[发明专利]一种结合交流-介电泳与库尔特计数的海洋微生物识别装置及方法

说明书

本发明涉及一种结合交流‑介电泳与库尔特计数的海洋微生物识别装置及方法，本发明通过施加不均匀电场，使微生物受到介电泳力的作用，并利用库尔特计数模块统计受正介电泳力的微生物数量和受负介电泳力的微生物数量，通过调节交流信号的频率，当受正介电泳力的微生物数量占全部微生物数量的50％，此时外加的交流信号频率为该微生物的特异性频率，进而建立海洋中各种微生物的特异性频率数据库。当对海洋中的微生物进行识别时，通过测量微生物的特异性频率，并与特异性频率数据库中的参数进行比对，实现对海洋中不同种类微生物的区分与识别。本发明技术方案解决了现有海洋微生物检测设备及方法存在设备体积庞大、操作复杂、耗时、无法现场检测等问题。

技术领域

本发明涉及海洋微生物识别技术领域，具体而言，尤其涉及一种结合交流-介电泳与库尔特计数的海洋微生物识别装置及方法。

背景技术

海洋中有大量的微生物，它们是以单细胞或以群体的形式存在，能独立生活的生物，包括病毒、细菌、真菌、单细胞藻类等。海洋微生物可以消灭陆源致病细菌，它强大的分解能力能净化各种类型的污染，还可以提供抗生素以及其他生物资源。但是也有一些病原微生物，不但能导致海洋生物患病，还可导致人类患病，对沿海地区公共卫生健康和海水养殖业造成巨大威胁。因此对海洋微生物的检测和识别具有重要意义。

微流控芯片是一种以微尺度空间流体操控为特征的技术，在微流控芯片的各种使用方法中，介电泳是最有效的方法之一。介电泳是指悬浮在溶液中的可极化颗粒，在不均匀电场中产生的运动，具有无标记性、芯片设计灵活、使用便携、功耗低、并且易于并行操作与集成等优点，被广泛应用于颗粒和细胞的操纵和识别。

库尔特计数原理是指悬浮溶液中的绝缘颗粒流过小孔时，颗粒改变了小孔电路的电阻，会出现电压脉冲信号，通过统计脉冲电压的数量可以对颗粒进行计数。库尔特计数原理测量精度高、灵敏度高、并且可以通过脉冲电压的幅值判断细胞的大小，被广泛应用于细胞的计数。

传统的海洋微生物检测设备及方法有流式细胞仪、荧光显微镜、生化方法等，但是这些方法都存在设备体积庞大、操作复杂、耗时、无法现场检测等劣势。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种结合交流-介电泳与库尔特计数的海洋微生物识别装置及方法。本发明通过施加不均匀电场，使微生物受到介电泳力的作用，并利用库尔特计数模块统计受正介电泳力的微生物数量和受负介电泳力的微生物数量，通过调节交流信号的频率，当这两个数量近似相等，即受正介电泳力的微生物数量占全部微生物数量的50％，此时外加的交流信号频率为该微生物的特异性频率，进而建立海洋中各种微生物的特异性频率数据库。当对海洋微生物进行识别时，通过测量微生物的特异性频率，并与特异性频率数据库中的参数进行比对，从而实现对海洋中不同种类微生物的区分与识别。

本发明采用的技术手段如下：

一种结合交流-介电泳与库尔特计数的海洋微生物识别装置，包括：包括：ITO玻璃基底层、3D电极层、PDMS盖片层；3D电极层积淀在ITO玻璃基底层；PDMS盖片层与玻璃基底层键合；

ITO玻璃基底层包括多个ITO电极，将其中两个ITO电极作为电源线和3D电极层之间的导线；剩下的所有ITO电极作为库尔特计数模块电极；

3D电极层包括第一3D电极和第二3D电极，第一3D电极和第二3D电极分别连接ITO玻璃基底层中作为电源线和3D电极层之间的导线的两个ITO电极；

PDMS盖片层包括多个入口、分别与多个入口连通的多个进样通道、与多个进样通道连通的一个主通道、与主通道连通的多个子通道、与多个子通道对应连接的多个库尔特计数模块、与多个库尔特计数模块对应连接的多个出样通道以及与多个出样通道连通的多个出口。