專(zhuān)利名稱(chēng)：基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微流體檢測(cè)技術(shù)，尤其是一種利用自聚焦透鏡和激光技術(shù)對(duì)反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行快速檢測(cè)的、能廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物檢測(cè)的裝置，具體地說(shuō)是一種基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
微流控芯片又稱(chēng)芯片實(shí)驗(yàn)室，是一種以在微米尺度空間對(duì)流體進(jìn)行操控為主要特征的科學(xué)技術(shù)，具有將生物、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室的基本功能微縮到一個(gè)幾平方厘米芯片上的能力。微流控芯片最早的表現(xiàn)形式是以單一分離為主的芯片電泳，此后的一段時(shí)間則著重發(fā)展顯示分析功能的微全分析系統(tǒng)。目前，微流控芯片研究的熱點(diǎn)正逐步轉(zhuǎn)向構(gòu)建各種不同類(lèi)型的芯片實(shí)驗(yàn)室，從化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)到信息、光學(xué)，林林總總。微型全分析系統(tǒng)(MiniaturizedTotal Analysis Systems, TAS)或稱(chēng)芯片實(shí)驗(yàn)室 (Laboratory on a chip, LOC)是一個(gè)跨學(xué)科的新領(lǐng)域，其目標(biāo)是通過(guò)分析化學(xué)、微機(jī)電加工(MEMS)、計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、材料科學(xué)及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉實(shí)現(xiàn)化學(xué)分析系統(tǒng)從試樣處理到檢測(cè)的整體微型化、自動(dòng)化、集成化與便攜化。四十年前微電子技術(shù)在信息科學(xué)的發(fā)展中引發(fā)了一場(chǎng)革命，并對(duì)20世紀(jì)的科技發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。最近的發(fā)展表明，90年代初提出的以微電子加工技術(shù)為依托的微型全分析系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年內(nèi)也將對(duì)分析科學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮相似的作用。它不僅可使珍貴的生物試樣與試劑消耗大大降低到微升甚至納升級(jí)，而且使分析速度成十倍百倍地提高，費(fèi)用成十倍、百倍地下降，從而為分析測(cè)試技術(shù)普及到千家萬(wàn)戶(hù)，實(shí)現(xiàn)分析實(shí)驗(yàn)室的“家庭化”、“個(gè)人化”創(chuàng)造了條件。微流控分析(Microfluidic Analysis)是微型全分析系統(tǒng)的主要組成部分，而將化學(xué)分析的多種功能集成在郵票大小的芯片上的微流控芯片(Microfluidic chips)又是當(dāng)前最活躍的發(fā)展前沿，代表著21世紀(jì)分析儀器走向微型化、集成化的發(fā)展方向，已成為國(guó)內(nèi)外許多著名實(shí)驗(yàn)室的奮斗目標(biāo)。微流控芯片是90年代初、中期主要在分析化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的，它以分析化學(xué)為基礎(chǔ)，以微機(jī)電加工技術(shù)為依托，以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征，以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對(duì)象，是當(dāng)前微型全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。它的目標(biāo)是把整個(gè)化驗(yàn)室的功能，包括采樣、 稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等集成在微芯片上，且可多次使用，因此較生物芯片有更廣泛的適用性及應(yīng)用前景。微流體芯片分析系統(tǒng)通常光學(xué)檢測(cè)的方法主要采用顯微鏡的鏡頭作為光學(xué)信號(hào)的接受裝置或者采用CCD/PMT作為信號(hào)接受裝置。現(xiàn)有的光纖檢測(cè)主要采用光纖作為激發(fā)光源，采用光纖作為信號(hào)接受裝置的研究很少，主要原因是光纖與微流體耦合的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的微流控芯片檢測(cè)中很難使用光纖檢測(cè)器作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種基于方形自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，它包括加工有微流體的基片1，所述的基片1 上設(shè)有主流道2，所述的主流道2的進(jìn)口端連接有多個(gè)反應(yīng)溶液通道3，每個(gè)反應(yīng)溶液通道3 通過(guò)連接管及微泵與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溶液瓶4相連通，其特征是所述的主流道2的出口端設(shè)有微反應(yīng)室5，微反應(yīng)室5中安裝有方形自聚焦透鏡6，自聚焦透鏡6的一側(cè)安裝有激發(fā)熒光信號(hào)的激光器7，自聚焦透鏡6的另一側(cè)安裝有光纖檢測(cè)器8，光纖檢測(cè)器8的輸出端與信號(hào)處理分析顯示用的計(jì)算機(jī)9相連。所述的基片1上、靠近主流道2出口端設(shè)有對(duì)稱(chēng)設(shè)有與主流道2相貫通的激光光線入射通道10和光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道11，所述的激光光線入射通道10與主流道2貫通處以及光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道11與主流道2貫通處分別安裝有一個(gè)方形自聚焦透鏡6。所述的基片1為采用微細(xì)加工的方法制造的玻璃、硅片或塑料。所述的主流道2和反應(yīng)溶液通道3采用LIGA、微銑、光刻或激光加工成形。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明利用通過(guò)方形自聚焦透鏡器件，實(shí)現(xiàn)了光纖與微流體芯片的集成，使得利用光纖檢測(cè)器作為信號(hào)接收裝置的微流體檢測(cè)系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、 醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行快速檢測(cè)。本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確快速。通過(guò)采用方形自聚焦透鏡的設(shè)計(jì)，根據(jù)自聚焦透鏡的特點(diǎn)，激發(fā)光纖通過(guò)簡(jiǎn)單的端面耦合就可以把激發(fā)光輸入到自聚焦透鏡并激發(fā)檢測(cè)區(qū)，同時(shí)檢測(cè)區(qū)的發(fā)散光通過(guò)自聚焦透鏡與檢測(cè)光纖的端面簡(jiǎn)單耦合，通過(guò)自聚焦透鏡輸出到檢測(cè)光纖，減少了光路的復(fù)雜定位裝置的使用。系統(tǒng)緊湊，簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的基片的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的基片的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示。一種基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，它包括加工有微流體的基片1，基片1可為采用微細(xì)加工的方法制造的玻璃、硅片或塑料片，所述的基片1上設(shè)有主流道2，所述的主流道2的進(jìn)口端連接有多個(gè)反應(yīng)溶液通道3，主流道2和反應(yīng)溶液通道3可采用LIGA、微銑、光刻或激光加工成形。每個(gè)反應(yīng)溶液通道3通過(guò)連接管及微泵與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溶液瓶4 相連通，其特征是所述的主流道2的出口端設(shè)有微反應(yīng)室5，微反應(yīng)室5中安裝有方形自聚焦透鏡6，自聚焦透鏡6的一側(cè)安裝有激發(fā)熒光信號(hào)的激光器7，自聚焦透鏡6的另一側(cè)安裝有光纖檢測(cè)器8，光纖檢測(cè)器8的輸出端與信號(hào)處理分析顯示用的計(jì)算機(jī)9相連，如圖1 所示。本發(fā)明采用至少二個(gè)自聚焦透鏡6，其安裝結(jié)構(gòu)如圖2、3所示，所述的基片1上、靠近主流道2出口端設(shè)有對(duì)稱(chēng)設(shè)有與主流道2相貫通的激光光線入射通道10和光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道11，所述的激光光線入射通道10與主流道2貫通處以及光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道11與主流道2貫通處分別安裝有一個(gè)自聚焦透鏡6，自聚焦透鏡6的形狀與流道結(jié)構(gòu)相配，可為方形或圓形。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，它包括加工有微流體的基片(1 )，所述的基片(1)上設(shè)有主流道(2 )，所述的主流道(2 )的進(jìn)口端連接有多個(gè)反應(yīng)溶液通道(3 )，每個(gè)反應(yīng)溶液通道(3)通過(guò)連接管及微泵與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溶液瓶(4)相連通，其特征是所述的主流道(2 )的出口端設(shè)有微反應(yīng)室(5 )，微反應(yīng)室(5)中安裝有方形自聚焦透鏡(6)，自聚焦透鏡(6)的一側(cè)安裝有激發(fā)熒光信號(hào)的激光器(7)，自聚焦透鏡(6)的另一側(cè)安裝有光纖檢測(cè)器(8)，光纖檢測(cè)器(8)的輸出端與信號(hào)處理分析顯示用的計(jì)算機(jī)(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述的基片 (1)上、靠近主流道(2)出口端設(shè)有對(duì)稱(chēng)設(shè)有與主流道(2)相貫通的激光光線入射通道(10) 和光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道(11)，所述的激光光線入射通道(10)與主流道(2)貫通處以及光纖檢測(cè)器檢測(cè)通道(11)與主流道(2 )貫通處分別安裝有一個(gè)方形自聚焦透鏡(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述的基片(1)為采用微細(xì)加工的方法制造的玻璃、硅片或塑料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述的主流道(2)和反應(yīng)溶液通道(3)采用LIGA、微銑、光刻或激光加工成形。
全文摘要
一種基于自聚焦透鏡的微流體檢測(cè)系統(tǒng)，它包括加工有微流體的基片(1)，所述的基片(1)上設(shè)有主流道(2)，所述的主流道(2)的進(jìn)口端連接有多個(gè)反應(yīng)溶液通道(3)，每個(gè)反應(yīng)溶液通道(3)通過(guò)連接管及微泵與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溶液瓶(4)相連通，其特征是所述的主流道(2)的出口端設(shè)有微反應(yīng)室(5)，微反應(yīng)室(5)中安裝有方形自聚焦透鏡(6)，自聚焦透鏡(6)的一側(cè)安裝有激發(fā)熒光信號(hào)的激光器(7)，自聚焦透鏡(6)的另一側(cè)安裝有光纖檢測(cè)器(8)，光纖檢測(cè)器(8)的輸出端與信號(hào)處理分析顯示用的計(jì)算機(jī)(9)相連。本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確快速。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102507528SQ201110394490
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者于航, 劉尊亮, 吳蕓, 朱琳, 朱紀(jì)軍, 鄧文鳳 申請(qǐng)人:徐州雷奧醫(yī)療設(shè)備有限公司