[發(fā)明專利]一種尺寸范圍廣的顆粒檢測裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011330230.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112378827A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志堅;王賽杰;衛(wèi)錦濤;范子笑;王峰;殷藝;武森;潘新祥
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N15/10;G01N27/02;B01L3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜威威;李洪福

本發(fā)明公開了一種尺寸范圍廣的顆粒檢測裝置，屬于顆粒檢測技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括對顆粒進行檢測的檢測芯片、對所述檢測芯片檢測顆粒后產(chǎn)生的電信號進行放大的信號放大模塊、對所述信號放大模塊放大后的信號進行采集并對不同大小的顆粒分別進行計數(shù)的信號采集與分析模塊；檢測芯片通過ITO導(dǎo)電玻璃襯底與PDMS微控流芯片鍵合構(gòu)成；ITO玻璃襯底設(shè)置有作為驅(qū)動電極的ITO驅(qū)動電極組和作為檢測電級的ITO檢測電極組；ITO驅(qū)動電極組通過接口Ⅰ與外部電源相連接；基于阻抗脈沖傳感檢測技術(shù)，利用流動慣性升力，同時采用顆粒“穿過檢測口”和“不穿過檢測口”兩種模式，實現(xiàn)了對寬尺寸范圍顆粒的精確檢測，使用本發(fā)明提供的裝置，能夠精確檢測到0.5～50μm區(qū)間范圍內(nèi)的顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微通道內(nèi)顆粒檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種尺寸范圍廣的顆粒檢測裝置。

背景技術(shù)

在環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)藥、機械工程等領(lǐng)域，實現(xiàn)樣品中目標(biāo)物顆粒的準(zhǔn)確計數(shù)具有重要意義。目前常用的檢測手段主要以阻抗脈沖傳感(RPS)檢測技術(shù)為主。該技術(shù)是指，在檢測口兩端施加一個直流或交流電場后，當(dāng)顆粒流經(jīng)檢測口時，會引起檢測口兩端的電壓差發(fā)生突變，通過采集該突變電壓差信號，便可以實現(xiàn)對顆粒的檢測。其中，信號幅值與顆粒尺寸相關(guān)，信號數(shù)量與顆粒數(shù)量一致。

阻抗脈沖傳感(RPS)檢測技術(shù)有顆粒穿過檢測口和顆粒不穿過檢測口兩種形式。對于顆粒穿過檢測口的形式，如果檢測口過小，則其容易被較大尺寸顆粒堵塞，如果檢測口過大，又無法檢測較小尺寸顆粒；對于顆粒不穿過檢測口的形式，如檢測口過小，則其對較大顆粒的辨識能力降低，如檢測口過大，對小尺寸顆粒不敏感。由于以上矛盾的出現(xiàn)，導(dǎo)致目前已有的顆粒檢測技術(shù)僅能實現(xiàn)對較窄尺寸范圍的顆粒進行準(zhǔn)確檢測。但是現(xiàn)實中的各種生物化學(xué)樣品往往擁有較大的尺寸分布范圍。

當(dāng)使用鞘液將顆粒溶液擠壓在通道的某一側(cè)時，不同尺寸的顆粒會在流動慣性升力的作用下發(fā)生不同程度的橫向位移，具體表現(xiàn)為尺寸較小的顆粒更加靠近通道壁，尺寸較大的顆粒更加靠近通道中心。

發(fā)明內(nèi)容

目前的顆粒檢測技術(shù)僅能實現(xiàn)對較窄尺寸范圍顆粒的精確檢測，對于寬尺寸范圍的顆粒，往往需要對檢測信號進行復(fù)雜的后期處理，并且無法實現(xiàn)實時在線觀測，本發(fā)明公開了一種尺寸范圍廣的顆粒檢測裝置，包括：

對顆粒進行檢測的檢測芯片、對所述檢測芯片檢測顆粒后產(chǎn)生的電信號進行放大的信號放大模塊、對所述信號放大模塊放大后的信號進行采集并對不同大小的顆粒分別進行計數(shù)的信號采集與分析模塊；

所述檢測芯片通過ITO導(dǎo)電玻璃襯底與PDMS微控流芯片鍵合構(gòu)成；

所述ITO玻璃襯底設(shè)置有作為驅(qū)動電極的ITO驅(qū)動電極組和作為檢測電級的ITO檢測電極組；

所述ITO驅(qū)動電極組通過接口Ⅰ和接口Ⅱ與外部電源相連接；

所述ITO驅(qū)動電極組包括ITO驅(qū)動電極正極和ITO驅(qū)動電極負極；

所述ITO檢測電極組通過接口Ⅲ和接口四Ⅳ與所述信號放大模塊相連接；

所述ITO檢測電極組包括ITO檢測電極正極和ITO檢測電極負極；

所述ITO驅(qū)動電極組和所述ITO檢測電極組均延伸至ITO玻璃襯底的邊緣；

所述PDMS微流控芯片一面設(shè)置有凹刻的微通道；

所述微通道包括用于混合顆粒與鞘液的主枝通道、引導(dǎo)顆粒進入主枝通道的顆粒側(cè)枝通道、用于引導(dǎo)鞘液進入主枝通道的鞘液側(cè)枝通道、用于引導(dǎo)小顆粒流出的檢測側(cè)枝通道；

所述顆粒側(cè)枝通道、所述鞘液側(cè)枝通道和所述檢測側(cè)枝通道一端均與所述主枝通道相連通；

所述顆粒側(cè)枝通道、所述鞘液側(cè)枝通道、所述檢測側(cè)枝通道、和主枝通道的另一端分別設(shè)有顆粒進口井、鞘液進口井、小顆粒出口井和大顆粒出口井；