[发明专利]基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统，其特征在于：所述系统包括富集组件、微反应组件、通信组件和预警组件；

所述富集组件：用于抽吸待检测空间内的空气，通过结构件将空气中的病原体截留到滤膜上，再通过无核酸缓冲液溶解，从而使空气中的病原体被捕获到无核酸缓冲液中形成富集液；

所述微反应组件：用于抽吸富集液至微流控芯片板进行LAMP扩增，即进行特异性病原体核酸片段的扩增，使富集液分别与加入染料的反应体系试剂、未加入染料的反应体系试剂进行反应，并通过透明视窗展示富集液与加入染料的反应体系试剂反应的定性结果，通过光电设备采集富集液与未加入染料的反应体系试剂反应产生的沉淀浊度；

所述通信组件：用于接收光电设备采集的电信号，将电信号无线传输至远程服务器，接收远程服务器发送的反应定量检测结果和预警指令，并发送至显示装置、预警组件；所述远程服务器根据电信号计算沉淀浊度值和病毒浓度，根据病毒浓度与病原体目标曲线输出反应定量检测结果和预警指令；

所述预警组件：用于根据通信组件发送的预警指令发出声音和/或灯光报警信号；

所述富集组件包括抽气泵(3)，所述抽气泵(3)通过电磁阀和管路与位于富集仓(2)顶部的出气口(B)连接，所述富集仓(2)的底部设置有超声波震荡盘(4)，所述富集仓(2)的侧面设置有进气口(A)、进液口(D)和出液口(C)，所述富集仓(2)的内腔中设置有微孔滤膜(2.1)，所述微孔滤膜(2.1)由上层膜后网槽衬垫(2.2)和下层膜前收集网槽(2.3)包覆固定，所述进气口(A)通过电磁阀与进气装置(1)连接，所述进液口(D)通过电磁阀与第一定量注液装置(5A)、第二定量注液装置(5B)连接，所述出液口(C)与微流控芯片组件连接。

2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统，其特征在于：所述微反应组件包括从上向下依次设置的观察视窗(9)、微流控芯片板(6)、测温板(7)和控温板(8)，所述微流控芯片板(6)包括设置于中心的进样孔(6.1)，所述进样孔(6.1)的底部与富集组件的输出端连通，沿所述进样孔(6.1)的外围周向设置有若干个样品流动通道(6.2)，每一个样品流动通道(6.2)的尽头设置有一个微反应室(6.3)，所述观察视窗(9)与微反应室(6.3)对应位置设置有观察口(9.1)，所述观察口(9.1)下方设置有与病原体相对应的比对色卡(9.2)。

3.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统，其特征在于：所述第一定量注液装置(5A)和第二定量注液装置(5B)结构相同，均设置有底座(5.1)、推杆(5.2)和腔体(5.3)，所述推杆(5.2)和腔体(5.3)设置于底座(5.1)上，腔体(5.3)的一端与推杆(5.2)连通，另一端通过电磁阀与进液口(D)连通，所述第一定量注液装置(5A)的腔体(5.3)内设置有无核酸缓冲液，所述第二定量注液装置(5B)的腔体(5.3)内无液体，存放无菌无病毒处理过的空气。

4.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统，其特征在于：所述微流控芯片板(6)上的微反应室(6.3)分别设置于定性检测和定量检测两个区域内，位于定性检测区域内的微反应室(6.3)与观察口(9.1)相对，微反应室(6.3)的内腔中设置有加有染料的干粉状试剂，位于定量检测区域内的微反应室(6.3)的两端分别设置有LED发射端(6.4)和LED光接收端(6.5)，所述LED发射端(6.4)和LED光接收端(6.5)与通信组件电连接，微反应室(6.3)的内腔中设置有未加有染料的干粉状试剂。

5.根据权利要求4所述的基于微流控芯片的环境病原体快速检测与预警系统，其特征在于：所述通信组件包括A/D转换器、MCU和无线通信模块，所述A/D转换器用于接收LED发射端(6.4)和LED光接收端(6.5)的电信号，所述MCU用于通过无线通信模块将电信号无线传输至远程服务器，并通过无线通信模块接收远程服务器发送的反应定量检测结果和预警指令，将反应定量检测结果和预警指令发送至显示装置、预警组件。