基于微流控芯片的熒光檢測儀器及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微流控芯片分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于微流控芯片的熒光檢測儀器及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控分析方法是近些年新發(fā)展起來的一項技術(shù)，該方法以分析化學為主，結(jié)合生物化學、分子生物學、物理化學、免疫學等相關(guān)學科的成果，在微米級結(jié)構(gòu)中操控納升至皮升體積流體，對待側(cè)物質(zhì)進行分析檢測，具有體積小、比表面積大、反應時間短、分析速度快、試劑和樣品用量少、多樣品多指標同時檢測等優(yōu)點，對臨床疾病研究中有關(guān)疾病標志物的發(fā)現(xiàn)及疾病早期診斷具有重要實用價值。
[0003]常規(guī)的診斷分析方法需要比較長的分析時間，液體處理過程也比較麻煩，通量比較小(每次只能檢測一個或者幾個樣品)，而且需要比較多的抗體試劑，而微流控分析芯片則可以有效地克服這些缺點。例如，在分析樣本量非常少的樣品時，微流控技術(shù)表現(xiàn)出極強的優(yōu)勢，通常需要樣品量為幾毫升的實驗在采用微流控技術(shù)后，僅需要幾微升的樣品量，大大節(jié)省了樣本和試劑的消耗量。在臨床免疫檢測領(lǐng)域，微流控分析技術(shù)與免疫分析的結(jié)合，還可以在一定程度上克服傳統(tǒng)免疫分析的其它缺點，因此，近幾年來已引起臨床檢驗醫(yī)學的廣泛關(guān)注。微流控技術(shù)應用于免疫檢測會極大地促進免疫檢測技術(shù)的提高，具有廣泛的應用前景和重要的應用價值。
[0004]目前微流控免疫分析方法中，微流控芯片體積雖然很小，但與微流控芯片配套的檢測儀器體積一般很大，不便于微流控檢測方法的廣泛應用和推廣，而且不能完全體現(xiàn)微流控在簡便快速檢測這一方面的優(yōu)勢。因此，有必要開發(fā)一種小型的微流控芯片分析儀器，實現(xiàn)信號采集和分析處理的有機整合，使微流控技術(shù)微型化，簡便化。如CN 103674934 A公開了一種用于化學發(fā)光檢測的微流控芯片成像儀器和系統(tǒng)，該儀器可以對微流控芯片上的化學發(fā)光信號進行有效收集和分析，該儀器體積小，是一種新型的便攜式微流控芯片分析儀。
[0005]熒光分析是一種常用的分析方法，熒光分析所用的設(shè)備較簡單，具有特異性好、線性范圍寬的優(yōu)點，近年來己被廣泛應用于生命科學、臨床醫(yī)學、環(huán)境檢測等各個領(lǐng)域，在臨床診斷工作中發(fā)揮著巨大的作用。將微流控芯片技術(shù)與熒光檢測方法結(jié)合后能夠有效地降低微流控芯片對檢測裝置的要求，減小檢測裝置的體積，便于微流控芯片技術(shù)的推廣應用。例如CN 100557419C公開了一種微流控芯片熒光檢測光學裝置，適用范圍廣，調(diào)整靈活，數(shù)據(jù)處理由計算機完成，速度快精度高；CN 1865932A公開了一種用于微流控芯片系統(tǒng)的熒光檢測裝置，該裝置能夠?qū)⒓す庵懈采w熒光區(qū)域的雜散光濾掉，有效地提高了儀器的檢測靈敏度，盡量縮小光源與微通道之間的距離，進一步縮小了儀器的體積，降低了成本；CN 103529006A公開了一種基于微流控芯片的便攜式熒光檢測裝置及其檢測方法，所發(fā)明的裝置具有體積小、重量輕、便于攜帶和價格便宜的優(yōu)點，可以手持，特別適用于現(xiàn)場檢測，并且檢測靈敏度高，在非常微弱的熒光信號檢測方面具有獨特的優(yōu)勢。
[0006]但是，目前免疫檢測方面的微流控芯片熒光檢測裝置還不能兼顧體積、分辨率及靈敏度，因此不能滿足現(xiàn)在微流控芯片技術(shù)的快速發(fā)展對其相應儀器的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種基于微流控芯片的熒光檢測儀器及系統(tǒng)，能夠滿足在微流控芯片上進行熒光方法檢測的需要，所述儀器具有較高的分辨率和靈敏度，并且儀器的結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
[0008]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一方面，本發(fā)明提供了一種基于微流控芯片的熒光檢測儀器，包括:儀器框架及安裝于所述儀器框架上的光源、微流控芯片支持結(jié)構(gòu)、熒光收集模塊、光路固定模塊和熒光檢測模塊。
[0010]所述光源位于熒光收集模塊與微流控芯片支持結(jié)構(gòu)之間，用于激發(fā)微流控芯片上的熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光；所述微流控芯片支持結(jié)構(gòu)用于移動微流控芯片，以及調(diào)整微流控芯片位置，使微流控芯片的熒光信號區(qū)域位于熒光收集模塊收集區(qū)域的正下方；所述熒光收集模塊由反光鏡、光學透鏡組和安裝在光學透鏡組上的濾光片組成，用于將微流控芯片上的熒光信號過濾、收集并聚焦到熒光檢測模塊；所述光路固定模塊用于固定光學透鏡組的位置及光路的調(diào)整和固定；所述熒光檢測模塊用于將接收的光學信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號，再將模擬電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電信號。
[0011]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的儀器還包括電源開關(guān)。
[0012]本發(fā)明所述的微流控芯片，優(yōu)選為自下而上依次包括基底層和功能層?；讓庸潭ㄓ胁东@蛋白條帶。功能層由兩個基本部分構(gòu)成，第一個基本部分為直線型微流控管道，免疫反應發(fā)生在管道內(nèi)的基底上；第二個基本部分為直線型微流控管道兩側(cè)的進樣口。
[0013]所述儀器框架為光密閉結(jié)構(gòu)。
[0014]所述光源為LED燈、溴鎢燈或激光器。LED燈具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、光效率高、安全系數(shù)大等優(yōu)點，其發(fā)出光的波長為488nm ;溴鎢燈又稱為鹵素燈，溴鎢燈采用溴化氫工藝，光效高、壽命長、光色好，是一種新型客觀的，并且使用廣泛的一種燈，其發(fā)出光的波長范圍為320-2500nm，是可見-近紅外波段的理想光源，可對物質(zhì)進行吸收光譜和熒光光譜分析；激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或振蕩發(fā)射的器件，其能夠定向發(fā)光，且發(fā)出的激光亮度極高、顏色極純且能量密度大，其發(fā)出光的波長范圍比較寬。
[0015]所述光源的發(fā)射光波長小于或等于所述熒光物質(zhì)的特征激發(fā)波長。
[0016]所述熒光收集模塊的反光鏡、光學透鏡組和濾光片三者的中心處于同一水平線上。
[0017]所述濾光片能將激發(fā)光濾去，將熒光物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光通過，所以微流控芯片上的熒光物質(zhì)產(chǎn)生的熒光通過所述濾光片到達光學透鏡組，最終被熒光檢測模塊檢測到。
[0018]所述微流控芯片支持結(jié)構(gòu)為芯片托盤，優(yōu)選推拉式芯片托盤。
[0019]所述的熒光檢測模塊為CCD相機，所述的CCD相機水平放置。
[0020]所述熒光檢測模塊與計算機相連，所述計算機接收并處理來自所述檢測模塊的數(shù)字電信號。
[0021]所述儀器整體呈長方體形；優(yōu)選地，所述長方體形三個相鄰邊的長度分別是40cm，15cm，15cm。
[0022]另一方面，本發(fā)明還提供了一種基于微流控芯片的熒光檢測系統(tǒng)，包括所述的基于微流控芯片的熒光檢測儀器及與其連接的計算機。
[0023]本發(fā)明所述的熒光檢測儀器及系統(tǒng)采用面成像，是對于一個平面上的熒光信號進行讀取和分析，光電轉(zhuǎn)換裝置為CCD(電感耦合器件)，可以實現(xiàn)多個通道的信號檢測，檢測結(jié)果是圖片；采用LED光源、溴鎢燈或激光器作為光源，效果好并降低了成本；芯片托盤采用推拉設(shè)計，避光性好，芯片放入和取出方便，同時能夠精確確定芯片的空間位置，便于檢測；使用反光鏡，使光路發(fā)生直角轉(zhuǎn)變，可以使CCD水平放置，最大程度上利用空間。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的