微流控光纤芯片检测系统的研制
微流控光纤芯片,发光二极管,耦合,检测系统,,微流控光纤芯片,发光二极管,耦合,检测系统,1引言,2系统的结构,3实验部分,4结果与讨论,References
摘要 用集成在微流控芯片上的光纤作为传光介质，可使激发光斑的直径减小到93 μm；采用光纤准直器会聚光束，提高了光纤的耦合效率；把芯片放在暗室中进行实验，避免了外界杂散光的干扰，降低了本底噪声；用软件控制高压模块的输出电压，方便了实验操作；以蓝色LED作为激发光源，降低了仪器的成本；利用异硫氰酸酯荧光素考察了系统的性能，最小检测浓度达到22×10-8 mol/L，信噪比S/N=5。重复性实验表明：峰值面积、峰高以及迁移时间3个参数的重复性比较好，其相对标准偏差均小于5%。 用异硫氰酸酯荧光素标记的氨基酸进行了电泳分离，得到了比较满意的结果。关键词 微流控光纤芯片, 发光二极管, 耦合, 检测系统
1 引言
微流控化学分析(microfluidic chemical analysis)是90年代新兴的分析技术。它采用微细加工技术制成具有微结构的芯片，使化学分析中的样品处理、化学反应、分离检测以及数据处理等全过程都集中在微流控芯片上完成，从而实现了化学分析的整体微型化及自动化，同时能够高效、快速的完成试样的分离、分析和检测。由于微流控芯片体积小，试剂消耗少，分离速度快，所以检测系统的灵敏度和响应速度就成为衡量检测系统的标准。在当前微流控分析中，应用最广的检测方法是激光诱导荧光法(LIF)[1,2]。用LIF法进行检测时，需要与体积庞大的激光器件以及光学系统相配合，很难做到系统的微型化。目前，发光二极管(LED)作为一种非常经济的微型光源已经应用在荧光检测方面[3,4]。LED具有体积小、能耗低、亮度较高、使用寿命长等特点，非常适用于仪器的微型化。光纤由于它的纤芯直径(一般为625 μm)与微流控沟道的深度尺寸(50~100 μm)非常接近，现在已经应用在微流控化学分析中，用来传输激发光或者收集被激发的荧光信号[5]。本研究组装了一套微流控光纤芯片检测系统，体积小(242 mm×160 mm×240 mm)，重量轻(18 kg)；用蓝色发光二极管(LED)作为激发光源，并通过光纤去诱导微流控沟道中用荧光染料标记的DNA或者氨基酸,使其产生荧光信号；用光电倍增管(PMT)收集荧光信号并完成光电信号的转换；由单片机到的信号进行处理和显示。
图1 结构示意图(略)
Fig.1 Structure schematic diagram
2 系统的结构
控制电路进行模拟/数字信号的转换 ......
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