一种微流控芯片测温成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种微流控芯片测温成像装置，包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。该方案采用近红外激光束照射上转换纳米颗粒的方法，再通过光学成像的手段收集上转换纳米颗粒发出的光，获得微流控芯片一定空间范围内的温度分布情况，不需要接触微流控芯片，避免对微流控芯片的影响。

A temperature measurement and imaging device based on microfluidic chip

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片测温成像装置
本技术涉及的是用于微流控芯片领域，对微流控芯片进行非接触式的测温成像装置，得到微流控芯片内部局域范围内的温度分布，为分析微流控芯片通道内的物理、化学反应过程提供依据。
技术介绍
微流控（Microfluidic）芯片由于具有高度集成性，可在一张芯片上完成采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等多种功能特点，因此又被称为微型全分析系统。目前微流控技术已经应用于高效筛选、环境监测、临床监测、空间微生物、现场分析、高效测序等领域。微流控通道中的局域温度的变化，揭示着通道中发生的物理、化学反应过程。由于微流控芯片尺寸很小，通道的直径多为数十到数百微米，因此对于温度探测的空间分辨率有着很高的要求。传统的红外温度成像仪的温度成像空间分辨率较低，无法分辨毫米尺度以下两个位置的温度区别。因此亟需一种不接触又能能对微流控芯片进行温度监控的技术。
技术实现思路
本方案针对上述的不足，提供了一种微流控芯片测温成像装置的技术方案，该方案采用近红外激光束照射上转换纳米颗粒的方法，再通过光学成像的手段收集上转换纳米颗粒发出的光，获得微流控芯片一定空间范围内的温度分布情况，不需要接触微流控芯片，避免对微流控芯片的影响。本方案是通过如下技术实现的：一种微流控芯片测温成像装置，包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。近红外激光源发出的近红外激光束被半反半透镜反射到微流控芯片上，微流控芯片上的上转换纳米颗粒发出光线经过透镜的收集并穿过半反半透镜，再经过滤光片组之后进入相机成像，成像后可以存储到计算机上，有温度监控装置，可以监控近红外激光源的温度，避免温度过高，改变了壳体内的空气密度，使得光线发生折射。上转换发光性质的纳米颗粒，在外界的近红外激光束照射下，纳米颗粒能够发出可见光，且纳米颗粒的发光性质随着颗粒温度的变化而改变，所以可以获得纳米颗粒所处位置的温度变化信息。近红外激光源的激光束与半反半透镜成45度角设置。这样可以使近红外激光束反射后，经过物镜照射到微流控芯片上，近红外激光源发射的近红外线为980nm波长的近红外线。此激发波段对生物组织损伤小，不会影响到微流控芯片通道中可能存在的生物细胞、蛋白分子的活性，并且近红外波长也不会激发通道中可能存在的荧光物质。上转换纳米颗粒为镱(Yb3+)、铒(Er3+)共掺杂的氟化钇钠（NaYF4）晶体颗粒。将NaYF4：Yb3+，Er3+纳米颗粒、PDMS、固化剂按实际使用需要的重量比例混合均匀，在真空条件下除去混合物中的气体，然后用来制备具备一定功能的微流控芯片，这样上转换纳米颗粒就分布在微流控芯片的片基中。温度监控装置包括设置在近红外激光源上的贴片温度传感器，贴片温度传感器与控制器连接，控制器与风扇连接。控制器可以采用常用的控制器，如单片机，在壳体上设置有铝合金散热片，铝合金散热片前端套装在近红外激光源上，铝合金散热片的后部设置在壳体外部，所述风扇固定在壳体外部的铝合金散热片上。贴片温度传感器将测量的近红外激光源的温度信息送到控制器，如果温度超过设定的阈值，则控制器控制风扇启动进行降温，有铝合金散热片，利于温度的传导散热。附图说明图1为本技术具体实施方式的结构示意图。图中，1为壳体，2为近红外激光源，3为半反半透镜，4为物镜，5为滤光片组，6为相机，7为计算机，8为风扇，9为铝合金散热片，10为贴片温度传感器，11为微流控芯片。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面结合附图对本技术的技术方案进行描述。这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。通过附图可以看出本方案的微流控芯片测温成像装置，包括用于发出近红外激光束的近红外激光源2，用于反射近红外激光束2的半反半透镜3，用于收集微流控芯片11中上转换纳米颗粒发出光线的物镜4，图中，微流控芯片中的原点即为上转换纳米颗粒，用于拍照成像的相机6，上转换纳米颗粒为镱(Yb3+)、铒(Er3+)共掺杂的氟化钇钠（NaYF4）晶体颗粒。近红外激光源2、半反半透镜3、相机6、物镜4均设置在壳体1内，壳体1为不透明的，物镜4、半反半透镜3、相机6在同一垂直线上，且在半反半透镜3和相机6之间设置滤光片组5，近红外激光源2与半反半透镜3在同一水平线上，近红外激光源2的激光束与半反半透镜3成45度角设置，近红外激光源2发射的近红外线为980nm波长的近红外线。在壳体1内还设置有监测近红外激光源2的温度监控装置。所述的温度监控装置包括设置在近红外激光源2上的贴片温度传感器10，贴片温度传感器10与控制器连接，控制器与风扇8连接。在壳体1上设置有铝合金散热片9，铝合金散热片9前端套装在近红外激光源2上，铝合金散热片9的后部设置在壳体1外部，所述风扇8固定在壳体1外部的铝合金散热片9上。上面所描述的具体实施方式仅仅是本技术一部分具体实施方式，而非全部的具体实施方式。基于本专利中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它具体实施方式，都属于本专利保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片测温成像装置，其特征是：包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；所述的近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片测温成像装置，其特征是：包括用于发出近红外激光束的近红外激光源，用于反射近红外激光束的半反半透镜，用于收集微流控芯片中上转换纳米颗粒发出光线的物镜，用于拍照成像的相机；所述的近红外激光源、半反半透镜、相机、物镜均设置在壳体内，物镜、半反半透镜、相机在同一垂直线上，且在半反半透镜和相机之间设置滤光片组，近红外激光源与半反半透镜在同一水平线上，在壳体内还设置有监测近红外激光源的温度监控装置。


2.根据权利要求1所述的微流控芯片测温成像装置，其特征是：所述的近红外激光源的激光束与半反半透镜成45度角设置。


3.根据权利要求1所述的微流控芯片测温成像装置，其特征是：所述的上转...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，王瑀，潘桂建，
申请(专利权)人：镇江国裕纳米新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32