于，显微模块1的镜头111朝向移动设备侧面。其所连接的镜头支架114内部具有感光元件(图上未示出)，照明部分12的照明光线1224照亮观察区211，镜头的视场1112所在的物面位于微流控样品观察区211一定厚度位置，此方案中微流控芯片同时具有进样孔2012和排气孔2013。

除以上区别外，本实用新型所使用的微流控芯片可有多种形态。

检测装置的具体结构

如图4所示，本实施方案中，安装有显微模块1的移动设备3内部还包括主板31及其所集成的电路——如处理器、存储器和射频模块等(图上未示出)、电源32(此方案中为电池)、显示屏33(此方案中非触控屏)、按键34(此方案中按键控制设备开关和其他功能)、内部的电路连接件35和设备外壳36组成，微流控芯片2被紧固后其内部的样品有位于显微模块1成像部分11镜头111的物面1111范围内。关于微流控芯片，如图7a-b的芯片截面所示，此方案中，其由本身具有沟道214的底部型材231及观察窗224组成，沟道214供液体流动至观察区211(供成像部分观测的需置于视场范围内的沟道或空腔)，观察窗224为透明薄板材料，其位于观察区211和显微模块1之间，可用于控制液面厚度并防止液体溢出污染显微模块，微流控芯片的进样位与沟道214连通在此截面中未示出。优选地，所述具有沟道结构的型材结构其沟道底面的颜色可为白色，以在照明光下更好地体现液体及其内部物质的颜色。显微模块的照明部分12发出的照明光线1211通过透明观察窗24对视场内的样品进行照明，被照明后的样品通过显微模块的镜头111在镜头外壳支架112内的感光器件(图中未示出)上成像，图像信息传输至移动设备的主板31上的处理器后经运算显示于设备的显示屏33；在镜头外壳支架112内具有电动调焦结构(图中未示出)的情况下，处理器同时控制其调整镜头对焦，或者，使用者在观察显示屏画面后手动调节应用软件相关功能对成像部分进行调焦。

如图5所示，本实施方案与图4中的不同之处在于，本方案的显微模块为移动设备设备的后置摄像头，即显微模块1的镜头111方向朝向移动设备3背面(显示屏异侧)，此方案中显示屏33为触控屏，按键34具备开关机功能，本实施方案使用的微流控芯片2为纸基微流控芯片，其表层22形态为一透明板状结构，此透明板材可整体视为观察窗224，其下为纸质的基层21，纸质基层上具有疏水区213和亲水区212，优选的，疏水区由树脂或石蜡材料构成，亲水区212在疏水区213的包络下形成流道2121，流道2121中可具有干化学法制成的反应试剂215，优选地，其反应试剂的所在位置在观察区，定位紧固状态下显微模块的视场内，液体实验样品进入微流控芯片后沿亲水区流道2121一直浸润至试剂215所在位置并与其发生反应并显现颜色。纸质的基层下方为芯片外壳的底层23，起到支撑纸质的基层21的作用。由于此方案中成像光线主要由纸质的基层本身的漫反射光线构成，故此方案中外壳底部颜色不限，考虑到纸基层厚度过薄有可能透出背后结构底色，有可能影响显色反应成像检测，优选地，底层与基层相接触的底层基面232为白色。本实施方案中，显微模块可采用定焦结构，在设备模组与微流控芯片定位紧固后，基层观察区显色样品所在面与显微模块的物面1111具有一定距离，使得其成像离焦，减少基层纸张细节形态对模块采集的图像颜色信息的干扰。当设备显微模块为可对焦结构时，可手动或自动对焦使纸基层样品面离焦后模块采集采集图像处理颜色信息。

如图6所示，本实施方案与上述实施方案中的不同之处在于，此方案中显微模块采用可调焦结构，在设备模组和微流控芯片相定位后，模块成像部分物面范围与样品厚度方向上具有重合部分，可通过自动对焦或手动对焦观察样品不同位置的具体细节，如图中所示的固液混合物样品中不同位置的固体颗粒。在设备方面，本实施方案中设备无显示屏，电源32为电源接口兼数据输入输出接口，连接外部设备对成像进行显示并控制成像部分，主板31上集成显微模块的驱动电路。在微流控芯片方面，本实施方案中，微流控芯片基层为薄型材216，型材的贯通区域被表层和底层贴合后形成沟道214，表层22为具有观察窗224的板材，底层23为板材。

微流控芯片的具体结构

如图7a-b所示，本实施方案的微流控芯片通过具有沟道214的板状的底部型材231和具有通孔(进样孔221/排气孔222)和观察窗224的板状的顶部型材220贴合构成，其中，顶部型材220与底部型材沟道214形成的型腔即为液体样品流动的基层，沟道底面以下的型材即为用于提供强度的底层23，板状的顶部型材220即为表层22，其通孔(进样孔221/排气孔222)连接空腔，用于进样和排出空气，其观察窗224所覆盖的空腔即为基层的观察区211。

优选的，此结构的底部型材为白色或透明。

如图8a-b所示，本实施方案的微流控芯片与图7a-b中的不同之处在于，其底部型材不具有沟道，基层为中部的薄型材216的镂空部分与底部型材和顶部型材220表面贴合形成的空腔214’。

如图9a-b所示，本实施方案中，纸质的基层21的表面有疏水区213包络的亲水区212所连通的沟道和空腔214’，各型腔的纸质亲水区上中具有用于与样品反映的干化学法制成的试剂215，透明表层22的进样孔221处具有多孔结构的过滤层225，用于使筛选后的液体样品进入型腔并与试剂反应。底层23表面支撑纸质的基层，其边缘包围纸质的基层21并与表层22连接。

如图10a-b所示，本实施方案与图9a-b的不同之处在于，所述顶部型材220的通孔为用于显示基层样品观测区的观察孔223，表层22不完全覆盖基层21，基层21漏出于表层22和底层23范围的部分为亲水区与液体样品接触的浸润区217。此实施例中不存在过滤层。且基层亲水区212空腔214’内的试剂215可如图中所示在同一区域内双排列，以提高显色反应准确率。

图11为一个实施例中基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法的实施流程图，参照图11，本实施例的一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法，其包括以下步骤：

步骤S101：取微量样品进入微流控芯片，待观察区存在样品。其中，取样品可使用胶头滴管等工具或将微流控芯片的基层置于样品使液体样片浸润基层亲水区。

步骤S102：启动移动设备的显微模块，其成像部分与照明部分工作，软件显示此模块所拍摄画面。其中，启动移动设备本身的软件进入显微拍摄界面，从而调用显微模块的成像部分及照明部分，设备自带的显示屏显示成像部分的实时图像。

步骤S103：将设备显微模块贴近微流控芯片观察区，调整两者位置和距离，观察区内样品被照明光照射且显微成像清晰。其中，可将微流控芯片置于一平面并使设备显微模块部分靠近微流控芯片确定位置，也可用双手或辅助装置将微流控芯片贴近并定位于设备的显微模块。当微流控芯片观察区样品可在设备上显示时，通过显微模块自动对焦或手动对焦或定位结构将焦面预设，使得画面内观察区所需观察细节成像清晰。

步骤S104：软件算法读取实时显示画面、所拍图像或视频信息，提取样品的形态或颜色信息。其中，设备本身具有处理器进行图像数据处理。

步骤S105：移动设备进一步计算，得到检测结果。其中，移动设备本身具有处理器进行运算分析，并带有显示屏可输出检测结果。

图12为一个实施例中基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法的实施流程图，参照图12，本实施例的一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法，其包括以下步骤：

步骤S201：取微量样品进入微流控芯片，待样品经芯片过滤层筛选并与观察区内试剂反应显色；

步骤S202：启动移动设备的显微模块，其成像部分与照明部分工作，软件显示此模块所拍摄画面；

步骤S203：使微流控芯片某表面紧贴显微模块所在的移动设备某表面，观察区样品所在面离开显微模块物面范围；其中，微流控芯片与设备贴紧定位后，样品或其部分需观察区位于设备内可调焦或不可调焦的成像部分的物面范围以外，用于不需要显示图像细节轮廓的显色反应，减少芯片基层或样品的细节轮廓信息的干扰

步骤S204：调整显微模块和微流控芯片位置，使观察区内已反应样品被照明光照射；

步骤S205：软件算法读取实时显示画面、所拍图像或视频信息，提取样品的颜色信息和灰度值；

步骤S206：移动设备进一步计算，得到显色反应检测结果。

图13为一个实施例中基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法的实施流程图，参照图13，本实施例的一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测方法，其包括以下步骤：

步骤S301：取微量样品进入微流控芯片，待观察区存在样品；

步骤S302：启动移动设备的显微模块，其成像部分与照明部分工作，软件显示此模块所拍摄画面；

步骤S303：使微流控芯片某表面紧贴显微模块所在的移动设备某表面，观察区样品位于显微模块物面范围内；其中，微流控芯片与设备贴紧定位后，样品或其部分需观察区位于设备内可调焦的成像部分的物面范围内，则可通过自动或手动对焦调节观察位置或画面清晰程度。

步骤S304：调整显微模块和微流控芯片位置，使观察区内已反应样品被照明光照射；

步骤S305：成像部分自动对焦或人工辅助对焦，样品内需检测部分成像清晰

步骤S306：软件算法读取实时显示画面、所拍图像或视频信息，提取样品的形态信息。

步骤S307：移动设备将信息数据上传，服务器或人工输出检测结果反馈移动设备。其中：由于设备本身处理器的算力有限或设备硬件本身不具备某处理功能，可采取上传原始数据或预处理数据的方法通过其他联网设备进行最终的运算和输出结果反馈给设备并由其显示。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的方案具有如下显著优势：

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，用于在生活中微量取样并以简易的操作即时对样品进行检测，使得生化检测具有微量性，准确性，日常性和即时性。

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，移动设备内置微型化显微模块，且此模块具有成像和照明两部分，可在照明部分标准化的光线条件下通过成像部分实现对微流控芯片样品的显微级拍摄。整个系统最小基本单元只有移动设备本体和微流控芯片，其结构少，易操作，分辨率高，且体积小；所需取样微量，成像准确，可实现检测的日常性和即时性。上述检测装置在目前社会关注的大健康领域有着巨大的应用潜力和价值，目前也缺乏能全面解决背景所述问题的产品。

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，设备内成像部分为显微级别，分辨率高，较普通摄像头相比相同视场下的微流控芯片区域可具有更多结构细节，故只需要微量取样，即可实现多靶标的精确成像，可适配多种检测需求，提高检测效率和精度。

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，设备内显微模块自带照明器件，其相对于显微模块成像部分的位置固定，且在显微观测的使用情况下样品距离与成像部分几乎紧贴，环境光干扰极低，样品所受照明具有的一致性，利于设备取图处理及计算，进一步提升成像质量和检测准确性。

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，只需要带微型显微模块的设备本体和微流控芯片即可实现最小检测系统的搭建，不需要多余的外部设备，方便携带，易于实现检测的日常性和即时性。

本实用新型的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测装置，移动设备的显微模块及微流控芯片结构简单，易于生产装配，便于量产，利于生物学检测推广普及。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本实用新型实施例的申请文件中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本实用新型实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本实用新型实施例公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型实施例的示例性实施例的描述中，本实用新型实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于，该检测器包括：

移动设备，其内部具有显微模块，所述显微模块包括成像部分和照明部分，所述成像部分包括镜头、感光元件，所述照明部分包括光源器件、导光结构；所述导光结构围绕所述镜头且导光结构的前端面不低于镜头的前端面，以将所述光源器件的照明光导向物面；

微流控芯片，具有观察样品的观察区；

所述成像部分的视场与所述微流控芯片的观察区的投影至少部分重合。

2.如权利要求1所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述微流控芯片包括层叠的表层、基层和底层。

3.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述基层为液体样品活动空间，其为供液体样品浸润的纸质基材的亲水区域，或者被包围形成的供液体样品流动的空腔或沟道。

4.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述表层部分覆盖基层，所述表层的结构上具有用于供液体样品从外界进入基层或排出基层内进样后的多余空气的通孔，或者用于供显微模块照明和观察基层内样品的通孔。

5.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述表层部分覆盖基层，所述表层不存在用于显微模块照明和观察基层的通孔，其至少部分区域透明；

或者所述表层部分覆盖基层，所述表层不存在用于进样或排气的通孔，其不完全覆盖基层或漏出部分基层用于接触液体样品。

6.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述微流控芯片的观察区设于所述基层。

7.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述基层具有检测试剂。

8.如权利要求2所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述底层具有哑光磨砂面或凹陷型面。

9.如权利要求1-8任一项所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述微流控芯片的表面紧贴所述显微模块所在的移动设备的表面，观察区样品所在面离开显微模块物面范围。

10.如权利要求1-8任一项所述的基于移动设备内微型显微模块与微流控芯片的生物检测器，其特征在于：

所述微流控芯片的表面紧贴所述显微模块所在的移动设备的表面，观察区样品所在面离开显微模块物面范围；

所述成像部分具有自动对焦装置或人工辅助对焦装置。

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