[实用新型]一种微流控芯片测温成像装置

说明书

本实用新型提供了一种微流控芯片测温成像装置，包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。该方案采用近红外激光束照射上转换纳米颗粒的方法，再通过光学成像的手段收集上转换纳米颗粒发出的光，获得微流控芯片一定空间范围内的温度分布情况，不需要接触微流控芯片，避免对微流控芯片的影响。

技术领域

本实用新型涉及的是用于微流控芯片领域，对微流控芯片进行非接触式的测温成像装置，得到微流控芯片内部局域范围内的温度分布，为分析微流控芯片通道内的物理、化学反应过程提供依据。

背景技术

微流控（Microfluidic）芯片由于具有高度集成性，可在一张芯片上完成采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等多种功能特点，因此又被称为微型全分析系统。目前微流控技术已经应用于高效筛选、环境监测、临床监测、空间微生物、现场分析、高效测序等领域。微流控通道中的局域温度的变化，揭示着通道中发生的物理、化学反应过程。由于微流控芯片尺寸很小，通道的直径多为数十到数百微米，因此对于温度探测的空间分辨率有着很高的要求。传统的红外温度成像仪的温度成像空间分辨率较低，无法分辨毫米尺度以下两个位置的温度区别。因此亟需一种不接触又能能对微流控芯片进行温度监控的技术。

发明内容

本方案针对上述的不足，提供了一种微流控芯片测温成像装置的技术方案，该方案采用近红外激光束照射上转换纳米颗粒的方法，再通过光学成像的手段收集上转换纳米颗粒发出的光，获得微流控芯片一定空间范围内的温度分布情况，不需要接触微流控芯片，避免对微流控芯片的影响。

本方案是通过如下技术实现的：一种微流控芯片测温成像装置，包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。近红外激光源发出的近红外激光束被半反半透镜反射到微流控芯片上，微流控芯片上的上转换纳米颗粒发出光线经过透镜的收集并穿过半反半透镜，再经过滤光片组之后进入相机成像，成像后可以存储到计算机上，有温度监控装置，可以监控近红外激光源的温度，避免温度过高，改变了壳体内的空气密度，使得光线发生折射。

上转换发光性质的纳米颗粒，在外界的近红外激光束照射下，纳米颗粒能够发出可见光，且纳米颗粒的发光性质随着颗粒温度的变化而改变，所以可以获得纳米颗粒所处位置的温度变化信息。

近红外激光源的激光束与半反半透镜成45度角设置。这样可以使近红外激光束反射后，经过物镜照射到微流控芯片上，近红外激光源发射的近红外线为980nm波长的近红外线。此激发波段对生物组织损伤小，不会影响到微流控芯片通道中可能存在的生物细胞、蛋白分子的活性，并且近红外波长也不会激发通道中可能存在的荧光物质。

上转换纳米颗粒为镱(Yb3+)、铒(Er3+)共掺杂的氟化钇钠（NaYF4）晶体颗粒。将NaYF4：Yb3+，Er3+纳米颗粒、PDMS、固化剂按实际使用需要的重量比例混合均匀，在真空条件下除去混合物中的气体，然后用来制备具备一定功能的微流控芯片，这样上转换纳米颗粒就分布在微流控芯片的片基中。