本申请涉及微流控技术领域，特别是涉及一种微滴生成质量检测装置和微滴生成系统。
背景技术：
微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术。目前微流控中的微滴生成都是基于微流控生成芯片进行的，它能在短时间内生成大量分散的微滴单元来作为微反应器，大大强化了微流控生成芯片的高灵敏度、低消耗、高通量和自动化等优点。
然而，微流控生成的微滴由于体积小、生成速率快、生成通道窄等特点，给微滴质量检测带来很多盲点，会造成无法有效地监控微滴生成过程中微滴质量的问题。目前有通过高速相机进行全程录制，再将存储的数据一帧一帧地播放观察微滴生成过程中微滴质量的监控方式，但逐帧进行观测需要花费大量时间，微滴生成质量检测的效率低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效提高微滴生成质量检测效率的的微滴生成质量检测装置和微滴生成系统。
一种微滴生成质量检测装置，该装置包括：
输出光波信号的光波发生器；
与光波发生器连接、改变光波信号的传播路径、以使待检测微滴接收光波信号并反射出散射光信号的分光器；
与分光器连接、接收散射光信号的光波探测器；
与光波探测器连接、根据散射光信号对待检测微滴进行生成质量检测的处理器模块。
在其中一个实施例中，光波发生器包括激光器，分光器包括分光镜，光波探测器包括光探测器。
在其中一个实施例中，分光镜包括半反射半透射分光镜，半反射半透射分光镜设于激光器输出的激光信号的传播路径上。
在其中一个实施例中，该装置还包括：
与光波探测器连接、接收散射光信号、输出散射光电信号的光电转换装置；
与光电转换装置和处理器模块分别连接、对散射光电信号进行模数转换、并将模数转换后的散射光电信号发送至处理器模块的模数转换装置。
在其中一个实施例中，该装置还包括：
与光电转换装置和处理器模块分别连接的滤波器。
在其中一个实施例中，处理器模块包括微处理器。
在其中一个实施例中，处理器模块包括单片机、现场可编程逻辑门阵列、数字信号处理器和ARM处理器中的任意一种。
一种微滴生成系统，该系统包括：
如上述的微滴生成质量检测装置；
与微滴生成质量检测装置中的分光器连接、输出微滴的微滴输出装置。
在其中一个实施例中，微滴输出装置包括：
生成微滴的微滴生成装置；
与微滴生成装置和分光器分别连接、控制微滴输出的微流控微滴生成芯片。
在其中一个实施例中，微滴生成装置包括：
输出液压的恒压控制器；
与恒压控制器和微流控微滴生成芯片分别连接、在液压的作用下生成微滴的液相装置。
上述微滴生成质量检测装置和微滴生成系统，由分光器改变光波发生器输出的光波信号的传播路径，使待检测微滴接收光波信号并反射出散射光信号，并由光波探测器接收发送至处理器模块，最后由处理器模块对待检测微滴进行生成质量检测。通过采集散射光信号，用于微滴质量检测，可以在快速获取散射光信号的同时实现对微滴生成质量的实时监控，有效地提高了微滴生成质量检测的效率。
附图说明
图1一个实施例中微滴生成质量检测装置的应用环境图；
图2为一个实施例中微滴生成质量检测装置的结构示意图；
图3为一个实施例中散射光波形信号图；
图4为一个实施例中散射光信号采集装置的结构示意图；
图5为一个实施例中微滴生成系统的结构示意图；
图6为另一个实施例中微滴生成系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请，并不限定本申请的保护范围。
图1为一个实施例的微滴生成平台的示意图。如图1所示，微滴生成平台由氮气瓶输出氮气进行恒压控制分别控制水相和油相，通过微流控微滴生成芯片生成并输出微滴。微滴生成平台是一个应用领域广泛的平台，如用于对核酸分子数目进行绝对定量的数字PCR仪，及其他高通量测序、细胞分离与培养等领域中，均会利用到微滴生成平台生成所需微滴。本申请中，通过在现有的微滴生成平台上设置一微滴生成质量检测装置10对微滴生成平台中微流控微滴生成芯片生成输出的微滴进行质量检测。
在一个实施例中，如图2所示，一种微滴生成质量检测装置10，该装置包括：输出光波信号的光波发生器100；与光波发生器100连接、改变光波信号的传播路径、以使待检测微滴接收光波信号并反射出散射光信号的分光器200；与分光器200连接、接收散射光信号的光波探测器300；与光波探测器300连接、根据散射光信号对待检测微滴进行生成质量检测的处理器模块400。
微滴生成质量检测装置10可用于监控微滴生成平台的微滴生成过程，以实时掌握微滴的质量信息。具体地，光波发生器100输出光波信号，光波信号经过分光器200时，传播路径发生改变并传播至待检测微滴上，经由待检测微滴反射后，发出散射光信号，散射光信号透射分光器200，最后由光波探测器300接收。其中，光波探测器300采集得到的待检测微滴的散射光信号，可以进一步进行光电转换成电信号后，得到散射光波形信号，其可以反映出每个微滴的大小、生成速度及微滴生成是否均匀等生成过程的质量信息，通过获取该散射光波形信号，可以实时获得待检测微滴的生成信息，如生成时间、各时刻幅值等。如图3为一实施例中获得的散射光波形信号图，由图中可以看出，散射光波形信号中可以反映出各待检测微滴的生成时间、体积大小等生成信息。进一步地，光波发生器100不限于激光器、红外发射器等；分光器200可以为半反射半透射分光镜，以同时可以将光波信号进行反射和透射；光波探测器300可以检测出入射到其上的光波信号。
在具体实现时，通过设一激光器将激光打到微流控微滴生成芯片上，激光发射到微流控生成的待检测微滴时发生反射作用，发出散射光信号，并由光探测器接收，从而实现了对待检测微滴的散射光信号的采集。其中，可以将光波发生器100、分光器200和光波探测器300加装设置到微流控微滴生成芯片上，调整角度，使微流控微滴生成芯片中生成的微滴满足光学投射条件，在激光达到微流控芯片时，微滴反射出散射光信号并由光波探测器300接收。
处理器模块400接收光波探测器300传输的散射光信号，对待检测微滴进行质量检测。在具体实现时，处理器模块400可以包括但不限于微处理器，具体的如DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)、ARM等，处理器模块400也可以为计算机终端或服务器等的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。
上述微滴生成质量检测装置和微滴生成系统，由分光器改变光波发生器输出的光波信号的传播路径，使待检测微滴接收光波信号并反射出散射光信号，并由光波探测器接收发送至处理器模块，最后由处理器模块对待检测微滴进行生成质量检测。通过采集散射光信号，用于微滴质量检测，可以在快速获取散射光信号的同时实现对微滴生成质量的实时监控，有效地提高了微滴生成质量检测的效率。
进一步地，如图4所示，一个实施例中，光波发生器100包括激光器，分光器200包括分光镜，光波探测器300包括光探测器。
具体地，本实施例中，激光器、分光镜和光探测器组成散射光信号采集装置。激光器输出激光信号，激光信号在分光镜的作用下传播路径改变，射到待检测微滴上经由待检测微滴反射，发出散射光信号，最后由光探测器接收该散射光信号。其中，微滴在微流控微滴生成芯片中移动时，激光器发出激光，通过半反半透的分光镜反射到微滴上，激光由微滴反射后，散射光信号通过分光镜由光探测器接收。
进一步地，分光镜包括半反射半透射分光镜，半反射半透射分光镜设于激光信号的传播路径上。
分光镜用于改变激光器发出激光的传播路径，使之发射到微滴上并反射出光散射信号，并将微滴反射出的光散射信号传播至光探测器。具体的，分光镜包括半反射半透射分光镜，且其设于激光器发出激光信号的传播路径上，从而实现对激光信号路径改变。
进一步地，微滴生成质量检测装置10还包括：与光波探测器300连接、接收散射光信号、输出散射光电信号的光电转换装置；与光电转换装置和处理器模块400分别连接、对散射光电信号进行模数转换、并将模数转换后的散射光电信号发送至处理器模块400的模数转换装置。
具体地，光电转换装置和模数转换装置组成散射光信号的预处理装置，预处理装置接收散射光信号并输出平滑的散射光波形信号，以使散射光波形信号更易于处理器模块400进行处理。其中，光电转换装置接收散射光信号并进行光电转换、输出散射光电信号至模数转换装置，模数转换装置接收散射光电信号进行AD转换，输出散射光波形信号至处理器模块400。
进一步地，微滴生成质量检测装置10还包括：与光电转换装置和处理器模块400分别连接的滤波器。
滤波器用于对模数转换器的输出进行滤波处理，从而得到更平滑的、易于处理器模块400处理的散射光波形信号。
进一步地，处理器模块400包括微处理器。
处理器模块400接收散射光信号，对待监测微滴进行质量检测。具体的，处理器模块400可以包括但不限于微处理器，具体的如DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)、ARM等。此外，处理器模块400也可以为计算机终端或服务器等的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。
进一步地，处理器模块400包括单片机、现场可编程逻辑门阵列、数字信号处理器和ARM处理器中的任意一种。
其中，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。现场可编程逻辑门阵列，即FPGA是可编程器件，其利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。数字信号处理器，即DSP为由大规模或超大规模集成电路心片组成的用来完成某种信号处理任务的处理器。DSP按其可编程性可分为可编程和不可编程两大类。不可编程的信号处理器以信号处理算法的流程为基本逻辑结构，没有控制程序，一般只能完成一种主要的处理功能，所以又称专用信号处理器。如快速傅里叶变换处理器、数字滤波器等。这类处理器虽然功能局限，但有较高的处理速度。可编程信号处理器则可通过编程改变处理器所要完成的功能，有较大的通用性，所以又称通用信号处理器。随着通用信号处理器性能价格比的不断提高，它在信号处的应用日益普及。ARM处理器一个32位元精简指令集，其特点是指令长度固定、执行效率高、低成本等。处理器模块400可以为单片机、现场可编程逻辑门阵列、数字信号处理器和ARM处理器中的任意一种，只需能够完成根据散射光信号进行微滴生成质量检测的处理即可。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种微滴生成系统，该系统包括如上述的微滴生成质量检测装置10；与微滴生成质量检测装置10中的分光器200连接、输出微滴的微滴输出装置20。
其中，微滴输出装置20生成并输出微滴，微滴生成质量检测装置10中的分光器200与微滴输出装置20连接，用于监控微滴输出装置20微滴生成过程中微滴质量。具体的，微滴输出装置20包括生成微滴的微滴生成装置和控制微滴输出的微流控微滴生成芯片，通过微流控微滴生成芯片控制输出微滴的相关参数，如生成速度、间隔时间等。微滴生成质量检测装置10用于检测微滴输出装置20输出微滴的质量信息，在微滴大量且高速生成时，可以实时监控生成微滴的质量。
上述微滴生成系统，由微滴生成质量检测装置中的分光器改变光波发生器输出的光波信号的传播路径，使待检测微滴接收光波信号并反射出散射光信号，并由光波探测器接收发送至处理器模块，最后由处理器模块对待检测微滴进行生成质量检测。通过采集散射光信号，用于微滴质量检测，可以在快速获取散射光信号的同时实现对微滴生成质量的实时监控，有效地提高了微滴生成质量检测的效率。
进一步地，微滴输出装置20包括生成微滴的微滴生成装置；与微滴生成装置和分光器200分别连接、控制微滴输出的微流控微滴生成芯片。
其中，微滴生成装置生成微滴，具体可以通过恒压控制器对液相输出液压，使液相生成微滴，液相包括水相、油相等；微流控芯片可以把微滴样品制备、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，自动完成对微滴分析的全过程；微滴生成装置和微流控芯片连接，由微流控芯片控制微滴生成装置中微滴的参数，如生成速度、间隔时间等。此外，可以将光波发生器100、分光器200和光波探测器300均设于微流控微滴生成芯片上，使微滴生成质量检测装置10可以具备可移动性，可以跟随微流生成平台移动设置，由此扩展了微滴生成质量检测装置10的应用场景。
进一步地，输出液压的恒压控制器；与恒压控制器和微流控微滴生成芯片分别连接、在液压的作用下生成微滴的液相装置。
其中，恒压控制器输出液压作用于液相装置，液相装置包括但不限于水相、油相等，在液压作用下，液相装置生成微滴并通过微流控微滴生成芯片输出微滴，最后由相关设备采集。
如图6所示，微滴生成质量检测装置10应用于微滴生成平台中，对微滴生成平台生成的微滴进行质量检测。其中，微滴生成平台由氮气瓶输出氮气进行恒压控制分别控制水相和油相生成微滴，通过微流控芯片将微滴输出。进一步地，光波发生器100、分光器200和光波探测器300均设置在微流控芯片上，使质量检测装置可以具备可移动性，可以跟随微流生成平台移动设置。其中，通过光波探测器300采集待检测微滴的散射光信号，并发送至处理器模块400，由处理器模块400根据散射光波形信号对待检测微滴的生成质量进行检测，从而实现对微滴生成平台中微滴生成过程的高效监控。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。