一种检测菌落总数微流控芯片及其检测系统和检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微流控芯片检测技术，特别是涉及一种检测菌落总数微流控芯片及其检测系统和检测方法。
【背景技术】
[0002]菌落总数是指在一定条件下(如需氧情况、营养条件、pH、培养温度和时间等)每克(每毫升)样品生长出来的细菌菌落数量。水中菌落总数的测定是水质监测的一项重要指标，它直接反应水的细菌污染程度，人工游泳池水、生活饮用水等都需要对菌落总数进行检测。
[0003]ATP是一种高能磷酸化合物，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成。在化学反应中，ATP主要通过释放磷酸基团从而达到释放能量的目的。使用ATP生物荧光检测法，其化学反应的结果是把化学能转换为光能，在有足量荧光素和氧的条件下，ATP的数量与光信号的强弱成正比。这种光信号可由微量荧光检测仪检测，每个发光值都会对应相应的细菌总数，从而达到了即时检测细菌总数的目的。ATP生物发光法具有不需要培养、操作简便、快速完成检测等优点。
[0004]目前市场上已有用于ATP生物发光的检测试剂盒，试剂用量大;检测需要相关的精密仪器配套使用，仪器的购买、使用及维护成本高;在操作过程中不能实现在线检测，增加了人为因素，降低了检测准确度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种检测菌落总数微流控芯片及其检测系统和检测方法，可以快速检测溶液中的菌落总数。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种检测菌落总数的微流控芯片，包括基板;进液口，用于引入检测液体且形成于所述基板上;检测腔，形成于所述基板内；出液口，用于排出检测液体，且形成于所述基板上;进液通道，用于将检测液体从所述进液口引入所述检测腔，形成于所述基板内；出液通道;用于将检测液体从所述检测腔引入所述出液口，且形成于所述基板内；以及光纤接口，用于将检测信号引出，且设置于所述检测腔所包围的基板的上方。
[0007]本发明提供一种微型化的检测芯片，检测溶液为微升级别，进液通道、出液通道和检测腔都为毫米级尺寸，整个芯片面积仅为几平方厘米，是一种微型化的检测芯片。同时微流控芯片减少了人为干扰因素，减少了检测过程中其荧光强度的衰减，提高了检测准确度。
[0008]优选地，所述的检测腔为圆柱形，深度为2mm?5mm，直径为2mm?7mm,所述的进液通道为“Z”形混合通道，其转角度数为30°?60°，通道深度为0.5mm?1mm，宽度为0.2mm?
0.8mm。
[0009]优选地，所述的基板所述的基板包括上下依次叠加的接口层、透光层、检测层和反光固定层
[0010]优选地，所述进液口以及所述出液口上下贯穿所述接口层以及透光层;所述的光纤接口上下贯穿所述的接口层，所述进液通道、检测腔、以及出液通道位于所述检测层。
[0011]优选地，所述透光层的透光率为90 %?98 %。
[0012]优选地，所述的接口层和检测层的材料独立选自聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷，所述的透光层的材料为聚对苯二甲酸乙二酯，所述的反光固定层的材料为丙烯腈-丁二稀-苯乙稀。
[0013]微流控芯片采用四层结构，芯片材质采用市场上可采购的材质，可批量生产，价格便宜。
[0014]优选地，所述进液口包括分别与所述进液通道一端连通的第一进液口和第二进液
□ O
[0015]相应的，本发明还公开了一种检测菌落总数的检测系统，其特征在于:包括微流控芯片和光电检测模块，所述的光电检测模块用于检测荧光强度，所述的光电检测模块与所述的微流控芯片的光纤接口连接。
[0016]该检测系统使用光电检测模块进行检测，避免了大型仪器购买、使用和维护费用。与光检测模块连用，实现在线检测，减少了人为因素，大大缩短了检测时间，增加了检测准确度。该微流控芯片设计构型可以连接在光电检测模块上，通过相关软件可以实现在线检测菌落总数。
[0017]优选的，所述的检测系统还包括注射栗和注射器，注射器与微流控芯片的进液口相连接。
[0018]相应的，一种检测菌落总数的检测方法，包括如下步骤:
[0019](I)在微流控芯片的第一进液口和第二进液口中分别注入ATP提取液和ATP检测溶液；
[0020](2)、ATP提取液和ATP检测溶液在进液通道中进行充分混合，ATP与检测溶液中的荧光素和荧光素酶反应发光，进入检测腔；
[0021](3)当检测液体经过进液通道进入到所述的检测腔就检测混合溶液的荧光强度，以ATP浓度的对数值为横坐标，生物荧光强度的对数值为纵坐标，绘制ATP标准曲线，确定其最低检出限，进而利用ATP含量与细菌数成正比这一原理，推算出菌落总数；
[0022](4)将混合液经所述出液通道到流入所述出液口排出。
[0023]该检测方法采用微流控芯片，检测方法简单，较少试剂消耗量，降低了试样成本，减少了环境污染。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1所示为本发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的结构示意图；
[0026]图2所示为本发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的接口层结构示意图；
[0027]图3所示为本发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的透光层结构示意图；
[0028]图4所示为本发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的检测层结构示意图；
[0029]图5所示为本发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的反光固定层结构示意图；
[0030]图6为发明具体实施例中一种检测菌落总数的微流控芯片的系统示意图
【具体实施方式】
[0031]结合图1所示，检测菌落总数的微流控芯片的结构，包括基板11和在基板11上形成的进液口 5。进液口 5与进液通道8的一端连通，进液通道8的另一端与出液通道9的一端形成有检测腔10，混合液体在检测腔10中停留，在检测腔10内设置有光纤接口7，检测腔10与出液通道9的一端连通，出液通道9的另一端与出液口 6连接，出液口 6用于排出混合溶液。
[0032]在使用时，混合溶液经过进液口 5进入到进液通道8，在进液通道8中混合反应，进入到检测腔10，在检测腔10中收集混合溶液的荧光强度，混合液体从检测腔10进入到出液通道9，经过与出液通道9连通的出液口排出。
[0033]在本实施例中，进液口5为圆孔，其直径为2mm。进液口 5有两个，其中第一进液口 5用于ATP提取液进口，第二进液口5用于检测溶液入口。当然，此处也不限于两个。当进液口5为I个时，直接在进液口 5中注入混合溶液。
[0034]进液通道8是位于基板上流通的通道，进液通道8的深度优选为1mm，宽度优选为
0.5mm。进液通道8为“Z”型混合通道，其转角度数优选为40度，通道深度优选为1mm，宽度优选为0.5_，采用“Z”型混合通道明显缩短混合液在通道中的滞留时间，提高了其混合效率，使其迅速进入检测区。
[0035]检测腔10形成混合溶液的检测区，其形状为圆形，当然此处也并不限于该形状，混合在检测腔10中发出荧光，其尺寸要通过光路耦合进行优化匹配，深度优选为3mm，直径优选为3.5mm ο
[0036]在检测腔10内设置有光线接口 7，光纤接口 7的直径优选为2.25mm，光纤接口用于接光纤。
[0037]出液口6用于排出混合液体。出液通道9为形成在基板上的凹槽，深度优选为Imm，宽度优选为0.5mm。出液通道9为直线形，以便以最短距离排出混合液体。出液口 6可以与出液口的直径相同，当然也可以为其他尺寸。
[0038]在本实施例中，基板11包括上下依次叠加的接口层、透光层、检测层和反光固定层，该四层之间采用胶粘的方法键合在一起。
[0039]结合图2-4所示，进液口以及出液口上下贯穿接口层以及透光层;光纤接口上下贯穿的接口层，进液通道、检测腔、以及出液通道位于检测层。
[0040]检测菌落总数的微流控芯片的接口层I，在接口层I的上面开设有进液口5和出液口6，进液口5的数目为2个，出液口6的数目为I个，当然此处也不限于此数目。进液口5用于样品液和检测液的进样，出液口6用于检测混合液的出样，进液口5和出液口6为上下贯穿的通孔。在接口层I上还开设光纤接口 7，用于接光纤，该光纤接口 7也为通孔。
[0041]接口层I采用聚甲基丙烯酸甲酯材料，也可以采用聚二甲基硅氧烷等高小聚物材料。该接口层I的厚度优选为2mm。
[0042]透光层2为采用聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，聚对苯二甲酸乙二酯薄膜具有良好的透光性，不会对光检测产生影响，同时避免了光纤端面与溶液直接接触，污染光纤端面，影响检测结果。
[0043]检测菌落总数的微流控芯片的检测层3，在检测层3的上面开设有进液通道8和出液通道9，进