CN114324903A - 用于冰箱的微流控检测系统及其控制方法、冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于冰箱的微流控检测系统及其控制方法、冰箱。微流控检测系统包括：微流控生物芯片，具有进样口、连通端口和缓冲液入口、以及形成在其内部的检测池，进样口、检测池、以及连通端口之间通过微流道依次连通以形成主通道，从而允许与进样口接触的样本液依次经进样口和微流道流入检测池，缓冲液入口与连接在连通端口和检测池之间的微流道相连通；检测机构，用于对检测池进行检测，以获取样本液的预设检测参数；以及缓冲液驱动装置，与缓冲液入口连通，且用于促使缓冲液经缓冲液入口流入主通道并经进样口流出，从而利用缓冲液对主通道进行清洗，实现了微流控检测系统的自动清洗，简化了结构及其控制逻辑，减小了其体积。

Description

用于冰箱的微流控检测系统及其控制方法、冰箱

技术领域

本发明涉及冷藏冷冻技术，特别是涉及一种用于冰箱的微流控检测系统及其控制方法、冰箱。

背景技术

随着人们生活水平的提高，日常生活中通常需要对食用的一些食材的农残、病毒、营养元素或其他方面进行检测，以定性或定量地获取食材的状况。例如，由于农药滥用问题，我们日常买到的果蔬和农副产品有可能出现农残含量超标的问题，如果不能及时发现这些食品的农残含量超标问题，人体摄入后会造成极大危害。再如，目前提倡的母乳喂养，只有在母乳具有正常营养价值的情况下才是对婴儿最好的喂养，然而在乳母生病、吃药、手术或其他情况下可能导致其分泌的乳汁中的营养元素含量降低甚至产生病毒，从而影响婴儿的生长发育和健康。

在众多检测方法中，利用微流控生物芯片进行检测的方法比较快速，且体积较小，适宜于家庭使用。然而，现有的微流控生物芯片大都是一次性的，不可重复使用，浪费严重，使用成本高，不便于推广。并且，将微流控生物芯片集成在冰箱上后，每次使用都要将一个新的微流控生物芯片安装在冰箱上，使用完毕后，还要将其从冰箱上拆除，操作非常繁琐。并且冰箱上的结构集成化程度较高、布局比较紧凑，微流控生物芯片的拆装操作的难度比较大。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术的至少一个缺陷，提供一种适用于冰箱的可自动清洗的微流控检测系统。

本发明第一方面的另一个目的是提高微流控检测系统的清洗效果和清洗效率。

本发明第一方面的一个进一步的目的是提高微流控检测系统的自动化程度。

本发明第二方面的目的是提供一种上述微流控检测系统的控制方法。

本发明第三方面的目的是提供一种具有上述微流控检测系统的冰箱。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种用于冰箱的微流控检测系统，包括：微流控生物芯片，具有进样口、连通端口和缓冲液入口、以及形成在其内部的检测池，所述进样口、所述检测池、以及所述连通端口之间通过微流道依次连通以形成主通道，从而允许与所述进样口接触的样本液依次经所述进样口和所述微流道流入所述检测池，所述缓冲液入口与连接在所述连通端口和所述检测池之间的所述微流道相连通；

检测机构，用于对所述检测池进行检测，以获取所述样本液的预设检测参数；以及

缓冲液驱动装置，与所述缓冲液入口连通，且用于促使缓冲液经所述缓冲液入口流入所述主通道并经所述进样口流出，从而利用所述缓冲液对所述主通道进行清洗。

可选地，所述微流控检测系统还包括：

样本液驱动装置，与所述连通端口连通，且用于促使与所述进样口接触的样本液经所述进样口流入所述微流道并经所述微流道流入所述检测池。

可选地，所述样本液驱动装置配置成在所述检测机构对所述检测池检测完毕后受控地促使所述主通道内的溶液通过所述进样口排出；

所述缓冲液驱动装置配置成在所述主通道内的溶液排出后受控地向所述主通道注入缓冲液，以对所述主通道进行清洗。

可选地，所述微流控生物芯片的内部还形成有用于供样本液和反应试剂反应的反应池，所述反应池位于所述主通道上，并连通在所述进样口和所述检测池之间，以使得样本液先与所述反应池内的反应试剂反应后再流入所述检测池。

可选地，所述微流控生物芯片的端部还设有分别与所述检测池和所述反应池连通的检测试剂入口和反应试剂入口；且

所述微流控检测系统还包括与所述检测试剂入口和所述反应试剂入口同时密封连通的试剂注射泵，以利用所述试剂注射泵驱动预设量的检测试剂和预设量的反应试剂分别流入所述检测池和所述反应池。

可选地，所述微流控生物芯片包括：

芯片主体，其上开设有相互连通的检测通孔和反应通孔，所述检测通孔的至少一侧和所述反应通孔的至少一侧均敞开；

贴纸，可移除地贴附在所述芯片主体上，并覆盖所述检测通孔和所述反应通孔敞开的一侧，以分别形成所述检测池和所述反应池；其中

所述贴纸的分别与所述检测通孔和所述反应通孔对应的位置处分别涂覆有检测试剂和反应试剂。

可选地，所述微流控检测系统还包括：

用于容装缓冲液的缓冲液瓶，所述缓冲液瓶与所述缓冲液驱动装置相连通，以用于为所述缓冲液驱动装置提供缓冲液。

可选地，所述微流控检测系统还包括：

样品台，用于放置样本杯，所述样本杯用于盛放样本液；且

所述缓冲液驱动装置具有两个引出管，其中一个所述引出管与所述缓冲液入口连通，另一个所述引出管延伸至所述样品台，以用于向放置于所述样品台上的样本杯输送缓冲液，从而使所述缓冲液与所述样本杯中的样本混合后产生所述样本液。

可选地，所述样品台包括：

支撑台，用于支撑所述样本杯；以及

振荡器，设置于所述支撑台上，用于在所述支撑台上放置所述样本杯后对所述样本杯进行振荡，以使得所述样本杯中的缓冲液和样本充分混合。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种用于上述任一方案所涉及的微流控检测系统的控制方法，其包括：

启动所述缓冲液驱动装置，通过所述缓冲液驱动装置驱动缓冲液经所述缓冲液入口流入所述主通道并从所述主通道的进样口流出，从而利用所述缓冲液对所述主通道进行清洗。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种冰箱，其包括上述任一方案所涉及的微流控检测系统。

本发明的微流控检测系统包括微流控生物芯片和缓冲液驱动装置，该微流控生物芯片不但具有传统芯片所具有的进样口、连通端口和检测池，而且还特别设计有缓冲液入口，并且缓冲液入口与连接在连通端口和检测池之间的微流道相连通，由此，可通过缓冲液驱动装置促使缓冲液经缓冲液入口流入连通端口、检测池和进样口依次连通形成的主通道内，并促使缓冲液从进样口流出，从而利用缓冲液对主通道的至少沾有样本液和检测试剂的区段进行清洗，实现了微流控检测系统的自动清洗。同时，本申请通过对微流控生物芯片的结构进行简单地改进即可省去较为复杂的管路、电磁阀等结构设计，简化了微流控检测系统的结构及其控制逻辑，减小了其体积，使其更加适用于集成在冰箱上。

并且，本申请还通过对缓冲液入口的位置和连通关系进行特别设计，使得缓冲液流入主通道的方向与样本液流入主通道的方向是相逆的，可避免缓冲液从进样口流入主通道会使主通道内的残留液体继续流向连通端口导致残留液体沾污面积更大的问题，减小了缓冲液的输入量和输入时间，提高了微流控检测系统的清洗效果和清洗效率。

进一步地，微流控生物芯片的端部还设有与检测池连通的检测试剂入口和与反应池连通的反应试剂入口，可通过试剂注射泵自动地向检测池和反应池中分别注入预设量的检测剂和预设量的反应剂，从而省去了人工添加试剂的操作，确保了试剂添加量的精确性、提高了微流控检测系统的自动化程度。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于冰箱的微流控检测系统的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的用于冰箱的微流控检测系统的示意性结构分解图；

图3是根据本发明一个实施例的微流控检测系统内部结构的示意性结构图；

图4是根据本发明一个实施例的微流控检测系统内部结构的示意性结构分解图；

图5是根据本发明一个实施例的微流控生物芯片的示意性结构图；

图6是根据本发明另一个实施例的微流控生物芯片的示意性结构分解图；

图7是根据本发明一个实施例的升降机构和样品台处于分解状态的示意性结构图；

图8是根据本发明一个实施例的样本液驱动装置的示意性结构图；

图9是根据本发明一个实施例的密封对接结构的示意性结构图；

图10是根据本发明一个实施例的芯片安装机构和芯片拆卸机构的示意性结构图；

图11是根据本发明一个实施例的微流控检测系统的控制方法的示意性流程图；

图12是根据本发明一个进一步实施例的微流控检测系统的控制方法的示意性流程图；

图13是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性结构图；

图14是根据本发明一个实施例的门体的示意性结构分解图。

具体实施方式

本发明首先提供一种用于冰箱的微流控检测系统，本发明的微流控检测系统用于对样本液的预设检测参数进行定性或定量检测，该预设检测参数例如可以为用于表示农残量是否超标和/或农残量的具体数值的农残参数、用于表示营养元素是否达标和/或营养元素具体含量的营养参数、用于表示特定有害物质(例如特定病毒)是否超标和/或具体含量的特定物质参数等等。

图1是根据本发明一个实施例的用于冰箱的微流控检测系统的示意性结构图，图2是根据本发明一个实施例的用于冰箱的微流控检测系统的示意性结构分解图，图3是根据本发明一个实施例的微流控检测系统内部结构的示意性结构图，图4是根据本发明一个实施例的微流控检测系统内部结构的示意性结构分解图。为了便于理解，图1至图4中还示出了样本杯2。

参见图1至图4，本发明涉及的微流控检测系统1包括微流控生物芯片10、检测机构20和缓冲液驱动装置30。本领域技术人员可以理解的是，当微流控检测系统用于检测的预设检测参数不同时，其所使用的微流控生物芯片10和检测机构20的具体选择可能也有所不同。例如，当微流控检测系统用于农残检测时，其具有的微流控生物芯片10可以是能够为农残液提供检测条件的微流控农残检测芯片，其具有的检测机构20可以是能够对农残液的农残参数进行检测的农残检测机构。

图5是根据本发明一个实施例的微流控生物芯片的示意性结构图。微流控生物芯片10具有进样口111、连通端口112和缓冲液入口113、以及形成在其内部的检测池121，进样口111、检测池121、以及连通端口112之间通过微流道依次连通以形成主通道13(图5中虚线框所示流路)，从而允许与进样口111接触的样本液依次经微流道流入检测池121，缓冲液入口113与连接在连通端口112和检测池121之间的微流道141相连通。具体地，缓冲液入口113可通过缓冲液输送通道144与微流道141连通。本发明所涉及的微流道意指过流面积在预设尺寸范围内的细微流道或毛细流道，以使其具有合适的保持其内液体的能力。进样口111、连通端口112和缓冲液入口113可形成在微流控生物芯片10的端部。进一步地，进样口111和连通端口112优选形成在微流控生物芯片10的不同端部。

检测机构20用于对检测池121进行检测，以获取样本液的预设检测参数。具体地，检测池121内可预先设有检测试剂，也可通过人为地或自动地向检测池121内添加检测试剂，以在检测池121内的样本液和其内的检测试剂反应后通过检测机构20对检测池121进行检测。

缓冲液驱动装置30与缓冲液入口113连通，且用于促使缓冲液经缓冲液入口113流入主通道13并经进样口111流出，从而利用缓冲液对主通道13进行清洗。

本发明的微流控检测系统1所包含的微流控生物芯片10不但具有传统芯片所具有的进样口111、连通端口112和检测池121，而且还特别设计有缓冲液入口113，并且缓冲液入口113与连接在连通端口112和检测池121之间的微流道13相连通，由此，可通过缓冲液驱动装置30促使缓冲液经缓冲液入口113流入连通端口112、检测池121和进样口111依次连通形成的主通道13内，并促使缓冲液从进样口111流出，从而利用缓冲液对主通道13的至少沾有样本液和检测试剂的区段进行清洗，实现了微流控检测系统1的自动清洗。

并且，本申请通过对微流控生物芯片10的结构进行简单地改进即可省去较为复杂的管路、电磁阀等结构设计，简化了微流控检测系统1的结构及其控制逻辑，减小了其体积，使其更加适用于集成在冰箱上。

更为重要的是，本申请通过对缓冲液入口113的位置和连通关系进行特别设计，使得缓冲液流入主通道13的方向与样本液流入主通道13的方向是相逆的，可避免缓冲液从进样口111流入主通道13会使主通道13内的残留液体继续流向连通端口112导致残留液体沾污面积更大、所需清洗的面积更大的问题，减小了缓冲液的输入量和输入时间，提高了微流控检测系统的清洗效果和清洗效率。

在一些实施例中，与进样口111接触的样本液可以在主通道13与大气产生的压力差的驱动作用下流入微通道和检测池121，也可以在微流道的毛细吸力作用下流入微流道和检测池121，此时，微通道可设计成在微流控生物芯片10竖直放置、且进样口111处于其底部时能够使得处于检测池121和微流道内的液体克服其自身的重力保持在检测池121和微流道内。

在一些优选的实施例中，与进样口111接触的样本液可以在驱动机构的驱动作用下流入微流道和检测池。例如，在一个实施例中，微流控检测系统1还包括样本液驱动装置40，样本液驱动装置40与连通端口112连通，且用于促使与进样口111接触的样本液经微流道流向检测池121。由此，可通过样本液驱动装置40对流入检测池121的样本液的量进行精确地控制。具体地，样本液驱动装置40可通过向外抽吸空气以在主通道13内形成负压的方式促使与进样口111接触的样本液在负压作用下进入微通道和检测池121。

进一步地，样本液驱动装置40还配置成在样本液进入检测池121后受控地对进入主通道13内的样本液进行方向相逆的推液和吸液动作，以促使检测池121内的样本液与其内的检测试剂更加均匀地混合或更加充分地反应，提高了检测结果的精准性。需要注意的是，此时所执行的推液和吸液动作是很细微的，避免样本液和检测试剂的混合溶液流出主通道13。

在一些实施例中，样本液驱动装置40还配置成在检测机构20对检测池121检测完毕后受控地促使主通道13内的溶液通过进样口111排出。缓冲液驱动装置30配置成在主通道13内的溶液排出后受控地向主通道13注入缓冲液，以对主通道13进行清洗。由此，只需要利用缓冲液将残留在主通道内的残留液体冲刷干净即可，节省了缓冲液的使用量。

在一些实施例中，微流控生物芯片10的内部还形成有用于供样本液和反应试剂反应的反应池122，反应池122位于主通道13上，并连通在进样口111和检测池121之间，以使得样本液先与反应池122内的反应试剂反应后再流入检测池121。也就是说，在一些实施例中，主通道13还包括反应池122，反应池122与进样口111之间、以及反应池122与检测池121之间分别通过微流道143和微流道142连通。

对于特定的样本液或对于样本液的一些特定检测参数，可能需要先令样本液与反应试剂反应，然后再与检测试剂反应，检测机构对最终反应后的溶液进行检测来获取特定样本液的预设检测参数，可避免反应试剂与检测试剂之间产生反应或相互影响，提高了检测结果的准确性。例如，当需要利用微流控检测系统1对样本液的农残参数进行检测时，优选酶抑制率法，因其定性检测农残含量，检测速度较快，更加适用于家庭使用。此时，用于微流控生物芯片10的反应试剂和检测试剂可以分别为酶试剂和显色剂。反应池122用于供样本液和其内的酶试剂反应，与酶试剂反应后的样本液流入检测池121，与检测池121内的显色剂进行反应。此时，检测机构20可以选择为光电检测机构，其可以包括分别设置在微流控生物芯片10的两个相对的侧部并均与检测池121正对的光源21和光敏元件22，光源21发出的光照射至检测池121，透过检测池121的光导入光敏元件22，从而利于通过光敏元件22接收到的光强信号判断检测池121内的吸光度变化，进而计算农残抑制率。进一步地，检测机构20还包括用于向检测池121提供热量的加热片24和用于控制加热片24加热功率恒定的温控器25，以使得检测池121内的样本液和检测试剂充分、快速地反应。

由于主通道13是可以自动清洗的，且每次检测都需要检测试剂和反应试剂，因此，每次检测之前，都需要向微流控生物芯片10的检测池121和反应池122分别添加检测试剂和反应试剂。

为此，在一些实施例中，参加图6所示的本发明另一个实施例的微流控生物芯片的示意性结构分解图。微流控生物芯片10可包括芯片主体17和贴纸18。芯片主体17上开设有相互连通的检测通孔171和反应通孔172，检测通孔171的至少一侧和反应通孔172的至少一侧均敞开。贴纸18可移除地贴附在芯片主体17上，并覆盖检测通孔171和反应通孔172敞开的一侧，以分别形成检测池121和反应池122。也就是说，检测通孔171敞开的一侧被覆盖后形成检测池121，反应通孔172敞开的一侧被覆盖后形成反应池122。贴纸18的分别与检测通孔171和反应通孔172对应的位置处分别涂覆有检测试剂和反应试剂，从而在贴纸18覆盖检测通孔171和反应通孔172敞开的一侧后使得贴纸18上的检测试剂和反应试剂分别处于检测池121和反应池122中。

在该实施例中，检测试剂和反应试剂是通过手动地更换贴纸18的方式添加至检测池121和反应池122的，这种手动添加的方式相对比较简单，且成本较低，取消了试剂注射泵的运行噪音。

在图5所示所示中，微流控生物芯片10的端部还设有分别与检测池121和反应池122连通的检测试剂入口114和反应试剂入口115。并且，微流控检测系统1还包括与检测试剂入口114和反应试剂入口115同时密封连通的试剂注射泵72，以利用试剂注射泵72驱动预设量的检测试剂和预设量的反应试剂分别流入检测池121和反应池122。也就是说，可通过试剂注射泵72自动地向检测池121和反应池122中分别注入预设量的检测剂和预设量的反应剂，从而省去了人工添加试剂的操作，确保了试剂添加量的精确性、提高了微流控检测系统1的自动化程度。

具体地，检测试剂入口114和检测池121之间可通过形成在微流控生物芯片10内部的检测试剂输送通道145相连通，反应试剂入口115和反应池122之间可通过形成在微流控生物芯片10内部的反应试剂输送通道146相连通。检测试剂输送通道145和反应试剂输送通道146均可以为具有迂回延伸区段的微流道，以进一步提高试剂添加量的精确性。

在一些实施例中，微流控检测系统1还包括用于容装缓冲液的缓冲液瓶36，缓冲液瓶36与缓冲液驱动装置30相连通，以用于为缓冲液驱动装置30提供缓冲液。具体地，缓冲液瓶36与缓冲液驱动装置30之间通过引入管33连通。

在一些实施例中，微流控检测系统1还包括样品台70，样品台70用于放置样本杯2，样本杯2用于盛放样本液。由此，便于微流控生物芯片10的进样口111与置于样品台70上的样本杯中的样本液接触。当检测机构20检测完毕后，样本液驱动装置40驱动主通道13内的混合溶液经进样口111流出，从而可通过置于样品台70上的样本杯收集经进样口111流出的混合液体。在清洗过程中，缓冲液驱动装置30注入主通道13内的缓冲液经进样口111流出，从而可通过置于样品台70上的样本杯收集缓冲液。可见，样品台70的设置可以为样本杯提供支撑，进而通过样本杯实现样本液与进样口111的接触、样本液与试剂反应后的混合溶液和清洗主通道13后的缓冲液的收集，保证了微流控检测系统的清洁。

进一步地，缓冲液驱动装置30具有两个引出管，其中一个引出管31与缓冲液入口113连通，以用于向主通道13注入缓冲液，另一个引出管32延伸至样品台70，以用于向放置于样品台70上的样本杯2输送缓冲液，从而使缓冲液与样本杯2中的样本混合后产生样本液。这主要是针对被检测的样本为固态样本，需要利用缓冲液将固态样本上的待检测物质溶解到其中从而形成样本液；或者，样本为液态样本，但是浓度过高，需要利用缓冲液对其进行稀释后产生样本液。例如，在进行农残检测时，被检测的样本通常为表皮、叶片等固体的食材残片，需要将样本置于缓冲液中，样本上的残留农药溶解到缓冲液中，从而形成样本液。

具体地，微流控生物芯片10可沿竖向放置，样品台70设置在微流控生物芯片10的下方。进样口111位于微流控生物芯片10的底部，以便于进样口111与处于其下方的样本杯中的样品液接触。在一些实施例中，微流控生物芯片10设置在样品台70的上方，样品台70可设置成沿上下方向可动，以使其具有允许置于其上的样本杯中的样本液与微流控生物芯片10的进样口111接触的使用状态和处于使用状态下方预设距离的闲置状态，以便于用户取放样本杯。

进一步地，微流控检测系统1还包括用于驱动样品台70上下移动的升降机构60，以使得样品台70在允许置于样品台70上的样本杯2中的样本液与进样口111接触的检测位置和处于检测位置下方预设距离的初始位置之间切换。也就是说，样品台70可以通过升级机构60自动升降。

图7是根据本发明一个实施例的升降机构和样品台处于分解状态的示意性结构图。在一些实施例中，升降机构60可包括升降电机61、传动丝杆62和螺母63。升降电机61用于输出驱动力。传动丝杆62沿竖直方向设置，且与升降电机61的输出轴相连，以在升降电机61的驱动下转动。螺母63穿设在传动丝杆62上，并与传动丝杆62螺纹连接，以随传动丝杆62的转动沿传动丝杆62上下移动。样品台70与螺母63固定连接，以通过螺母63带动样品台70上下移动。

进一步地，升降机构60还包括滑轨64和滑块65。滑轨64与传动丝杆62相平行地设置在传动丝杆62的旁侧，滑块65可移动地设置在滑轨64上，样品台70与滑块65固定连接，以通过滑轨64和滑块65的配合引导样品台70上下移动。具体地，样品台70在驱动模块的作用下沿上下方向移动时带动滑块65同步移动，滑块65被限制在滑轨64上，滑轨64对滑块65的移动具有引导和限位的作用，从而间接地对样品台70产生引导和限位作用，避免了样品台70在移动过程中产生偏移或卡顿，提高了样品台70运动的平稳性。具体地，样品台70可包括穿设在传动丝杆62中并与螺母63固定相连的水平连接板74以及垂直于水平连接板74向上延伸的竖直连接板75，竖直连接板75与滑块65固定连接。

在一些实施例中，升降机构60还包括限位开关66，限位开关66邻近传动丝杆62的上部设置，以在样品台70向上移动至触碰到限位开关66时促使升降电机61停止运行。并且，限位开关66的位置设置成当升降电机61在限位开关66的触发下停止运行时使得样品台70处于其检测位置。升降电机61不运行时可使样品台70保持在其检测位置。本申请通过限位开关66来定位样品台70的检测位置，定位精准，可避免样品台70超出其检测位置继续移动导致样品台70、微流控生物芯片10等结构损坏的问题。

在一些实施例中，样品台70可包括支撑台71和振荡器72。支撑台71用于支撑样本杯2。具体地，支撑台71可以为水平放置的支撑板，支撑板上可设置用于供样本杯2的底部放置于其内的凹槽，以在样品台70的移动过程中避免样本杯2倾倒或晃动，提高了样本杯2放置的稳固性。支撑台71与水平连接板74固定连接。

振荡器72设置于支撑台71上，用于在支撑台71上放置样本杯2后对样本杯2进行振荡，以使得样本杯2中的缓冲液和样本充分混合，从而使得样本上的待检测物质充分地溶解到缓冲液中得到合适浓度的样本液。

在一些实施例中，样品台70还包括称重传感器73，称重传感器73设置于支撑台71的下方，以用于测称样本杯2中样本的重量，从而允许缓冲液驱动装置30将与样本重量相匹配的预设量的缓冲液输送至样本杯2。通常情况下，家庭用户对样本的提取是比较随意的，比如随意撕下一小片菜叶，因此，为了保证测量结果的准确性，输入样本杯2中的缓冲液的量需要与样本的量相匹配，这样才能够产生合适浓度的样本液。本申请通过置于支撑台71下方的称重传感器73可自动地、精确地获得样本的重量，从而自动控制缓冲液驱动装置30向样本杯2中输入匹配量的缓冲液，既保证了测量结果的准确性，又避免了用户手动测称样本导致使用不便、操作繁琐、误差较大等诸多问题，进一步提高了微流控检测系统的自动化程度和用户的使用体验。

需要说明的是，在一些替代性实施例中，样品台70可以为固定的，微流控生物芯片10设置成可动的，同样能够便于取样操作。

在一些实施例中，缓冲液驱动装置30、样本液驱动装置40、试剂注射泵72以及缓冲液瓶36均处于微流控生物芯片10在横向上的旁侧，以避免任一装置产生漏液时漏液滴落在其他装置上对整个系统的性能产生较大影响。在一个具体的实施例中，缓冲液驱动装置30、微流控生物芯片10、试剂注射泵72、样本液驱动装置40以及缓冲液瓶36沿横向依次排列，以充分地利用了各个模块在竖直方向和横向上的尺寸特征，使得各个模块的布局更加紧凑，尽可能地减小占用空间。并且，各个模块之间仅在竖直方向上和横向上并排设置，尽可能地缩小了微流控检测系统1在前后方向上的厚度，以使其更加适宜于集成在冰箱上。

进一步地，连通端口112、缓冲液入口113、检测试剂入口114和反应试剂入口115均位于微流控生物芯片10的顶部，并相互独立。缓冲液驱动装置30还包括泵体34，引入管33从泵体34的顶部引入，两个引出管31，32均从泵体34的顶部引出，引入管33的另一端与缓冲液瓶36的顶部相连通，从而缩短了引入管33和两个引出管31，32的长度，避免管路过长导致微流控检测系统的布局杂乱、占用空间大的问题。同样地，样本液驱动装置40的输出端口位于其顶部，试剂注射泵72的两个输出端口均位于顶部，以缩短样本液驱动装置40与连通端口112之间的连接管路46、试剂注射泵72与检测试剂入口114之间的连接管路、以及试剂注射泵72与反应试剂入口115之间的连接管路的长度，避免管路过长导致微流控检测系统的布局杂乱、占用空间大的问题。由此，微流控检测系统1的结构布局非常紧凑，适宜于集成在冰箱上。

在一些实施例中，缓冲液驱动装置30可以为蠕动泵、隔膜泵或其他合适类型的驱动装置。蠕动泵或隔膜泵在运行时会在其径向上产生较大的振动，为了避免该振动传递至微流控生物芯片，蠕动泵或隔膜泵的径向外侧可设有弹性减振件35。

在一些实施例中，样本液驱动装置40和试剂注射泵72均可以为微型注射泵，两者结构类似，不同的是，样本液驱动装置40仅具有一个注射器，而试剂注射泵72具有反应试剂注射器和检测试剂注射器这两个相互独立的注射器。因此，样本液驱动装置40和试剂注射泵72在微流控检测系统1中的布局也类似。

以样本液驱动装置40为例，图8是根据本发明一个实施例的样本液驱动装置的示意性结构图，样本液驱动装置40可以包括注射电机41，注射电机41悬空设置，一方面，可避免其运行时产生的振动传递至其他部件，另一方面，还有利于其运行时产生的热量的散发。

进一步地，样本液驱动装置40还可以包括竖向延伸的注射器42、竖向延伸的丝杆43、滑块44和活塞。注射器42固定在支架上，且注射器42的顶部通过连接管路46与微流控生物芯片10顶部的连通端口112连通。丝杆43与注射电机41相连，以在注射电机41的驱动下转动。滑块43穿设在丝杆43上，并与丝杆43螺纹连接，以随丝杆43的转动沿丝杆43上下平移。活塞设置于注射器42的内部，且与滑块43固定连接，以在滑块43的带动下沿上下方向平移，从而在其向下平移时使得微流控生物芯片10的主通道13内产生负压进而促使与进样口111接触的样本液流入微流道并通过微流道流入检测池121、在其向上平移时促使主通道13内的样本液向进样口111流动。

在一些实施例中，缓冲液驱动装置30、样本液驱动装置40以及试剂注射泵72可通过密封对接机构90同时与微流控生物芯片10密封对接，以使得缓冲液驱动装置30、样本液驱动装置40以及试剂注射泵72均通过密封对接机构90分别与微流控生物芯片10的缓冲液入口113、连通端口112、检测试剂入口114和反应试剂入口115密封地连通。

图9是根据本发明一个实施例的密封对接结构的示意性结构图。密封对接机构90可包括密封连接件91和弹性施压件92。密封连接件91具有四个连接柱911，每个连接柱911中均设有贯穿通道912。四个连接柱911的贯穿通道的一端分别与微流控生物芯片10的缓冲液入口113、连通端口112、检测试剂入口114和反应试剂入口115连通，另一端分别与缓冲液驱动装置30的引出管31、样本液驱动装置40的连接管路46、试剂注射泵72的检测试剂注射器出口和反应试剂注射器出口连通。弹性施压件92用于向密封连接件91施加弹性作用力，以促使密封连接件91始终保持同时与样本液驱动装置40、缓冲液驱动装置30、试剂注射泵72和微流控生物芯片10紧密地密封对接的状态，避免了采用其他对接机构可能导致长时间使用后产生松动、断折等问题，从而确保间长期的、可靠的流体密封连通关系、提高了密封效果。

进一步地，弹性施压件92可以为弹簧，弹簧的一端抵接于一固定设置的端板513(集成在芯片安装机构51上)，另一端抵接于密封连接件91，端板513和微流控生物芯片10分别处于密封连接件91的相对的两侧。在微流控生物芯片10处于安装状态下，弹簧处于被压缩的状态，从而产生用于促使密封连接件91具有朝向微流控生物芯片10移动趋势的弹性作用力。

在一些实施例中，微流控检测系统1还包括芯片安装机构51和芯片退出机构52。芯片安装机构51用于供微流控生物芯片10可拆卸地安装于其上，以便于微流控生物芯片10的拆卸。芯片退出机构52裸露于微流控检测系统1的外部，且用于可操作地解除芯片安装机构51对微流控生物芯片10的支撑固定作用，以释放微流控生物芯片10，从而便于其拆卸。

图10是根据本发明一个实施例的芯片安装机构和芯片拆卸机构的示意性结构图。具体地，芯片安装机构51包括相对设置的两个弹性夹爪511，以向处于两个弹性夹爪511之间的微流控生物芯片10施加相向作用力，从而使得微流控生物芯片10夹持在两个弹性夹爪511之间。也就是说，两个弹性夹爪511均朝向内侧对微流控生物芯片10施加弹性作用力，从而可以长时间地保持加紧状态。两个弹性夹爪511的设计结构非常简单，占用空间小，并且可通过弹性夹爪511的弹性变形简便地实施微流控生物芯片10的安装和拆卸操作，从而在结构和使用两方面都使得微流控检测系统1更加适用于集成在冰箱上，不会造成冰箱结构复杂，也不影响用户在冰箱上进行拆装芯片的操作。

芯片退出机构52设置成可操作地向两个弹性夹爪511施加方向相反的作用力，以促使两个弹性夹爪511朝相互背离的方向产生弹性变形，从而解除两个弹性夹爪511对微流控生物芯片10的夹持作用。也就是说，用户可通过芯片退出机构52向两个弹性夹爪511施加相背离的作用力，促使两个弹性夹爪511朝相互背离的方向产生弹性变形，从而解除两个弹性夹爪511对微流控生物芯片10的夹持作用，释放微流控生物芯片10，微流控生物芯片10即可轻易地被拆卸下来。并且，由于芯片退出机构52裸露在外，便于用户实施芯片退出操作，无论微流控检测系统1自身的结构布局以及其集成于冰箱后的整体结构布局有多紧凑，都不会影响微流控生物芯片10的拆卸操作，提高了用户的使用体验。

进一步地，芯片退出机构52可包括悬垂在微流控生物芯片10一侧的悬臂按键521和由悬臂按键521的朝向微流控生物芯片10的内侧向逐渐靠近微流控生物芯片10的方向凸出延伸的抵接块522，抵接块522同时与两个弹性夹爪511的相向设置的内侧抵接，以在悬臂按键521受到朝向微流控生物芯片10的作用力时通过抵接块522向两个弹性夹爪511的内侧施加朝外的作用力，从而使得两个弹性夹爪511朝相互背离的外侧方向弹性变形。也就是说，当需要拆卸微流控生物芯片10时，用户只需要按压悬臂按键521即可解除两个弹性夹爪511对微流控生物芯片10的夹持作用，从而释放微流控生物芯片10，操作非常简便，且芯片退出机构52的结构非常简单，设计非常巧妙。

抵接块522的分别与两个弹性夹爪511的内侧相抵的两个相对的侧面沿逐渐靠近微流控生物芯片10的方向相向倾斜，以确保悬臂按键521按压操作的顺畅性，避免出现卡顿等现象。具体地，抵接块522大致可呈等腰梯形，等腰梯形的下底与悬臂按键521相连，等腰梯形的两个腰分别与两个弹性夹爪511的内侧相抵接。

在一些实施例中，微流控检测系统1还包括壳体80。壳体80上形成有朝向其前侧敞开的操作台83，样品台70至少部分地位于操作台83中，从而便于用户在操作台83中实施放置样本杯2、取出样本杯2等操作。操作台83中可设有处于样品台70下方的接水盒88，以承接可能滴落的液体，避免污染操作台83。微流控生物芯片10的至少部分区段、检测机构20、样本液驱动装置40、缓冲液驱动装置30、试剂注射泵72、密封对接机构90、芯片安装结构51、芯片退出机构52均设置在壳体80内。进一步地，壳体80上设有用于与冰箱的箱体或门体相连的第一结构连接件81、以及用于在微流控检测系统1和冰箱100的电控装置之间形成电连接的第一电连接件82，以允许微流控检测系统1作为一个整体安装至冰箱的箱体或门体。

在一些实施例中，微流控检测系统1还包括电路板53、显示装置56和开关按键57，电路板53设置于壳体80内，且与壳体80上的第一电连接件82电连接。微流控检测系统1的用电部件(例如升降机构60、缓冲液驱动装置30、样本液驱动装置40、试剂注射泵72、显示装置56、开关按键57等)均直接或间接地与电路板53电连接。显示装置56设置在壳体80的前侧，且与电路板53电连接，以用于显示检测机构20的检测结果。开关按键57设置在壳体80的前侧，且与电路板53电连接，以用于启动和/或关闭微流控检测系统1的检测功能。也就是说，用户可通过操作开关按键57启动、暂停或停止微流控检测系统1的检测功能。

在一些实施例中，壳体80可包括处于后侧的后壳84和连接在后壳84前侧的前面板85。后壳84与前面板85组装后在二者之间限定处容纳腔。并且，壳体80的容纳腔内还设有支撑板86和支架87。支撑板86与后壳84固定连接，升降机构60的至少部分结构(如升降机构的不可动部分)、缓冲液驱动装置30均固定在支撑板86上。支架87固定连接在支撑板86的前侧，微流控生物芯片10、样本液驱动装置40和试剂注射泵72均直接或间接地支撑在支架87上。由此，可通过支撑板86与支架87将升降机构60、缓冲液驱动装置30、微流控生物芯片10、样本液驱动装置40、试剂注射泵72稳固地支撑在后壳84与前面板85之间形成的容纳腔内。

在一些实施例中，升降机构60可设置在样品台70在横向上的旁侧，缓冲液驱动装置30可设置在微流控生物芯片10在横向上的一侧，并位于升降机构60的上方，样本液驱动装置40和试剂注射泵72并排设置在微流控生物芯片10在横向上的另一侧，缓冲液瓶36位于样本液驱动装置40的背离微流控生物芯片10的一侧。这样布局后的微流控生物芯片10、样品台70、升降机构60、缓冲液驱动装置30、样本液驱动装置40、缓冲液瓶36和试剂注射泵72充分地利用了各个模块在竖直方向和横向上的尺寸特征，使得各个模块的布局更加紧凑，尽可能地减小占用空间。并且，各个模块之间仅在竖直方向上和横向上并排设置，尽可能地缩小了微流控检测系统1在前后方向上的厚度，以使其更加适宜于集成在冰箱上。

进一步地，缓冲液驱动装置30和升降机构60之间还可设有横向延伸的隔板861，以避免缓冲液驱动装置30可能产生的漏液滴落在升降机构60上对升降机构60的正常运行产生影响。隔板861可固定在支撑板86上。

本发明还提供一种用于上述任一实施例中涉及的微流控检测系统的控制方法。图11是根据本发明一个实施例的微流控检测系统的控制方法的示意性流程图。本发明的控制方法包括：

步骤S102，启动缓冲液驱动装置30，通过缓冲液驱动装置30驱动缓冲液经缓冲液入口113流入主通道13并从主通道13的进样口111流出，从而利用缓冲液对主通道13进行清洗。由此，实现了微流控生物芯片10的可重复使用，且清洗过程不需要人为参与，自动化程度较高。

图12是根据本发明一个进一步实施例的微流控检测系统的控制方法的示意性流程图。在一些实施例中，在步骤S102之前，本发明的控制方法还包括：

步骤S101，在检测机构20对检测池121检测完毕后，启动样本液驱动装置40，通过样本液驱动装置40促使主通道13内的溶液经进样口111排出。

在一些实施例中，在步骤S102之后，本发明的控制方法还包括：

步骤S103，启动试剂注射泵72，通过试剂注射泵72向微流控生物芯片10的检测池121和反应池122分别注入预设量的检测试剂和预设量的反应试剂。

本发明还提供一种冰箱，图13是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性结构图。本发明的冰箱100包括上述任一实施例所涉及的微流控检测系统1，以将微流控检测系统1集成在冰箱100上。冰箱100在日常生活中的使用频率较高，并且冰箱100主要用来储存食材，当将微流控检测系统1集成在冰箱100上后，可以便于用户利用微流控检测系统1执行食材样本的检测操作。

进一步地，冰箱100还包括箱体200和门体300，箱体200内限定有储物空间，门体300连接于箱体200，且用于打开和/或关闭储物空间。微流控检测系统1优选设置在门体300上，不但操作起来比较方便，而且还不会占用箱体200内原有的储物空间，不会对冰箱100本身的储物能力产生影响。

图14是根据本发明一个实施例的门体的示意性结构分解图。在一些实施例中，门体300的前侧具有镂空窗口301，微流控检测系统1的样品台70经镂空窗口301暴露于门体300的前侧，由此，可在不必打开门体300的情况下允许用户向样品台70放置样本杯，避免每次检测都要打开门体300导致冷量泄露严重的问题，确保了冰箱100的保温性能，节省了能耗。

具体地，门体300可包括用于形成其前部的面板302、用于形成其后部的门衬303以及设置在面板302和门衬303之间的发泡保温层(图中未示出)，镂空窗口301开设在面板302上。面板302和门衬303之间在形成发泡保温层之前预埋有一预埋盒304，微流控检测系统1设置在预埋盒304内。也就是说，预埋盒304是在门体300发泡之前预先设置在面板302和门衬303之间的，用于在面板302和门衬303之间预留出用于安装微流控检测系统1的空间。

进一步地，预埋盒304贴设于面板302的后向表面，且预埋盒304的前侧敞开，并正对镂空窗口301，以允许微流控检测系统1经镂空窗口301从前往后地安装至预埋盒304内，提高了微流控检测系统1安装的便利性。

具体地，预埋盒304上可设有与第一结构连接件81匹配连接的第二结构连接件305和与第一电连接件82电连接的第二电连接件306，第二电连接件306与冰箱100的电控装置电连接。由此，通过在预埋盒304和壳体80上设置相应的结构连接件和电连接件使得微流控检测系统1作为一个整体安装至门体300上，从而在结构和电路两个方面实现整个微流控检测系统1与冰箱100之间的连接。由此，不但简化了微流控检测系统1的装配过程，而且便于微流控检测系统1的拆卸或维修。

本申请的冰箱100为广义上的冰箱，其不但包括通常所说的狭义上的冰箱，而且还包括具有冷藏、冷冻或其他储物功能的储物装置，例如，冷藏箱、冷柜等等。

本领域技术人员还应理解，本发明实施例中所称的“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等用于表示方位或位置关系的用语是以微流控检测系统1和冰箱100的实际使用状态为基准而言的，这些用语仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的装置或不见必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (11)

1.一种用于冰箱的微流控检测系统，其特征在于，包括：

微流控生物芯片，具有进样口、连通端口和缓冲液入口、以及形成在其内部的检测池，所述进样口、所述检测池、以及所述连通端口之间通过微流道依次连通以形成主通道，从而允许与所述进样口接触的样本液依次经所述进样口和所述微流道流入所述检测池，所述缓冲液入口与连接在所述连通端口和所述检测池之间的所述微流道相连通；

检测机构，用于对所述检测池进行检测，以获取所述样本液的预设检测参数；以及

缓冲液驱动装置，与所述缓冲液入口连通，且用于促使缓冲液经所述缓冲液入口流入所述主通道并经所述进样口流出，从而利用所述缓冲液对所述主通道进行清洗。

2.根据权利要求1所述的微流控检测系统，其特征在于，还包括：

样本液驱动装置，与所述连通端口连通，且用于促使与所述进样口接触的样本液经所述进样口流入所述微流道并经所述微流道流入所述检测池。

3.根据权利要求2所述的微流控检测系统，其特征在于，

所述样本液驱动装置配置成在所述检测机构对所述检测池检测完毕后受控地促使所述主通道内的溶液通过所述进样口排出；

所述缓冲液驱动装置配置成在所述主通道内的溶液排出后受控地向所述主通道注入缓冲液，以对所述主通道进行清洗。

4.根据权利要求1所述的微流控检测系统，其特征在于，

所述微流控生物芯片的内部还形成有用于供样本液和反应试剂反应的反应池，所述反应池位于所述主通道上，并连通在所述进样口和所述检测池之间，以使得样本液先与所述反应池内的反应试剂反应后再流入所述检测池。

5.根据权利要求4所述的微流控检测系统，其特征在于，

所述微流控生物芯片的端部还设有分别与所述检测池和所述反应池连通的检测试剂入口和反应试剂入口；且

所述微流控检测系统还包括与所述检测试剂入口和所述反应试剂入口同时密封连通的试剂注射泵，以利用所述试剂注射泵驱动预设量的检测试剂和预设量的反应试剂分别流入所述检测池和所述反应池。

6.根据权利要求4所述的微流控检测系统，其特征在于，所述微流控生物芯片包括：

芯片主体，其上开设有相互连通的检测通孔和反应通孔，所述检测通孔的至少一侧和所述反应通孔的至少一侧均敞开；

贴纸，可移除地贴附在所述芯片主体上，并覆盖所述检测通孔和所述反应通孔敞开的一侧，以分别形成所述检测池和所述反应池；其中

所述贴纸的分别与所述检测通孔和所述反应通孔对应的位置处分别涂覆有检测试剂和反应试剂。

7.根据权利要求1所述的微流控检测系统，其特征在于，还包括：

用于容装缓冲液的缓冲液瓶，所述缓冲液瓶与所述缓冲液驱动装置相连通，以用于为所述缓冲液驱动装置提供缓冲液。

8.根据权利要求1所述的微流控检测系统，其特征在于，还包括：

样品台，用于放置样本杯，所述样本杯用于盛放样本液；且

所述缓冲液驱动装置具有两个引出管，其中一个所述引出管与所述缓冲液入口连通，另一个所述引出管延伸至所述样品台，以用于向放置于所述样品台上的样本杯输送缓冲液，从而使所述缓冲液与所述样本杯中的样本混合后产生所述样本液。

9.根据权利要求8所述的微流控检测系统，其特征在于，所述样品台包括：

支撑台，用于支撑样本杯；以及

振荡器，设置于所述支撑台上，用于在所述支撑台上放置所述样本杯后对所述样本杯进行振荡，以使得所述样本杯中的缓冲液和样本充分混合。

10.一种根据权利要求1-9任一所述的微流控检测系统的控制方法，其特征在于，包括：

启动所述缓冲液驱动装置，通过所述缓冲液驱动装置驱动缓冲液经所述缓冲液入口流入所述主通道并从所述主通道的进样口流出，从而利用所述缓冲液对所述主通道进行清洗。

11.一种冰箱，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的微流控检测系统。

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