[發明專利]一種基于微流控芯片的船舶壓載水快速檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201611039356.1
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106770085B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王俊生;王偉
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種基于微流控芯片的船舶壓載水快速檢測裝置及檢測方法，所述裝置包括平臺、分離組件、樣品前處理組件、光激發組件、光檢測組件和數據處理組件，所述分離組件由多層微流控芯片鍵合而成，各層微流控芯片之間充分鍵合。本發明通過三層或多層微流控芯片，針對物質粒徑的大小，在不同層設置不同的微柱間隙，可以通過三層或多層微流控芯片，進行快速的分離。在每層都有檢測區域，能夠對分離完的物質進行及時檢測，實現了對樣品中的物質快速的分離與檢測。本發明將樣品放入樣品前處理組件，樣品前處理組件進行粗過濾后，將較大尺寸的物質進行了過濾和提純，從而防止了微通道的堵塞。

技術領域

本發明涉及船舶壓載水中微藻的檢測技術，特別是一種基于微流控芯片的船舶壓載水快速檢測裝置及方法。

背景技術

船舶壓載水是海洋生物入侵的主要危害之一，外來的海洋生物入侵會導致當地的生態系統被破壞，主要包括對工業，農業以及對人類的身體健康造成危害。在《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》中規定了船舶排放時的壓載水性能應滿足標準。其中重要的一項就是船舶壓載水中存活的不同生物尺寸的濃度，然而微藻細胞是船舶壓載水中最常見的生物，也是現在應該處理和檢測的主要目標之一。

目前，流式細胞儀(flow cytometry，FCM)是對高速直線流動的細胞或生物微粒進行快速定量測定和分析的儀器，也適用于熒光樣品的檢測和分析，主要包括樣品的流動技術、細胞的計數和分選技術，計算機對數據的采集和分析技術等。流式細胞儀以流式細胞術為理論基礎，是流體力學、激光技術、電子工程學、分子免疫學、細胞熒光學和計算機等學科知識綜合應用的結晶。其特點是：測量速度快、被測群體大、可進行多參數測量，在生物、醫學領域應用廣泛。但是該儀器體積龐大、價格昂貴，不能集成便攜，也不利于廣泛應用。

針對以上的問題，人們提出了基于微流控芯片的便攜式流式細胞儀，微流控芯片(microfluidic chip)技術將預處理、反應、分離和檢測等單元集成到單個芯片內，具有集成度高、體積小等特點，代表了微型化儀器發展的方向。

中國專利201310491678.X公開的《一種基于微流控芯片的便攜式熒光檢測裝置及其檢測方法》和201410249765.9公開的《一種船舶壓載水處理過程的分析裝置及其分析方法》都屬于基于微流控芯片的便攜式流式細胞儀。

但是，上述專利都是基于單層微流控芯片技術的，單層微流控芯片對微藻細胞或微粒的分離檢測所能達到的效果有限，尤其在單層微流控芯片上對不同尺寸的細胞或微粒的進行分離時，由于微粒或細胞的的尺寸不同，單層微流控芯片上的微通道很容易被大的微粒或細胞堵住，導致微流控芯片不能正常工作，從而影響對船舶壓載水的檢測的結果，除此之外，當樣品中所含有的物質復雜時，單層微流控芯片的作用受到很大局限，很難滿足達到分離和檢測一體化的需求。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種能夠防止微流控芯片微通道堵塞并能實現分離和分析一體化的、集成度高的、免標記的用于現場快速測量的一種基于微流控芯片的船舶壓載水快速檢測裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種基于微流控芯片的船舶壓載水快速檢測裝置，包括平臺、分離組件、樣品前處理組件、光激發組件、光檢測組件和數據處理組件，所述平臺為暗室結構，分離組件和光檢測組件固定在平臺內，所述分離組件分別與樣品前處理組件、光檢測組件和光激發組件連接，所述光檢測組件與數據處理組件連接；

所述的樣品前處理組件包含濾網，用于樣品的前處理和提純，經過處理的樣品通過微管進入分離組件；

所述分離組件由多層微流控芯片鍵合而成，各層微流控芯片之間充分鍵合；第一層微流控芯片上設置樣品槽、鞘液槽、混合液通道、分離槽、檢測通道和廢液儲液槽，中間各層微流控芯片設置立方體陣列區、分離槽、檢測通道和廢液儲液槽，最底下一層微流控芯片設置立方體陣列區、檢測通道和廢液儲液槽，且相鄰兩層微流控芯片的上層立方體陣列區的微柱間隔大于下層立方體陣列區的微柱間隔。