[发明专利]一种微流控亚硝酸盐浓度检测芯片及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于微流控亚硝酸盐浓度检测芯片、检测系统和方法，包括芯片层和盖片层，所述盖片层上设有微泵接口与芯片层相通，所述芯片层上设有进样口、流道、初级反应池以及显色反应池。所述流道连通进样口、初级反应池和显色反应池，所述初级反应池中滴亚硝酸盐反应对氨基苯磺酸溶液试剂，所述显色反应池内存储发生化学反应的盐酸萘乙二胺溶液试剂。本发明使用微流控芯片作为反应载体。装置轻巧便携，用微量试剂即可完成检测分析；具有广阔的功能拓展前景，可耦合多项检测，例如农药残留含量分析；且采用自动分析，精度高。

技术领域：

本发明涉及微流控芯片检测领域，具体涉及一种适用于微流控芯片的图像视觉浓度检测系统和方法。

背景技术：

微流控芯片中溶液成分浓度的检测一直是微流控技术的重点和难点之一，目前，芯片中的微流体多采用光学的、电化学的、电磁的等单一或联合技术进行检测，一方面由于芯片流道狭小，造成宏观检测元件难以置入，检测器件的微型化也因为光刻工艺流程多、设计困难、加工难度大，微型检测器件到目前为止还处在研究过程中，且价格昂贵；另一方面由于流体体积微量或超微量、给检测的难度以及检测精度带来了更高的要求，这些检测方法目前仍存在着诸多的技术难题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种效率高、检测精确度高的基于图像视觉的微流控芯片浓度检测系统和检测方法。

一种微流控检测芯片，包括芯片层和盖片层，所述芯片层上设有进样孔、流道，初级反应池以及显色池。所述进样口、初级反应池、显色反应池和微泵接口由流道相连通。所述的微流控检测芯片，所述盖片层上设有与芯片层相通的微泵接口，用于连接微泵以驱动待检测溶液进样。所述芯片层设有进样口，待测溶液可以通过该进样口进样。

优选的，所述初级反应池的面积为70～80mm²的多边形孔；进一步优选为75mm²；所述多边形孔的深度为1～5mm；进一步优选为3mm。

优选的，所述显色池反应池面积为50～70mm²的多边形孔；进一步优选为60mm²。所述多边形孔的深度为1～5mm；进一步优选为3mm。

优选的，所述流道宽度为0.5～1.5mm；进一步优选为1mm。

优选的，所述微流控亚硝酸盐检测芯片的宽度为10～20mm，长度为60～70mm。

针对显色反应的过程及原理，我们设计了微流控检测芯片。芯片由芯片层和透明盖片层组成：芯片层设计有微型反应池和微流道，用于分步实现待检测溶液检测；盖片层上设计有进样口。芯片层和盖片层键合组成检测芯片，保证流道内部密封。

一种微流控亚硝酸盐浓度检测系统，包括：实现亚硝酸盐与显色剂显色反应的微流控芯片，其为上述任一技术方案所述的微流控芯片；控制所述待检测溶液进样的驱动机构；检测显色结果的检测分析单元；用于保证光线一致性的密封的图像采集平台。

优选的，所述驱动机构为微型蠕动泵。

优选的，所述检测分析单元包括：对图像进行处理和计算的计算机。

优选的，所述图像采集平台包括：摄像头以及照明光源，所述摄像头固定在控制微流控芯片显色区正上方。

本公式计算显色值，从而量化判断待检测溶液的浓度。发明采用图像视觉的方法对显色反应结果进行分析从而得到待检测溶液浓度信息。在稳定光源下通过控制摄像头采集显色区图像。随后分析所得图像，首先进行颜色空间转换过滤掉多余的颜色信息，然后通过漫水填充算法，消除反应池周边的轮廓信息；随后对处理后的图片进行形态学滤波操作，消除反应池区域的细小噪声；最后找到轮廓并拟合最小轮廓找出其中心点，为保证检测的准确性，分割以轮廓中心点为质心的区域，逐点读取个像素值R、G、B值分别求平均值，得到图片的RGB，随后按照相应