[发明专利]微流控芯片的加热、温度检测与光学检测装置和方法

说明书

本发明提供了一种微流控芯片的加热装置，包括：发热体，其与所述微流控芯片的加热区域间设置预定距离；和聚焦器件，用于将所述发热体发出的热量聚焦到所述加热区。在此基础上，还提供了关于微流控芯片的加热、温度检测及光学检测装置和方法以及微流控芯片系统。本发明解决了微流控芯片在加热时存在的交叉污染与芯片结构损害的问题。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域。更具体地说，本发明涉及微流控芯片的加热、温度检测及光学检测装置和方法以及微流控芯片系统。

背景技术

由于体外诊断试剂的反应过程通常对温度要求比较高，在合适的温度范围内其反应活性最强，所以温度控制的好坏直接影响到检测的结果。传统检验设备在试剂反应过程中所用的温度控制方案以恒温包为主。该方案主要采用电阻式加热、半导体加热等方式，存在着如体积大且笨重、功耗高、成本高、达到恒温范围所需要时间长、故障率高等特点或不足。也有部分设备通过将加热模块触及微流控产品实现加热，由此导致检验设备中的检测模块易与加热模块产生干涉，为了避免干涉，可能要移动微流控产品的反应区或待反应的液体或卡条、载具等，从而容易带来温度偏差，增加温控难度与设备成本；此外，加热模块与微流控产品接壤容易产生应力导致形变，产生损伤，影响温控产品的可靠性与稳定性。因此传统的加热与温度控制方式就难以满足POCT或微流控产品关于成本低、体积小、检测速度快等的要求。

发明内容

如前所述，传统的微流控芯片加热方法存在着一系列难以解决的技术缺陷。因此，本发明的目的在于，针对于这些缺陷，提出相应的技术方案，解决引发前述缺陷的一系列问题，克服这些缺陷。

具体来说，本申请通过采用将发热体与加热区分离设置的方式，解决了微流控芯片在加热时存在的交叉污染与芯片结构损害的问题。进一步地，主要是通过聚焦传热的手段实现的，由此也进一步地提升了加热作业中的热量传递效率，实现了快速加热，便于实现对加热区的温度进行快速控制。

更具体地，本申请通过以下诸方面中的技术方案实现：

本申请的第一方面

第一方面提供了一种微流控芯片的加热装置，在一些技术方案中，所述加热装置，包括：

发热体，其与所述微流控芯片的加热区间设置预定距离，该预定距离被设置为所述发热体能够通过辐射与对流的方式将热量传递至所述加热区；和

聚焦器件，用于将所述发热体发出的热量聚焦到所述加热区。

在本方案中，通过所述聚焦器件将所述发热体的热量聚焦传递到所述加热区，构建了一种发热体与加热区分离设置的加热装置。该加热装置不仅能够避免发热体与加热区接触加热带来的交叉污染问题，还可以提升热量的传递效率，实现快速加热，便于实现对所述加热区的温度进行控制；此外，由于发热体与所述加热区分离设置，还能够减小微流控芯片加热装置的体积以及避免发热体与加热区接触时对微流控芯片或其他结构挤压造成的损害。

需要说明的是，本方案中，“发热体”主要是用于以辐射与对流的方式为加热区提供热量，“发热体”可以是自然光源，也可以是人造光源。自然光源可以是太阳光发出的光线，人造光源可以是发光二极管(红外线二极管)、气体放电灯、霓虹灯、白炽灯、卤钨灯等。

“加热区”主要指的是所述微流控芯片中反应池所在的区域或其他需要温育控制的区域，当然此处以列举方式提出的反应池与温育控制的区域不能视为对于本方案要求保护的“加热区”的限制，本领域技术人员以适当方式对其进行的一切改进都应当视为落入本发明的保护范围。

在一些技术方案中，所述聚焦器件可以是从自聚焦透镜、微透镜阵列、凸透镜和凹面镜中选取的一种或多种。

在一些技术方案中，当所述聚焦器件包括凹面镜时，所述发热体放置在凹面镜的焦点上。可以提升对热量的聚焦与传递效果。