发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种基于声表面波的微型细菌裂解反应器及细菌裂解方法，利用声表面波产生的声辐射力和声流力，使细菌在声场的作用下实现细胞壁和细胞膜的破裂，提取出细菌内的核酸和蛋白质等物质。本发明可以实现多种细菌的快速裂解，无需添加任何化学试剂，且制备过程的各环节方法成熟可靠。
[0004] 本发明是通过以下技术方案来实现：
[0005] 一种基于声表面波的微型细菌裂解反应器，包括连接在一起的下底板和上盖板，以及信号控制系统；
[0006] 下底板的上表面设有声表面波发生结构；
[0007] 上盖板上设置有微流道结构，微流道结构包括依次连通的进样孔、反应区和产物流出孔，反应区底部为开口设置并通过下底板密封，当声表面波发生结构产生声表面波时，反应区位于的声表面波辐射范围内；上盖板的底部设置有凹槽，凹槽与声表面波发生结构相对布置；
[0008] 信号控制系统用于产生脉冲信号并输入到声表面波发生结构。
[0009] 优选的，反应区与声表面波发生结构之间的水平距离为50-250μm。
[0010] 优选的，反应区的中心线与声表面波发生结构中叉指指条的方向平行。
[0011] 优选的，进样孔与反应区之间设置有分散区，分散区上设置有多个分散孔，进样孔与反应区通过分散孔连通。
[0012] 优选的，凹槽靠近反应区的一侧壁与声表面波发生结构靠近反应区的一侧壁对准。
[0013] 优选的，凹槽的深度为30-150μm。
[0014] 优选的，信号控制系统包括脉冲信号发生器、脉冲控制模块和功率放大器；脉冲信号发生器用于产生脉冲信号，并将脉冲信号输入功率放大器；功率放大器用于将脉冲信号放大并输入声表面波发生结构；脉冲控制模块用于控制脉冲信号发生器的开启和关闭以及脉冲信号发生器输出脉冲信号的间隔和时长。
[0015] 优选的，上盖板采用PDMS材料制成。
[0016] 优选的，下底板与上盖板键合连接。
[0017] 一种基于声表面波的细菌裂解方法，是将细菌样品置于声表面波的辐射范围内，在声表面波的作用下使细菌的细胞壁和细胞膜破裂。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0019] 本发明基于声表面波的微型细菌裂解反应器涉及微纳制造技术和声表面波技术，微纳制造技术，可以将生物化学试样的混合、反应、检测等功能集成在微小的芯片内，样品和试剂的消耗量大大降低并且反应时间大大缩短。声表面波技术依靠声波和流体的耦合，在流体中形成周期性分布的压强。流体中的粒子受到周围流体的声辐射力的作用而进行迁移，迁移方向由流体介质的密度及压缩性的相对大小决定，声波传感器与流体之间是非接触的，避免样品的交叉感染。本发明通过信号控制系统将脉冲信号输入声表面波发生结构，使声表面波发生结构产生声表面波，在声表面波的作用下使细菌的细胞壁和细胞膜裂解，释放细菌内的核酸和蛋白质等物质；调节输入电压和设计不同频率的声表面波发生结构可以适用于不同种类的细菌裂解，无需任何化学试剂的使用，声表面波发生结构也不与样品接触，避免了对裂解物的污染，同时，需要的样品量小，破裂时间短，适用于现场快速分析。上盖板中靠近微流道结构的凹槽设计，可以使声表面波在固体中的衰减降到最低。本发明所采用的微流道结构以及声表面波发生结构的加工方法非常成熟，因而降低了制备的难度，提高了实现的可能性；由于制作下底板时采用的掩膜板可以重复多次使用，降低了加工成本，为大规模生产提供了可能；由于微型细菌裂解反应器的关键因素在于其表面结构，而与结构整体形状无关，因而可以把微型细菌裂解反应器与其他细菌分析单元集成在一起，更适合于分子水平上的细菌研究。
[0020] 进一步的，进样孔与反应区通过分散孔连通，分散孔可以将样品中的成团细菌分散开，防止细菌成团进入反应区，提高裂解效率。
[0021] 本发明的细菌裂解方法，利用声表面波产生的声辐射力和声流力，使细菌在声场的作用下实现细胞壁和细胞膜的破裂。声表面波是沿着弹性材料表面传播的一种声波，表面波仅在弹性材料的二维平面内传播，振幅随传播距离的衰减比其他类型的弹性波慢的多，因此表面波可以传播的距离较远。声表面波能量集中在固体表面，可将能量集中在反应区，裂解效率更高，可以实现多种细菌的快速裂解，适用于现场快速分析。
