本发明涉及微生物检测,尤其涉及一种用于检测空气中微生物的微流控芯片。
背景技术:
1、空气中的微生物量是室内空气质量的重要指标之一,对人类健康和环境安全具有重要影响。空气中微生物污染可以引起许多健康问题,例如感染传染性疾病、急性毒性疾病、过敏、以及其他疾病,对人类健康产生威胁。空气中病毒的传播,如流感病毒h1n1、h2n2,禽流感病毒h5n1、h7n9、h9n2感染人等,对人类健康已产生极大的威胁。
2、根据国标“gbt 18204.3-2013公共场所卫生检验方法”,目前对空气中微生物检测的主要方法仍然是培养法,传统的培养法属于金标准,但是耗时较长,无法满足快速检测的需求。
3、因此,开发一种高效、灵敏的空气中微生物检测方法具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,该微流控芯片集成了空气中微颗粒捕捉、洗脱以及检测功能为一体,且芯片结构简单,可高效、便捷地实现空气等气体中各类微生物的快速检测。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,包括芯片本体以及一对极化电极,所述芯片本体上设有:
4、沉降单元,用于沉降空气中的微颗粒;所述沉降单元包括设于所述芯片本体内部的进气流道、出气流道以及连接于所述进气流道、出气流道之间的沉降流道;所述芯片本体上还设有分别与所述进气流道、出气流道连通的气体入口和气体出口,所述进气流道与出气流道上均设有第一隔断阀;
5、洗脱单元,用于洗脱所述沉降单元中的微颗粒;所述洗脱单元包括洗脱液储存室、进液流道以及出液流道;所述进液流道连接于所述洗脱液储存室与所述进气流道之间,且连接处位于所述第一隔断阀与所述沉降流道之间;所述进液流道与出液流道上均设有第二隔断阀;以及
6、混合反应单元,用于对附着于微颗粒上的微生物进行检测;所述出液流道连接于所述出气流道与所述混合反应单元之间,且连接处位于所述第一隔断阀与所述沉降流道之间;所述混合反应单元包括气动混合室、工作液储存室、反应室以及清洗液储存室,所述工作液储存室、反应室与所述气动混合室之间分别通过工作液流道、混合液流道连接,所述清洗液储存室与所述反应室之间通过清洗液流道连接;所述工作液流道、混合液流道以及清洗液流道上分别设有第三隔断阀、第四隔断阀与第五隔断阀;
7、所述一对极化电极分别设于所述沉降流道所在区域的上下两侧,用于产生垂直于所述芯片本体的极化电场。
8、进一步地,所述沉降流道的宽度为50~1000μm,高度为50~1000μm。
9、进一步地,所述沉降流道为多个相互连通的类同心圆通道组成的流道,相邻两所述类同心圆通道的间距为200~1000μm。
10、进一步地,所述气体进口与所述气体出口均设于所述芯片本体的侧部;和/或,
11、所述气体出口与位于所述微流控芯片外部的微型泵连通。
12、进一步地,所述进液流道、所述出液流道、所述工作液流道、所述混合液流道以及所述清洗液流道的宽度均为10~500μm,高度均为10~500μm。
13、进一步地,所述混合液流道上还设置有多个混合腔以及第六隔断阀,所述多个混合腔位于所述第四隔断阀与所述第六隔断阀之间。
14、进一步地,所述混合腔为球形、半球形或椭球形的混合腔。
15、进一步地,所述隔断阀设于所述芯片本体内部,其包括阀腔、位于阀腔上方的阀盖以及位于所述阀腔与阀盖之间的第一弹性膜,所述阀腔与对应的流道连通;所述芯片本体上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口,所述阀腔通过气体微通道与所述气体接口连通;
16、其中,所述气压控制器用于控制所述阀腔内的气压,进而使所述第一弹性膜与所述阀盖分离或接触,以实现所述隔断阀的开启或关闭。
17、进一步地,所述气动混合室设于所述芯片本体内部,其包括上阀腔、下阀腔以及位于所述上阀腔与下阀腔之间的第二弹性膜;所述上阀腔与对应的流道连通;所述芯片本体上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口,所述下阀腔通过气体微通道与所述气体接口连通;
18、其中,所述气压控制器用于控制所述下阀腔内的气压,进而使所述第二弹性膜与所述下阀腔或所述上阀腔接触,以实现所述气动混合室的开启或关闭。
19、进一步地,所述芯片本体是由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、玻璃、石英、二氧化硅中的一种制备而成的。
20、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
21、本发明提供的微流控芯片,集成了空气中微颗粒捕捉、洗脱以及检测功能为一体,且芯片结构简单,方法易于操作,可高效、便捷地实现空气等气体中各类微生物的快速检测。
1.一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,包括芯片本体以及一对极化电极;所述芯片本体上设有:
2.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述沉降流道的宽度为50~1000μm,高度为50~1000μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述沉降流道为多个相互连通的类同心圆通道组成的流道,相邻两所述类同心圆通道的间距为200~1000μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述气体进口与所述气体出口均设于所述芯片本体的侧部;和/或,
5.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述进液流道、所述出液流道、所述工作液流道、所述混合液流道以及所述清洗液流道的宽度均为10~500μm,高度均为10~500μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述混合液流道上还设置有多个混合腔以及第六隔断阀,所述多个混合腔位于所述第四隔断阀与所述第六隔断阀之间。
7.根据权利要求6所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述混合腔为球形、半球形或椭球形的混合腔。
8.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述隔断阀设于所述芯片本体内部,其包括阀腔、位于阀腔上方的阀盖以及位于所述阀腔与阀盖之间的第一弹性膜,所述阀腔与对应的流道连通;所述芯片本体上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口,所述阀腔通过气体微通道与所述气体接口连通;
9.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述气动混合室设于所述芯片本体内部,其包括上阀腔、下阀腔以及位于所述上阀腔与下阀腔之间的第二弹性膜;所述上阀腔与对应的流道连通;所述芯片本体上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口,所述下阀腔通过气体微通道与所述气体接口连通;
10.根据权利要求1所述的一种用于检测空气中微生物的微流控芯片,其特征在于,所述芯片本体是由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、玻璃、石英、二氧化硅中的一种制备而成的。