CN104928163A - 一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片 - Google Patents

一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片 Download PDF

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Abstract

一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，有设置在基底上的微流通道单元板，微流通道单元板上形成有一组用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道。微流通道包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口，一端连接在入口上并与入口相连通的2～6个通道，2～6个通道的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔，每一条通道上都等间隔的设置有2～6个与通道相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔。本发明由于体细胞在微腔中的分布受微腔的高度所限制，保证了视野范围内的体细胞基本处于同一高度的焦平面内，有利于成像过程中的对焦，得到清晰的显微图像，进而实现准确计数。可直接应用于镜检法生鲜奶体细胞的计数，并显著提高检测的精确度。

Description

一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片
技术领域
本发明涉及一种微流控芯片。特别是涉及一种应用于直接镜检法的用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片。
背景技术
牛奶体细胞数(somatic cell count,SCC)是指每毫升牛奶中的细胞总数，多数是白细胞，约占体细胞数的95％，体细胞数反映了牛奶质量及奶牛的健康状况。在正常情况下,牛奶中体细胞数一般在2万～20万个/mL。若其含量超过50万个/mL，则奶牛呈现乳腺炎的临床症状。体细胞数在20～50万个/mL时，奶牛多患有隐形乳腺炎，在症状上不易察觉，但严重影响鲜奶的品质和口感。现行的生鲜奶体细胞计数方法有直接镜检法、电导率法、荧光染色法、流式细胞仪方法等传统检测手段。每种检测方法均离不开待检测奶样的承载平台。
微流控芯片技术可以把生物、化学分析过程的样品制备、预处理、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，可实现流体、微纳粒子或液滴的运输、混合、分选、富集、逻辑运算等操作，可采用微纳加工的手段制备，具有消耗样品少(仅微升数量级)、检测成本低、检测速度快等优点。
中国申请200710067168.4(应用于直接镜检法牛奶体细胞/细菌自动计数仪的载玻片)给出了一种应用于直接镜检的牛奶体细胞/细菌自动计数仪用的载玻片结构方案，利用玻片***边框与玻片的相对配合，形成浅盘形容器，保证了充分奶样的充分染色。但此种设计中浅盘容器的高度难以保证待检测体细胞在高度方向的等高分布，不利于直接镜检过程中的准确对焦，从而影响了检测结果的准确性。中国申请201220232862.3(牛奶体细胞4孔检测试纸)给出了三明治结构的纸基检测试纸，用于牛奶体细胞检测，但此方法显色的深浅依赖于试纸上的反应底物和相应的反应酶，且必须借助于分光光度计才能估测体细胞的含量，为间接测试法，影响了检测结果的可靠性。
为了实现直接镜检过程中的准确对焦，便于在显微镜下形成清晰稳定的图像，一般要求镜检法所用的玻片具有透光性好，体细胞分布均匀且尽量处于同一聚焦平面内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够满足生鲜奶体细胞计数和奶牛***炎快速检测的用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片。
本发明所采用的技术方案是：一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，包括有基底和设置在所述基底上的微流通道单元板，所述的微流通道单元板上形成有一组用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道。
所述的微流通道包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口，一端连接在所述入口上并与所述的入口相连通的2～6个通道，所述2～6个通道的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔，每一条通道上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔。
所述的微腔为圆形微腔，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um。
所述的微腔为方形微腔，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
所述的入口和集液腔均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板的厚度，为0.1～2cm。
一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，包括有基底和设置在所述基底上的微流通道单元板，所述的微流通道单元板上形成有M×N组结构相同的用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道，其中M为5以上的整数，N为1以上的整数。
所述的基底是长为1～10cm、宽为1～10cm及高为0.1～2cm的平板结构。
所述的微流通道包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口，一端连接在所述入口上并与所述的入口相连通的2～6个通道，所述2～6个通道的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔，每一条通道上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔。
所述的微腔为圆形微腔或为方形微腔，当所述的微腔为圆形微腔时，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um；当所述的微腔为方形微腔时，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
所述的入口和集液腔均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板的厚度，为0.1～2cm。
本发明的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，由于体细胞在微腔中的分布受微腔的高度所限制，保证了视野范围内的体细胞基本处于同一高度的焦平面内，有利于成像过程中的对焦，得到清晰的显微图像，进而实现准确计数。可直接应用于镜检法生鲜奶体细胞的计数，可代替传统载玻片，并显著提高检测的精确度。
附图说明
图1是本发明第一实施例的整体结构示意图；
图2是本发明第二实施例的整体结构示意图；
图3是本发明第三实施例的整体结构示意图；
图4是本发明第三实施例中微流通道的结构示意图；
图5是本发明第三实施例中微流通道的结构示意图。
图中
1：基底               2：微流通道单元板
3：微流通道           31：入口
32：通道              33：微腔
34：集液腔            11：基底
12：微流通道单元板    13：微流通道
131：入口             132：通道
133：微腔             134：集液腔
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片做出详细说明。
如图1所示，本发明的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，包括有基底1和设置在所述基底1上的微流通道单元板2，所述的微流通道单元板2上形成有一组用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道3。基底1和微流通道单元板2的材质可为玻璃、石英、亚克力、ABS、PDMS等材质，尺寸参照载玻片，基底1和微流通道单元板2通过热键合、压力键和、或等离子键合的方式完成封装。
所述的微流通道3包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口31，一端连接在所述入口31上并与所述的入口31相连通的2～6个通道32，所述2～6个通道32的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔34，每一条通道32上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道32相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔33。所述的入口31和集液腔34均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板2的厚度，为0.1～2cm。所述的微腔33为圆形微腔，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um。体细胞随流体流经图1中所示的9个圆形微腔33，分别在9个微腔中分布，并通过显微镜完成镜检计数。通过求取9个微腔中体细胞计数的平均值，并根据微腔容积，可实现对奶样中体细胞浓度水平的估算和奶牛***炎的诊断。
如图2所示，所述的微腔33还可以为方形微腔，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
在实际应用中，可按照图1和图2所示的微流通道结构设计加工微流控芯片，完成奶样的单次检测。
亦可将图案阵列得到M×N个微流通道结构，在同一微流控芯片上实现对多种奶样的检测，如下面所述的图3所示的结构。除上述键合方式可以得到微流控芯片外，该结构亦可通过注塑或者3D打印技术一次成型得到。
如图3所示，本发明的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，还可以是包括有基底11和设置在所述基底11上的微流通道单元板12，所述的微流通道单元板12上形成有M×N组结构相同的用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道13，其中M为5以上的整数，N为1以上的整数。所述的基底11是长为1～10cm、宽为1～10cm及高为0.1～2cm的平板结构。
如图4所示，所述的微流通道13包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口131，一端连接在所述入口131上并与所述的入口131相连通的2～6个通道132，所述2～6个通道132的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔134，所述的入口131和集液腔134均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板12的厚度，为0.1～2cm。每一条通道132上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道132相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔133。
如图4、图5所示，所述的微腔133为圆形微腔或为方形微腔，当所述的微腔133为圆形微腔时，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um；当所述的微腔133为方形微腔时，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
下面以两个实例说明本发明的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片的制作过程如下：
实施例1：
参照图3制作光绘掩膜版底片，掩膜尺寸为70×20mm，分布有14个由微流通道构成的检测单元。清洗载玻片，完成感光膜与载玻片的塑封，将掩膜底片置于感光膜上方，完成紫外曝光、显影过程后的微结构作为模具制作微流通道结构。将PDMS预聚物与塑化剂按照质量比10:1混合均匀后浇注于上述微流通道，于恒温干燥箱中80℃下保持2小时，完成固化，得到微流通道结构。利用打孔器在进样口处和废液出口处打孔，然后将微流通道和干净的载玻片基底置于等离子键合机中对其进行等离子处理，完成微流通道与玻璃基底的键合，最终得到生鲜奶体细胞计数所需的微流控芯片。
实施例2：
参照图3制作光绘掩膜版底片，掩膜尺寸为70×20mm，分布有14个由微流通道构成的检测单元。清洗载玻片，利用甩胶机在载玻片上完成SU8光刻胶的涂胶过程，控制光刻胶层厚度为30um。将掩膜底片置于感光膜上方，完成紫外曝光、显影过程后的微结构作为模具制作微流通道结构。将PDMS预聚物与塑化剂按照质量比10:1混合均匀后浇注于上述微流通道，于恒温干燥箱中80℃下保持2小时，完成固化，得到微流通道结构。利用打孔器在进样口处和废液出口处打孔，然后将微流通道和干净的亚克力玻璃基底置于等离子键合机中对其进行等离子处理，完成微流通道与亚克力基底的键合，得到生鲜奶体细胞计数所需的微流控芯片。

Claims (10)

1.一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，包括有基底(1)和设置在所述基底(1)上的微流通道单元板(2)，所述的微流通道单元板(2)上形成有一组用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道(3)。
2.根据权利要求1所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的微流通道(3)包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口(31)，一端连接在所述入口(31)上并与所述的入口(31)相连通的2～6个通道(32)，所述2～6个通道(32)的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔(34)，每一条通道(32)上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道(32)相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔(33)。
3.根据权利要求2所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的微腔(33)为圆形微腔，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um。
4.根据权利要求2所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的微腔(33)为方形微腔，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
5.根据权利要求2所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的入口(31)和集液腔(34)均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板(2)的厚度，为0.1～2cm。
6.一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，包括有基底(11)和设置在所述基底(11)上的微流通道单元板(12)，所述的微流通道单元板(12)上形成有M×N组结构相同的用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道(13)，其中M为5以上的整数，N为1以上的整数。
7.根据权利要求6所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的基底(11)是长为1～10cm、宽为1～10cm及高为0.1～2cm的平板结构。
8.根据权利要求6所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的微流通道(13)包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口(131)，一端连接在所述入口(131)上并与所述的入口(131)相连通的2～6个通道(132)，所述2～6个通道(132)的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔(134)，每一条通道(132)上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道(132)相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔(133)。
9.根据权利要求6所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的微腔(133)为圆形微腔或为方形微腔，当所述的微腔(133)为圆形微腔时，所述圆形微腔的直径为0.1～5mm，高度为10～100um；当所述的微腔(133)为方形微腔时，所述方形微腔的边长为0.1～5mm，高度为10～100um。
10.根据权利要求6所述的一种用于生鲜奶体细胞计数的微流控芯片，其特征在于，所述的入口(131)和集液腔(134)均为上下贯通的贯通孔，所述贯通孔的孔径为1～10mm，高度即为微流通道单元板(12)的厚度，为0.1～2cm。
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