(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210421908.4 (22)申请日 2022.04.21 (71)申请人 重庆华芯 云物联科技有限公司 地址 401141 重庆市两江新区复兴街道瑞 和路55号 (72)发明人 黄汐威　汪闯　 (74)专利代理 机构 成都知棋知识产权代理事务 所(普通合伙) 51325 专利代理师 马超前 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) G01N 21/59(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于离心式微流控芯片的血液生化指 标自动检测系统 (57)摘要 本发明公开一种基于离心式微流控芯片的 血液生化指标自动检测系统， 包括光电系统组 件、 温浴控温组件、 电机结构组件、 屏幕显示组件 和控制芯片电路板组件； 本发明采用的是不同波 长的单波长光源， 降低了系统中光路系统的复杂 度， 且光源强度编程可控， 使得仪器具有良好的 一致性， 本发明的系统无需对样本进行离心、 稀 释等额外 预处理即可进行检测， 具有精确细胞操 作的能力， 在改造和小型化传统生化分析系统方 面具有巨大潜力， 利用无刷直流电机提供离心 力， 高效率的分离出芯片内全血样 本中的血细胞 和血浆， 并在虹吸和离心的作用下定量稀释血浆 并转移稀释血浆至反应孔与试剂混合反应， 使 得 系统可以实现全自动化， 集成化。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114778468 A 2022.07.22 CN 114778468 A 1.一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 包括光电 系统组件、 温浴控温组件、 电机结构组件、 屏幕显示组件和控制芯片电路板组件， 所述光电 系统组件包括LED光源、 滤光片和硅光电二极管， 所述LED光源输出端设有透镜， 所述滤光片 设于硅光电二极管 上方； 所述温浴控温组件包括加热膜、 温度传感器和离心式微流控芯片， 所述温度传感器设 于离心式微流控芯片的周围并用于检测离心式微流控芯片周围温度， 所述加热膜设于离心 式微流控芯片的上下两端， 所述离心式微流控芯片包括芯片座、 芯片 盖和遮光膜， 所述芯片 盖位于芯片座和遮光膜之间， 所述芯片座上设有稀释液杯、 样本注入腔、 样本定量腔、 稀释 液储存腔、 稀释液定量腔、 混合腔、 废液腔、 虹吸通道和比色孔， 所述比色孔包括反应孔、 样 本指示孔、 对比孔和材 料孔； 所述电机结构组件包括有刷电机和无刷电机， 所述有刷电机结合系统结构设计来驱动 离心式微流控芯片进 行装盘与卸盘， 所述无刷电机为离心式微流控芯片提供离心力并分离 全血样本的血细胞与血浆； 所述屏幕显示组件为镶嵌于系统外壳上的LCD显示屏； 所述控制芯片电路板组件包括复杂可编程逻辑器件、 ADG1208八选一多路开关、 AD芯 片、 FSMC协议、 STM 32嵌入式单片机、 ARM处 理器和用户程序。 2.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述稀释液杯位于芯片座顶端中心位置， 所述样本注入腔和稀释液存储腔位 于稀释液杯两侧， 所述稀释液存储腔通过微通道与稀释液定量腔连通， 所述对比孔位于芯 片座顶端远离稀释液定量腔的一侧， 所述样本注入腔通过微通道与样本定量腔连通， 所述 样本定量腔通过微通道与混合腔相连， 所述稀释液定量腔的径向外侧和混合腔的径向内侧 通过半S型毛细血管微通道连通， 所述样本定量腔和混合腔的径向内侧通过半S型毛细血管 微通道连通， 所述反应孔呈弧形均匀分布于芯片座顶端周边并连通混合腔。 3.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述遮光膜上打印有用于确定待检测项目的二维码， 所述反应孔内填充有冻 干试剂， 所述稀释液杯内存 储有稀释液， 所述样本注入腔内的血 液样本通过移液器注入。 4.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述LED光源采用恒流源驱动电路驱动并提供340～850nm范围内的单一波长 的单色光， 所述恒流源驱动电路上连接有用于调节光源强度的数字电位计， 所述数字电位 计的输出 管脚与恒流源驱动电路的A、 W和B端口相连。 5.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述硅光电二极管采用S1133二极管作为光电转换器件， 所述硅光电二极管光 谱响应范围为320～1100nm， 且响应时间小于0.5 μS， 所述硅光电二极管采用I ‑V转换电路和 增益可调放大电路对光 转换的电流信号进行转换和放大。 6.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述LED光源为五路光源， 所述离心式微流控芯片旋转进 行AD信号采集时对五 路光源进行即时切换， 所述复杂 可编程逻辑器件驱动ADG1208八选一多路开关进行信号的 切换， 并驱动16位AD芯片进 行信号的采集， 所述FSMC协 议将采集后的原始数据传送给STM32 嵌入式单片机 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114778468 A 27.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述STM32嵌入式单片 机对原始数据进 行滤波处理并标记数据， 处理后的数据 通过串口发送给ARM处理器， 所述用户程序通过QT软件开发并安装于ARM处理器上移植的 Android系统上， 所述用户程序调用数据库中对应的数据对来自STM32嵌入式单片机的数据 进行处理， 得到离心式微流控芯片中每一个反应孔中的生化指标的浓度， 并通过LCD 显示屏 可视化显示出来。 8.根据权利要求1所述的一种基于离心式微流控芯片的血液生化指标自动检测系统， 其特征在于： 所述芯片座和芯片盖采用PMMA颗粒注塑成型， 所述芯片座和芯片盖通过超声 焊接。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114778468 A 3