[发明专利]一种基于超声波裂解的比色反应微流控快速检测设备

说明书

一种基于超声波裂解的比色反应微流控快速检测设备，包括超声波发生系统、加热系统、图像采集分析系统以及带有超声振动传导膜的微流控芯片，超声波发生系统包括超声波发生器、超声波换能器和变幅杆，变幅杆的末端与微流控芯片的传导膜之间形成接触耦合，超声波发生器产生的超声频通过超声波换能器产生机械振动，超声波能量通过与变幅杆接触耦合的传导膜传导给微流控芯片的裂解腔内的细胞样本溶液，使细胞样本溶液发生非接触式超声裂解，裂解后样本进入微流控芯片的反应腔室进行反应，图像采集分析系统采集反应溶液的图像，根据预先的色相值标定，实现对检测指标的定量化检测。本发明可实现高通量、无污染、易操作的核酸检测，大大提高检测的效率与检测精度。

技术领域

本发明涉及医学检测技术，特别是涉及一种基于超声波裂解的比色反应微流控快速检测设备。

背景技术

微型全分析系统(Miniaturized Total Analyze Systems,μTAS)这一概念由Manz和Widmer于20世纪90年代首次提出以来，微流控技术在环境监测、医学诊断、生化分析等领域逐渐发展起来。以微流控技术为基础的微流控芯片(Lab on a chip)由于其自身高表面体积比、分析时间短、系统封闭、样品用量少等优点，掀起一阵科研热潮，为资源有限的环境下的快速检测提供了一种良好的解决方案。

当今，无需对样本进行复杂前处理的即时检测比如测血糖，验孕等已经得到了广泛应用，但对于类似于核酸检测等需要复杂前处理的检测，相关的即时检测设备仍需开发研制。对于需要对动物细胞或细菌、病毒结构进行裂解处理的技术，目前常用的方法有：化学试剂裂解法、生物酶融解法、机械研磨法、超声波裂解法，其中超声波裂解法有着裂解效率高、通用性好、易于集成控制的优点，得到广泛的研究与应用。

人类历史上爆发过多次传染病疫情。随着全球化不断发展，局部地区爆发的疾病很可能会快速演变成为全球大流行。核酸检测则是控制疫情蔓延的重要手段，但由于操作的复杂性，其应用往往限制在条件完善的实验室中，进而导致了在面对突发传染病时经常会出现检测能力不足的现象。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种基于超声波裂解的比色反应微流控快速检测设备，旨在利用超声波裂解方法将复杂的样本前期处理结合到微流控芯片上，实现基于原始细胞样本溶液输入的快速检测。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于超声波裂解的比色反应微流控快速检测设备，包括超声波发生系统、加热系统、图像采集分析系统以及带有超声振动传导膜的微流控芯片，所述超声波发生系统包括超声波发生器、超声波换能器和变幅杆，所述超声波发生器通过所述超声波换能器耦合到所述变幅杆，检测时，所述变幅杆的末端与所述微流控芯片的所述传导膜之间形成接触耦合，所述超声波发生器产生的超声频通过所述超声波换能器产生机械振动，超声波能量通过与所述变幅杆接触耦合的所述传导膜传导给所述微流控芯片的裂解腔内的细胞样本溶液，使细胞样本溶液发生非接触式超声裂解，裂解后样本进入所述微流控芯片的反应腔室内在反应酶和加热系统加热的作用下进行反应，产生相应的颜色变化，所述图像采集分析系统采集反应溶液的图像，根据预先的色相值标定，实现对检测指标的定量化检测。

进一步地：

还包括可升降装夹平台，所述装夹平台位于所述变幅杆上方，所述微流控芯片装夹在所述装夹平台上，所述装夹平台下移时所述微流控芯片与所述变幅杆接触耦合而产生预紧力。

所述加热系统包括位于所述装夹平台上方的所述可升降平台和安装在所述可升降平台上的加热板，所述加热板用于在所述可升降平台的驱动下贴近所述微流控芯片上表面，对所述微流控进行非接触式加热；优选地，所述加热系统还包括温度传感器以便控制加热温度。