[發明專利]一種用于海洋銅離子檢測的微流控生物邏輯門

有效

• 申請號: 202111325103.1
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114295606B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 尹彬灃;萬心華;錢長成;岳文凱
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N33/18;B01L3/00
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東;趙荔

1.一種用于海洋銅離子檢測的微流控生物邏輯門，其特征在于：其包括，

一價銅離子發生單元，所述一價銅離子發生單元用于將待檢測試劑和反應溶液在第一邏輯門反應通道內進行反應，將是否產生一價銅離子作為第一邏輯門的輸出信號；

抑制活性發生單元，所述抑制活性發生單元用于活性劑在第二邏輯門反應通道內與一價銅離子發生單元的混合溶液進行反應，將是否抑制活性劑的活性作為第二邏輯門的輸出信號；

控制顯色發生單元，所述控制顯色發生單元用于控制顯色溶液的輸出，將是否輸出控制開始反應或終止反應的控制溶液作為第三邏輯門的輸出信號；

總輸出單元，所述總輸出單元用于將第二邏輯門反應通道內的溶液和控制顯色溶液進行反應，將是否輸出顯色溶液或與標準樣品的顯色情況對比后的顯色深淺作為總輸出信號；

所述一價銅離子發生單元、抑制活性發生單元、控制顯色發生單元和總輸出單元均通過功能芯片本體實現相應功能，所述功能芯片本體朝下的一端設有信號輸出存儲池，所述信號輸出存儲池一端的功能芯片本體下側設有第二邏輯門存儲組件和第一邏輯門存儲組件，所述信號輸出存儲池另一端的功能芯片本體下側設有第三邏輯門存儲組件，所述第一邏輯門存儲組件包括設置在功能芯片本體朝下一端的待檢測試劑存儲池和反應溶液存儲池，所述第二邏輯門存儲組件包括設置在功能芯片本體朝下一端的活性劑存儲池，所述待檢測試劑存儲池與第一邏輯門反應通道的第一輸入端連通，所述反應溶液存儲池與第一邏輯門反應通道的第二輸入端連通，所述活性劑存儲池與第二邏輯門反應通道的第一輸入端連通，所述第一邏輯門反應通道的輸出端與第二邏輯門反應通道的第二輸入端連通，第二邏輯門反應通道的輸出端與信號輸出存儲池連通，所述第三邏輯門存儲組件包括設置在功能芯片本體朝下一端的第一控制溶液存儲池和第二控制溶液存儲池，所述第一控制溶液存儲池和第二控制溶液存儲池均與信號輸出存儲池連通，所述功能芯片本體下側連接有讀取芯片本體，所述讀取芯片本體朝上的一端設有能覆蓋信號輸出存儲池的反應存儲池；

運算單元，所述運算單元根據總輸出信號、第二邏輯門的輸出信號判斷第一邏輯門的輸出信號，實現海水中二價銅離子濃度是否超標的檢測；

當定義往反應溶液存儲池內加入反應溶液，輸入信號為1，無該反應溶液輸入信號為0；

定義往活性劑存儲池內加入活性劑，輸入信號為1，無該活性劑輸入信號為0；

定義往第一控制溶液存儲池內加入顯色液，輸入信號為1，無該顯色液輸入信號為0；

定義信號輸出存儲池內溶液顯色，輸出信號為0，不顯色，輸出信號為1；

觀察信號輸出存儲池內的溶液是否顯色，若不顯色輸出信號為1，顯色輸出信號為0，當不顯色時，反應溶液存儲池內的反應溶液和檢測試劑存儲池內的待檢測試劑構成邏輯與門，通過運算單元運算得到第一邏輯門通道的輸出信號為1，待檢測試劑的輸入信號為1，表明實際海水樣品中含有二價銅離子，當顯色時，第一邏輯門通道的輸出信號為0，通過運算單元運算得到第一邏輯門通道輸出端的輸出信號為0，第一邏輯門通道第一輸入端的輸入信號為0，說明沒有二價銅離子；

或者

當定義往反應溶液存儲池內加入反應溶液，輸入信號為1，無該反應溶液輸入信號為0；

定義往活性劑存儲池內加入活性劑，輸入信號為1，無該活性劑輸入信號為0；

定義往第一控制溶液存儲池內加入顯色液，輸入信號為1，無該顯色液輸入信號為0；

定義信號輸出存儲池內溶液顏色比檢測標準樣品時信號輸出存儲池內溶液的顏色淺，輸出信號為1，信號輸出存儲池內溶液顏色比檢測標準樣品時信號輸出存儲池內溶液的顏色深，輸出信號為0；

觀察信號輸出存儲池內的溶液是否顯色，若顯出的顏色比標準的顯色溶液淺，則總輸出單元輸出信號為1，運算單元運算得到第一邏輯門通道的輸出信號為1，此時反應溶液存儲池內加入有反應溶液，其輸入信號為1，通過運算單元得到待檢測試劑的輸入信號為1，表明該實際海水樣品中二價銅離子濃度高于標準樣品中的二價銅離子濃度，當顯出的顏色比標準的顯色溶液深，總輸出單元輸出信號為0，通過運算單元得到第一邏輯門通道第一輸入端的輸入信號為0，即實際海水樣品中二價銅離子濃度低于標準樣品中的二價銅離子濃度。