[发明专利]高通量菌落检测芯片、检测系统和检测方法

说明书

技术领域

本申请属于生化、医药和食品安全检测领域，特别涉及一种高通量菌落检测芯片、检测系统和检测方法。

背景技术

菌落总数是指在一定条件下(如需氧情况、营养条件、pH、培养温度和时间等)每克(每毫升)样品生长出来的细菌菌落数量。水中菌落总数的测定是水质监测的一项重要指标，它直接反应水的细菌污染程度，人工游泳池水、生活饮用水等都需要对菌落总数进行检测。奶制品，碳酸饮料，以及成品啤酒的一个重要的微生物指标就是菌落总数,其反映了奶制品，碳酸饮料，以及啤酒的细菌污染程度。

国内检测部门通常采用传统的平板计数法检测菌落总数,即37℃恒温培养48h。存在着如下几方面的缺陷:操作繁琐,测试周期长,检测结果对实际生产的质量控制没有太大的意义。

ATP(Association of Tennis Professional)腺嘌呤核苷三磷酸是生物能量的主要来源,普遍存在于所有活的生物体中。

目前市场上已有用于ATP生物发光的检测试剂盒，试剂用量大；检测需要相关的精密仪器配套使用，仪器的购买、使用及维护成本高；在操作过程中不能实现在线检测，增加了人为因素，降低了检测准确度。微流控芯片技术是一种在微尺度空间中对流体进行操控的科学技术。应用微流控技术将混合、反应和检测等基本功能集成到一个十几平方厘米的芯片上，较少试剂消耗量，降低了试样成本，减少了环境污染。与光检测模块连用，实现在线检测，减少了人为因素，大大缩短了检测时间，增加了检测准确度。

其中微流控技术的一个难题是通道中的流体力。由于通道尺寸减小，流体的流动阻力增加，需要更大的推力。可以采用微泵，但是体积小且功能适合的微泵价格昂贵；也可以使用注射泵和恒压泵，但是这必然会造成试剂的浪费，不适用于微量进样，因此失去了微流控技术的优越性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量菌落检测芯片、检测系统和检测方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种高通量菌落检测芯片，包括基材、以及分布于所述基材上的至少一个检测单元，每个所述检测单元包括沿第一方向依次设置的第一混合反应槽、第二混合反应槽和检测池，所述第一混合反应槽具有ATP提取液进样口和菌液进样口，所述第二混合反应槽具有酶溶液进样口，所述第一混合反应槽和第二混合反应槽之间设有S型微通道阀，所述第二混合反应槽与所述检测池连通。

优选的，在上述的高通量菌落检测芯片中，所述第二混合反应槽与检测池之间通过微通道连通，所述微通道的截面积小于所述混合反应槽的截面积。

优选的，在上述的高通量菌落检测芯片中，所述微通道包括至少一个U形的弯折部。

优选的，在上述的高通量菌落检测芯片中，所述基材为圆形，其圆心位置开设有离心孔，所述检测单元分布于所述离心孔四周，所述第一方向位于所述基材的直径方向，且自圆心向外延伸。

优选的，在上述的高通量菌落检测芯片中，所述芯片包括环形阵列于所述离心孔四周的多个独立的检测单元。

优选的，在上述的高通量菌落检测芯片中，所述基材包括叠加的固定层和PMMA流道层，所述检测单元形成于所述固定层和PMMA流道层之间。

相应的，本申请公开了一种高通量菌落检测系统，包括：

离心机；

所述的高通量菌落检测芯片，支撑于所述离心机上并可被所述离心机带动旋转；

光检测模块，检测检测池内的光信号，并将该光信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，对光信号进行处理并输出荧光强度。

相应的，本申请还公开了一种高通量菌落检测方法，提供权利要求7所述的检测系统，包括步骤：

(1)、从ATP提取液进样口、菌液进样口、酶溶液进样口分别注入ATP提取液、菌液和酶溶液；

(2)、将芯片固定在离心机上，在第一转速下使得菌液和ATP提取液在第一混合反应槽内混合，所述第一转速满足混合液无法突破S形微通道阀；

(3)、提高转速至第二转速，使得混合液从S形微通道阀进入第二混合反应槽，并与第二混合反应槽内的酶溶液混合反应；

(4)、提高转速至第三转速，混合溶液进入检测池；

(5)、对检测池进行定位检测，测其荧光强度；

(6)、以ATP浓度的对数值为横坐标，荧光强度的对数值为纵坐标，绘制ATP标准曲线，确定其最低检出限，利用ATP含量与细菌数成正比这一原理,推算出菌落总数。