[实用新型]一种基于微流控芯片的细菌快速检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及分子生物监测技术领域，具体涉及细菌检测装置主体。

背景技术

PCR是在体外实现DNA扩增的过程，通过聚合酶和特定设计的引物，可以从样本的DNA序列中复制出“标志性”的特异片段，并可使特异片段的数量扩增达109倍。

使用毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）对DNA片段按照片段尺寸进行分离，检测具有特定长度的特异片段。CE是在毛细通道中进行的电泳，用电场驱动DNA分子，同时利用筛分介质与DNA分子的相互作用，使不同长度的DNA片段产生电泳速度差，达到检测DNA片段长度的目的。CE通常可用较高的分离电压，在较短时间内就可以完成分离。

常规基因分析的操作流程比较繁琐，通常需要使用如离心机、温度循环仪、平板凝胶电泳仪、荧光成像分析仪或毛细管电泳仪等一系列设备，这对实验室的硬件条件和实验人员的操作水平都提出了比较高的要求，也不易降低检测过程中发生的试剂和人工成本。并且，样品在多个设备间转移，增加了操作失误和样品污染的可能性。

随着微全分析系统（μTAS）的概念被提出，分子生物检测的发展进入了新的阶段。微全分析系统以微流控技术为基础，促进了分析检测设备的小型化、集成化和自动化，不仅可以降低设备的购置成本、试剂成本和人工操作成本，也为检测监控的实时化和现场化提供了技术途径。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于微流控芯片的细菌快速检测装置，以解决上述技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于微流控芯片的细菌快速检测装置，包括一细菌检测装置主体，细菌检测装置主体包括温控模块、荧光检测模块、电源驱动模块、数据处理与控制模块，所述温控模块、荧光检测模块、电源驱动模块均连接所述数据处理与控制模块，其特征在于，所述细菌检测装置主体设有一芯片插口，所述芯片插口内安装有一微流控芯片，所述微流控芯片由上层基板和下层基板键合封接而成；

所述下层基板包括一PCR反应通道、一CE分离通道，所述PCR反应通道与所述CE分离通道的端口均设有用作试剂池的凹槽；

所述上层基板包括一用于填充试剂和安置电极的孔，所述孔的位置与所述下层基板的凹槽位置相对应。

本实用新型将PCR和CE集成在微流控芯片上，适用于细菌检测，取消了PCR与CE之间的人工操作环节，提高了分析过程的自动化程度和工作效率。PCR配合CE进行细胞、细菌和病毒的检测，具有特异性强、灵敏度高、速度快的优点。不仅利用了PCR和CE的固有优点，而且进一步提高分析效率，简化操作，提高检测装置的自动化程度，为细菌的快速检测、疾病的大规模筛查和快速诊断提供技术支持。

温控模块用于对PCR反应通道加温与控温的，所述温控模块设置于所述微流控芯片上；

所述温控模块包括用于改变PCR反应通道的温度的半导体温控片，还包括用于测量PCR反应通道的温度的温度传感器；所述温控模块与一数据处理和控制模块相连。

温度传感器，将温度转换为电信号。电信号传输到数据处理和控制模块，按照预先设定的算法由温度的电信号产生半导体温控片的反馈控制信号，使得温控片能够保持PCR反应通道处于恒定的设定温度。

所述半导体温控片贴合在所述微流控芯片的单面或两面。

所述半导体温控片贴合在所述微流控芯片的单面时，所述半导体温控片的数量为2～3个，温控片的排列方向与PCR反应通道的直线部分的排列方向垂直。每一个温控片都横跨PCR反应通道的所有直线部分，PCR反应通道的每一个直线部分都被所有温控片加热成为温度不同的几个温度区，用于PCR反应的变性、延伸和退火。

荧光检测模块用于采集CE分离通道荧光信号的，所述荧光检测模块连接所述数据处理与控制模块，所述数据处理模块连接显示与接口模块；

所述荧光检测模块包括激发光源，光学传输单元、光电检测器，所述激发光源的照射范围覆盖所述CE分离通道。

激发光源产生较窄光谱带宽的激发光，并照射CE分离通道上的检测窗口，激发含有荧光分子的DNA片段发出荧光。光学传输单元用于传输激发光和收集荧光，并滤除波长等于小于激发光的散射光。光电检测器将荧光信号转换成电信号，传输到数据处理和控制模块。

激发光源可以是发光二极管、激光二极管、宽谱带光源与窄带滤光片的组合等。

光学传输单元可以是自由空间、光波导（例如光纤）和透镜。