。在芯片的中心孔5以 及芯片固定凹槽7两侧旁且紧靠着中心孔5及芯片固定凹槽7处各设一个原试液池3,两个 原试液池3规格一样，均是立方体。两个原试液池3的中心均在旋转碟式微流控芯片1的 前后方向水平中心轴上，并且相对于中心孔5前后对称。
[0013] 在旋转碟式微流控芯片1上设有N级试液相互渗透带6, 3 < N < 100。每级试 液相互渗透带6均是以旋转碟式微流控芯片1的中心为圆心的圆弧形状，试液相互渗透带 6沿旋转碟式微流控芯片1的径向等距离布置。
[0014] 两个原试液池3分别通过一小段直流道连接且连通于最内侧的第一级试液相互 渗透带6,这两个直流道相互平行并且相对于旋转碟式微流控芯片1的左右方向的横向水 平中心轴对称。因流过这两小段直流道的试液还未经过混合，故不需要制成像弹簧状试液 流道2那样子的弹簧状来促进两种试液的混合。第一级试液相互渗透带6的中点与旋转碟 式微流控芯片1的左右方向的横向水平中心轴相交于B点，第一级试液相互渗透带6的两 端点分别是A、B点，两个直流道分别连接于第一级试液相互渗透带6的AB、BC弧段的中点 处。第一级试液相互渗透带6的A、C两端点以及中点B处各通过一条弹簧状试液流道2连 接第二级试液相互渗透带6,这三条弹簧状试液流道2与第二级试液相互渗透带6的连接点 将第二级试液相互渗透带6分成四等分。从第二级试液相互渗透带6的两端点处以及其上 相邻两个弹簧状试液流道2连接点的中心点处各通过一条弹簧状试液流道2连接第三级试 液相互渗透带6,这样，第二级试液相互渗透带6与第三级试液相互渗透带6之间共连接了 四条弹簧状试液流道2,这四条弹簧状试液流道2将第三级试液相互渗透带6分成五等分。 从第三级试液相互渗透带6的两端点处以及其上相邻两个弹簧状试液流道2连接点的中心 点处各通过一条弹簧状试液流道2连接第四级试液相互渗透带6,第三级试液相互渗透带6 与第四级试液相互渗透带6之间共连接了五条弹簧状试液流道2,这五条弹簧状试液流道2 将第四级试液相互渗透带6分成六等分。按照此规律依次往后一级试液相互渗透带6连接 弹簧状试液流道2,直至连接到最后一级试液相互渗透带6为止。最后一级试液相互渗透 带6称之为混合试液测量带4,在混合试液测量带4的两端点之间是激光测量定位孔8,激 光测量定位孔8是上下贯通的通孔，该混合试液测量带4的两端尽可能靠近但不接触于激 光测量定位孔8,激光测量定位孔8的中心位于中心孔5的左右方向的横向水平中心轴上。 激光测量定位孔8是混合试液测量带4两端之间留有的一个矩形狭缝，激光测量定位孔8 的径向上的长度比试液测量带4的径向上的宽度大一些，但激光测量定位孔8的宽度很小。 激光光源23处于激光测量定位孔8的正上方位置，光电倍增管18处于激光测量定位孔8 的正下方位置。所述左右方向的横向水平中心轴对称即指同时经过旋转碟式微流控芯片1 的中心孔5和经过激光测量定位孔8的中心直径轴，每级试液相互渗透带6均以经过旋转 碟式微流控芯片1的中心孔5和经过激光测量定位孔8的中心的左右方向的横向中心轴对 称。
[0015] 每一级试液相互渗透带6所对应的扇角都比上一级试液相互渗透带6增加
【主权项】
1. 一种基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，具有一个密封暗室（37)，其特 征是；在密封暗室（37)内部设置旋转碟式微流控巧片（1)、光度检测装置支架（16)W及交 流伺服电机（13)，光度检测装置支架（16)底端垂直固定在密封暗室（37)靠近左边缘的中 屯、位置，交流伺服电机（13)固定设置在密封暗室（37)靠近右边缘的中屯、位置，交流伺服电 机（13)的输出轴电机轴（14)垂直向上且同轴装有水平的旋转碟式微流控巧片（1)，靠近 旋转碟式微流控巧片（1)的中屯、且相对该中屯、前后对称地各设置一个原试液池（3)，旋转 碟式微流控巧片（1)上设有N级试液相互渗透带（6)，3《N《100,每级试液相互渗透带 (6)均是W旋转碟式微流控巧片（1)的中屯、为圆屯、的圆弧形，两个原试液池（3)分别通过一 小段直流道连接且连通于最内侧的第一级试液相互渗透带（6)，相邻两级试液相互渗透带 (6)之间弹黃状试液流道（2)连接且连通，最外侧最后一级试液相互渗透带（6)是宽度大于 前级试液相互渗透带（6)的混合试液测量带4 ;在混合试液测量带（4)的两端之间是上下贯 通的激光测量定位孔（8)，光度检测装置支架（16)通过第一个支架装载臂（24)的右端连接 处于激光测量定位孔（8 )正上方的激光光源（23 )、通过第二个支架装载臂（29 )的右端连接 处于激光测量定位孔（8)正下方的光电倍增管（18);激光光源（23)和光电倍增管（18)各 通过导线分别与位于密封暗室（37)外部的光源控制模块（34)连接，光源控制模块（34 )经 信号转换模块（35)与计算机（36)连接；交流伺服电机（13)通过电机控制线（20)与位于密 封暗室（37)之外的电机控制模块（33)连接，电机控制模块（33)与计算机（36)连接。
2. 根据权利要求1所述基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，其特征是；每 级试液相互渗透带（6)均W经过旋转碟式微流控巧片（1)的中屯、孔（5)和经过激光测量定 位孔（8 )的中屯、的左右方向的横向中屯、轴对称，第一级试液相互渗透带（6 )的两端点及中 点处各通过一条弹黃状试液流道（2)连接第二级试液相互渗透带（6)且将第二级试液相互 渗透带（6)分成四等分，第二级试液相互渗透带（6)的两端点处W及其上相邻两个弹黃状 试液流道（2)连接点的中屯、点处各通过一条弹黃状试液流道（2)连接第=级试液相互渗透 带（6)且将第=级试液相互渗透带（6)分成五等分，按照此规律依次往后直至连接到最后 一级试液相互渗透带（6)为止。
3. 根据权利要求2所述基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，其特 征是；每一级试液相互渗透带（6)所对应的扇角比上一级试液相互渗透带（6)增加 度，泌是混合试液测量带（4)的扇角，抑是第一级试液相互渗透带（6)所对 应的扇角，抑在30。~ 60。之间。
4. 根据权利要求2所述基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，其特征是；混 合试液测量带（4)连接化2个废液池（9)，其中两个废液池（9)分别连接于混合试液测量带 (4)的两端，化2个废液池（9)沿混合试液测量带（4)均匀分布。
5. 根据权利要求1所述基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，其特征是；第 一个支架装载臂（24)支架装载臂（24)为空屯、管状，其内套装有伸缩式连接臂（26)，伸缩式 连接臂（26)右端固定连接激光光源（23)，第二支架装载臂（29)的右端通过可调伸缩光电 倍增管连接臂（31)连接光电倍增管（18 )。
6. 根据权利要求1所述基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置，其特征是；激 光测量定位孔（8)是一个矩形狭缝，其径向长度比试液测量带（4)的径向宽度大。
7. -种如权利要求1所述旋转碟式微流控浓度测量装置的液浓度测量方法，其特征是 依次按W下步骤； 1) 将浓度为0的稀释液注入一个原试液池（3 )中，待测液注入另一个原试液池（3 )中， 计算机（36)控制旋转碟式微流控巧片（1)转动，两种不同的试液受到离屯、力从两个原试液 池（3 )流出，在各级试液相互渗透带（6 )和弹黃状试液流道（2 )中混合，计算机（36 )根据激 光光源（23)所发射的光信号通过激光测量定位孔（8)直接照射到光电倍增管（18)上的次 数化I及计时器测量的时间f算出旋转碟式微流控巧片（1)的实时转动速度右调节 交流伺服电机（13)转速直到实时转动速度^。"稳定在目标转速为止； 2) 当时间达到Ti/2时记录当前信号转换模块（35)传递给计算机（36)的光强值/，计 算此处的吸光度為/。是原始光强信号，7；是旋转碟式微流控巧片（1)转动的周期， 7；=2JT/Ket，计算机（36)多次检测并判断吸光度A的值是否有变化，若有变动则继续检测， 若稳定则混合试液测量带（4)内的试液浓度扩散已稳定； 3) 计算机（36)依次计算从第一时刻到第/7时刻得到的吸光度A并逐次与最佳吸光度 4ft作差即将差值最小时的吸光度值A和周期7；内得到吸光度值A的相对时间句记 录下来，经多个周期取平均得到平均吸光度值4和平均时间f。，若每个周期^内的吸光度^ 的最大值匀小于时，则混合试液浓度过低，根据吸光度最大值与最佳吸光度 的差距量计算出浓缩倍数Q=2X心需将初始检测试液浓缩后再检测；若4-4>pt〉心 时，则试液相互渗透带（6)的级数順S置不足，需逐级增大级数再次检测，直到《疋S 为止，4s是计算机（36)预设的吸光度检测误差最小允许值； 4) 计算机（36)按式4=4XZ/7；计算出激光测量定位孔（8)与距离最佳吸光度值 距离最近的吸光度值平均位置之间的弧长4,再根据公式G=Gxz/4计算出待测试液G的 浓度，其中，434 0,4为激光透过旋转碟式微流控巧片（1)经过的光程长，a为吸 光系数，Z为混合试液测量带（4)的弧长。
【专利摘要】本发明公开一种基于光度检测的旋转碟式微流控浓度测量装置与方法，在密封暗室内部设置旋转碟式微流控芯片、光度检测装置支架以及交流伺服电机，交流伺服电机的输出轴电机轴垂直向上且同轴装有水平的旋转碟式微流控芯片，旋转碟式微流控芯片上设有N级试液相互渗透带，每级试液相互渗透带均是以旋转碟式微流控芯片的中心为圆心的圆弧形，相邻两级试液相互渗透带之间弹簧状试液流道连接且连通；采用了旋转碟式微流控芯片并结合旋转稀释定位技术实现稀释浓度的有效定位，从而快速计算出稀释比例，通过已知光程与最佳浓度产生吸光度的对应关系，乘以稀释比例反推待检测液的精确浓度，进样、检测以及浓度计算过程均为自动化完成。
【IPC分类】G01N21-31
【公开号】CN104849222
【申请号】CN201510034271
【发明人】杨宁, 黄余, 项昌华, 张荣标, 孙俊
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年1月23日