纳米颗粒检测微流控芯片和应用
阅读说明：本技术 纳米颗粒检测微流控芯片和应用 (Nanoparticle detection microfluidic chip and application ) 是由 邓瑾琦 孙佳姝 刘超 田飞 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种纳米颗粒检测微流控芯片,所述微流控芯片包括温控机构、腔体和激光器,还提供了其应用。本发明微流控芯片可以准确、快速地对纳米颗粒的宏观特征和微观特征进行检测分析；具有温控功能,半导体温控片可对纳米颗粒溶液进行0～100℃范围内的温度调节,保证纳米颗粒始终处于最适条件中；外形小巧、结构精细,可与其他分析检测模块组合运行,使用方便。(The invention provides a nanoparticle detection microfluidic chip, which comprises a temperature control mechanism, a cavity and a laser, and also provides application of the microfluidic chip. The micro-fluidic chip can accurately and quickly detect and analyze the macroscopic characteristics and the microscopic characteristics of the nano particles; the semiconductor temperature control sheet has a temperature control function, can regulate the temperature of the nanoparticle solution within the range of 0-100 ℃, and ensures that the nanoparticles are always in the most suitable condition; the appearance is small and exquisite, the structure is meticulous, can make up the operation with other analysis and detection modules, convenient to use.)
技术领域
本发明属于纳米
技术领域
，具体涉及一种纳米颗粒检测微流控芯片和应用。背景技术
纳米颗粒是几何尺寸处于1～100nm之间各种颗粒的总称。纳米颗粒具有表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应四个基本性质，在催化、滤光、光吸收、磁介质和新材料等方面有独特的性能，因此在环境分析、食品检测、生物成像、生化分析等领域得到了广泛的应用。
由于纳米颗粒具有显著应用价值，对其进行严格的特性控制和品质保证是必要的，所以纳米颗粒检测技术的发展具有及其重要的意义。纳米颗粒检测的关键在于准确、实时、快速地得到其宏观统计特性(如尺寸、分布等)和微观结构特性(如结构、形态等)两个方面的信息。目前的检测技术主要有激光衍射法、光散射法、显微镜法等，这些方法对专业知识要求较高，需要专业人员操作，所以急需一种使用简便、不限制使用场所的检测装置。
现有技术提供了使用多频谱分析来检测和分析共存于流体样本中的相同、类似、或不同尺寸的个体纳米颗粒的方法；还提供了单生物纳米颗粒移动通过微流体芯片时对样品进行单生物纳米颗粒尺寸确定的方法，样品进入微流体通道后，逐个颗粒地接受照射、反射光检测，实现单生物纳米颗粒的分析检测。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种纳米颗粒检测微流控芯片和应用。
在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：
术语“PC”是指：分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯。
术语“PMMA”是指：聚甲基丙烯酸甲酯。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种纳米颗粒检测微流控芯片，所述微流控芯片包括温控机构、腔体和激光器；
其中，所述温控机构设置于所述腔体的上方，所述激光器设置于所述腔体的侧面；
优选地，所述微流控芯片还包括固定架。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述温控机构与腔体之间通过隔热层隔开；
优选地，所述隔热层的材料选自以下一种或多种：PMMA、PC、尼龙和电木；最优选为电木。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述温控机构包括温控散热片、半导体温控片和导热片；
优选地，所述温控散热片与半导体温控片之间通过隔热层隔开；
更优选地，所述隔热层的材料选自以下一种或多种：PMMA、PC、尼龙和电木；最优选为电木。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述温控机构的导热片上还设置有温度传感器安装孔，用于安装温度传感器；
优选地，所述温控机构的控制温度范围为0～100℃。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述微流控芯片的腔体由上盖板、下底板和通道层构成；
优选地，所述上盖板、通道层、下底板通过密封胶和/或胶垫实现密封。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述通道层包含样本腔，用于存储检测液；
优选地，所述样本腔为通道结构。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述激光器设置于所述微流控芯片腔体通道层的侧面照射通道层；
优选地，所述通道层的侧面材料为透明材料；
更优选地，所述通道层的侧面材料选自以下一种或多种：PDMS、PMMA、玻璃和石英。
根据本发明第一方面的微流控芯片，其中，所述上盖板包括入口和出口，用于导入和导出检测液；和/或
所述下底板的材料为透明材料；优选地，所述下底板的材料选自以下一种或多种：PDMS、PMMA、玻璃和石英。
本发明的第二方面提供了一种纳米颗粒检测方法，所述检测方法包括使用第一方面所述的微流控芯片对纳米颗粒进行检测。
本发明的第三方面提供了一种纳米颗粒检测系统，所述纳米颗粒检测系统包括第一方面所述的微流控芯片。
本发明旨在提出一种基于模块化微流控芯片的纳米颗粒检测装置，该装置可与其他分析检测模块组合使用，对纳米颗粒进行实时分析检测，保证其品质和特性，从而提高纳米颗粒的研发迭代速度，促进发展应用。
本发明适用于对流体样本中的纳米颗粒进行分析检测。这种准确迅速的检测仪器有利于纳米颗粒在科研和生产方面的应用，其小巧的外形也意味着该装置可以作为一个模块与其他装置组合使用，可以根据实际需求增加或减少模块个数，有效解决了现有分析检测装置安装复杂，组装、更换困难的问题。
本发明提供了一种纳米颗粒检测微流控芯片，可对纳米颗粒进行实时观测和分析。与已有技术相比，本发明通过半导体温控芯片实现对纳米颗粒溶液的温度控制，其温度由传感器检测。且本发明具有模块化特性，可插入其他器件进行组合使用，易于安装和拆卸。本发明可作为一个模块与其他分析检测装置、显微镜系统组合使用，不限制使用场所。且本发明还含有可对纳米颗粒溶液进行温度控制的半导体温控片。
本发明的微流控芯片可以具有但不限于以下有益效果：
1、本装置可以准确、快速地对纳米颗粒的宏观特征和微观特征进行检测分析。
2、本装置具有温控功能，半导体温控片可对纳米颗粒溶液进行0～100℃范围内的温度调节，保证纳米颗粒始终处于最适条件中。
3、本装置外形小巧、结构精细，可与其他分析检测模块组合运行，使用方便。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1示出了本发明纳米颗粒检测微流控芯片的结构。
附图标记说明：
1、温控散热片；2、隔热层一；3、半导体温控片；4、导热片；5、隔热层二；6、出口；7、上盖板；8、通道层；9、固定架；10、下底板；11、温度传感器安装孔；12、入口；13、样本腔；14、激光器。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
实施例1
本实施例用于说明本发明纳米颗粒检测微流控芯片的结构。
本发明的微流控芯片的结构如图1所示，包括温控机构、腔体、激光器14和固定架9。
温控机构包括温控散热片1、半导体温控片3和导热片4，所述温控散热片与半导体温控片之间通过隔热层一2隔开，温控机构与腔体之间通过隔热层二5隔开。隔热层的材料选自以下一种或多种：PMMA、PC、尼龙和电木，本实施例中选用电木温控机构通过半导体温控片3实现对纳米颗粒溶液的温度控制，温度控制范围为0～100℃，所述温控机构的导热片上还设置有温度传感器安装孔11，用于安装温度传感器，传感器用于检测温控器的温度。检测芯片的腔体由三部分构成，包括上盖板7、下底板10和通道层8。其中，上盖板7有出口6和入口12，用于导入和导出检测液；下底板10为透明材质，本实施例中选用石英，用于观测纳米颗粒；通道层8包含样本腔13，样本腔13的通道结构尺寸为4mm，用于存储检测液，侧面为透明材质，本实施例中选用石英，使激光可以照射进入。上盖板7、通道层8、下底板10通过密封胶、胶垫实现密封，防止检测液流出。
试验例1
纳米颗粒进入检测芯片，温控系统，测定温度为24.6℃，系统判定温度在最适检测温度范围。相机捕捉颗粒的布朗运动，根据颗粒移动速度、轨迹系统推算纳米颗粒尺寸为70.5nm；通过计数视野内纳米颗粒数量，系统推算颗粒浓度为：9.18×1010mL-1；随着纳米颗粒的流动，系统再度两次测定颗粒尺寸、浓度：71.2nm，68.9nm与1.15×1011mL-1,1.08×1011mL-1。系统判定结果符合预期，合成完成。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。
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