[发明专利]一种用于作物病害孢子检测的集成微流控芯片系统

说明书

本发明公开一种用于作物病害孢子检测的集成微流控芯片系统，微流控芯片的进样通道、气体混合通道、游离孢子分离通道以及游离孢子富集板块从左至右依次串联，在游离孢子分离通道进口端的前侧方设有与外部气流相通的恒流净化通道，游离孢子分离通道的后侧壁水平横截面的轮廓线是抛物线形状、前侧壁是平板形，恒流净化通道中的气流作用于游离孢子分离通道进口端，不同质量的孢子在相同恒力作用下以不同的加速度向游离孢子分离通道的后侧壁方向做不同轨迹的抛物线形的运动；暗盒内的顶部设置前后方向布置的滚珠丝杆，滚珠丝杆通过螺母组件的下端固定连接摄像头，摄像头悬置于游离孢子富集板块的正上方，可针对空气真菌的现场快速检测分析。

技术领域

本发明涉及作物病害检测和微流控检测领域，具体是一种用于作物病害孢子检测的微流控芯片系统。

背景技术

作物真菌性病害和细菌性病害是引起作物组织坏死、腐烂、萎蔫、灼伤、溃疡、组织增生等病害症状的病原菌。真菌孢子是真菌的主要繁殖器官，孢子在适宜条件下发芽，形成菌丝而进行分裂繁殖，当外界环境不适宜时，可以呈休眠状态而生存很长时间；细菌孢子为细菌在恶劣环境下所生成，由于细菌孢子的环境抗性很强，它们具有高度传播性，当环境适宜的时候，细菌孢子就会发芽。因此，检测空气中游动孢子的种类和含量能为预测作物病害提供基础数据。

微流控芯片具有体积小、反应迅速、精确及试剂消耗量的优点。中国发明专利申请号为201510275959.0的文献中公开了一种用于捕获空气中真菌孢子的微流控芯片，其特点是芯片内含有气体流动通道和孢子截留通道，呈辐射状排列，汇聚于芯片中央的抽气孔，与往复泵相连接，并能够通过与微流控芯片结合进行分子生物学分析；但是孢子种类分离环节步骤繁琐，需另设培养基洗脱芯片管道中的真菌孢子，使得后续数据处理较为困难。

发明内容

本发明的内容是针对目前空气包子检测技术存在的缺陷，提出的一种用于作物病害孢子高精度检测的集成微流控芯片系统，具备样本微混合和游离孢子的分离以及分集功能，并能实时观测到孢子的富集状况，快速、便携且自动化程度高。

本发明一种用于作物病害孢子检测的集成微流控芯片系统采用的技术方案是：本发明设有一个暗盒，微流控芯片水平放置于暗盒内部，微流控芯片由进样通道、气体混合通道、恒流净化通道、游离孢子分离通道以及游离孢子富集板块组成，进样通道、气体混合通道、游离孢子分离通道以及游离孢子富集板块从左至右依次串联，在游离孢子分离通道进口端的前侧方设有与外部气流相通的恒流净化通道，游离孢子分离通道的后侧壁水平横截面的轮廓线是抛物线形状、前侧壁是平板形，恒流净化通道中的气流作用于游离孢子分离通道进口端，给进入游离孢子分离通道的孢子群提供一个向后方的恒定气流吹力，不同质量的孢子在相同恒力的作用下以不同的加速度向游离孢子分离通道的后侧壁方向做不同轨迹的抛物线形的运动；暗盒内的顶部设置前后方向布置的滚珠丝杆，滚珠丝杆通过螺母组件的下端固定连接摄像头，摄像头悬置于游离孢子富集板块的正上方且能沿滚珠丝杆前后移动，摄像头经信号线连接于控制器。

进一步地，暗盒内部设有电机传动装置，滚珠丝杆同轴连接电机传动装置，电机传动装置通过控制线连接控制器。

进一步地，摄像头在多个游离孢子富集板块的正上方前后移动，在每个游离孢子富集板块上均匀涂有凡士林，游离孢子富集板块的出口端连接位于暗盒外部的微型风扇，微型风扇通过控制线连接控制器。

本发明与已有方法和技术相比，具有如下优点：

（1）本发明具有操作简单的特点，只需开动微型风扇、微型逆流风机以及内置摄像头持续工作即可自动检测，通过内置摄像头实时观测到孢子的富集状况，具有快速、便携且自动化程度高的优点，可用于针对空气真菌的现场快速检测分析。

（2）本发明的芯片中分为五个独立的通道，可同时对空气中各个方向的气体进行精确的含量检测。