[发明专利]一种高通量液滴微反应器检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种高通量液滴微反应器检测系统及方法，检测系统包括微流控芯片和面阵检测装置，所述微流控芯片包括流入口、反应室、光电检测室、流出口以及连接所述流入口、所述反应室、所述光电检测室和所述流出口的多个流道。本发明的检测方法借助于面阵检测装置，对流经检测室的液滴微反应器进行实时动态检测，以达到液滴连续流动状态下的精确光学定量分析。

技术领域

本发明涉及一种生物仪器设备，具体涉及一种高通量液滴微反应器检测系统及方法。

背景技术

微液滴技术是在微尺度通道内，利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割分离成离散的纳升级及以下体积的液滴的一种微纳技术，它是近年来发展起来的一种全新的操纵微小液体体积的技术。

迄今为止，文献中报道的微液滴类型主要有气-液相液滴和液-液相液滴两种。液-液相微液滴由于体积小、液滴样品间无扩散、可避免样品间的交叉污染、反应条件稳定、适当操控下可实现迅速混合等优点；是一种十分理想的微反应器，已经被用于化学和生命科学等领域研究微尺度条件下众多的反应及其过程。如:化学合成、微萃取、蛋白质结晶、酶合成及其活性分析、细胞包埋、液滴PCR等。

液滴微流控是在封闭的微通道网络中生成和操控纳升至皮升级液滴的科学与技术。与传统的实验技术相比，微流控液滴技术已经呈现出显著优势：

1)液滴的直径微小，体积可小至皮升或飞升，大大降低了样品与试剂的消耗，比表面积较大，反应时间较快；液滴的大小较为均一，这是宏观实验途径很难实现的；液滴的单分散性，有助于定量研究；

2)生成的油包水液滴和水包油液滴能够把反应物和外界隔开，使之不受外界环境变化的影响；液滴被与之不互溶的另一相间隔，每个液滴皆可作为独立的微反应器；

3)短时间内可以生成大量的微反应器(最高可达数千赫兹)，适合高通量的生物和化学分析；

4)混合速度较连续流动的微流控系统明显加快，反应时间大大减少。

由于液滴的上述特征，液滴微流控又称“液滴实验室”也即一种微观的化学或生物反应容器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量液滴微反应器检测系统及方法。借助于面阵检测装置，对流经检测室的液滴微反应器进行实时动态检测，以达到液滴连续流动状态下的精确光学定量分析。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种高通量液滴微反应器检测系统，包括微流控芯片和面阵检测装置，集液滴微反应器的生成、反应、控制、以及检测为一体，其中，

所述微流控芯片包括流入口、反应室、光电检测室、流出口以及连接所述流入口、所述反应室、所述光电检测室和所述流出口的多个流道，

所述流入口用于加载样本和样本隔离介质，通过流道包裹成液滴微反应器进入所述反应室，

所述光电检测室的检测腔厚度与液滴微反应器直径相差范围为液滴微反应器直径的±1/3之间，光电检测室的检测窗与地平面呈非0度夹角，用于使液滴微反应器在载液浮力作用下平铺并使气泡及其他比液滴微反应器比重轻的物质在浮力作用下优先从所述流出口离开所述光电检测室，

所述面阵检测装置用于通过所述光电检测室的检测窗实时检测记录液滴微反应器中的反应状态与信息，

所述流出口用于排出气泡，其他比液滴微反应器比重轻的物质及检测后产生的废液。

优选地，所述微流控芯片为立式微流控芯片，与地平面垂直。

优选地，所述微流控芯片还包括芯片信息存储器，用于存储所述微流控芯片信息和样本信息。

优选地，在多样本实施方式中，所述芯片信息存储器还作为机械手夹取芯片的识别标志。