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文檔簡介
1、近年來,以化學分析設(shè)備微型化和集成化為目標的微流控芯片分析技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,其最終目的是通過分析設(shè)備的微型化和集成化,把傳統(tǒng)分析實驗室的功能轉(zhuǎn)移到以一塊微流控芯片為核心的便攜化分析裝置中,從而實現(xiàn)分析實驗室的“便攜化”和“家用化”。但是在微型化的分析系統(tǒng)上,由于可供檢測的樣品量和檢測區(qū)域體積較傳統(tǒng)分析方法大大下降,因此必須使用高靈敏度的檢測方法來彌補響應(yīng)信號強度的下降。激光誘導(dǎo)熒光檢測技術(shù)由于其檢測靈敏度高、選擇性好和響應(yīng)速度快等優(yōu)
2、點,被廣泛使用在微流控芯片分析系統(tǒng)中。 在本工作中,我們介紹了一種簡單的正交型光路結(jié)構(gòu)的微流控芯片高靈敏度激光誘導(dǎo)熒光檢測系統(tǒng)。利用經(jīng)拋光后的芯片側(cè)壁作為熒光的采集面,實現(xiàn)微芯片上的正交型熒光檢測光路,檢測裝置獲得了較高的靈敏度。在實驗中,首次觀察到激發(fā)光的散射強度分布在芯片平面內(nèi)的不同檢測方向上有明顯差異。對此現(xiàn)象,采用實驗和計算機模擬手段進行了詳細和深入的研究。通過對芯片側(cè)壁的熒光采集角度的全面優(yōu)化,可顯著降低激發(fā)光的散射對
3、熒光檢測的干擾。實驗中使用熒光素鈉和FITC標記的氨基酸作為分析樣品考察系統(tǒng)的檢測性能。系統(tǒng)對電泳分離的熒光素鈉濃度檢測限可達到1.1 pM(S/N=3),并成功地應(yīng)用于100 pMFITC標記的精氨酸和苯丙氨酸混合樣品的電泳分離。本微流控芯片LIF檢測系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、易于集成化、檢測靈敏度高和成本低廉的優(yōu)點。 在后續(xù)的工作中,我們將微流控芯片正交型LIF檢測系統(tǒng)應(yīng)用到流式細胞分析儀和集成化氨基酸分析儀的研究中。利用基于正交型
4、光路結(jié)構(gòu)的LIF檢測系統(tǒng),成功地研制出一種可同時檢測細胞散射光和熒光強度的集成化微流控芯片流式細胞分析系統(tǒng)。實驗中,使用重力作為微流控芯片上細胞及微粒鞘流操縱的驅(qū)動力,簡化了驅(qū)動系統(tǒng)。在細胞的前向小角度(6°)方向檢測前向光強度的變化,實現(xiàn)了芯片上的細胞計數(shù)功能。通過利用芯片側(cè)壁作為散射光和熒光的采集面,實現(xiàn)了細胞的側(cè)向散射光和熒光的同時檢測;利用散射光在正交平面內(nèi)分布不均勻的現(xiàn)象,對側(cè)向散射光和熒光的檢測分別進行了優(yōu)化,提高了檢測信噪
5、比。實驗中使用人血紅細胞和6μm的熒光微球作為測試樣品考察系統(tǒng)分析性能。系統(tǒng)可以實現(xiàn)的最高分析速度約為80 particles/s,熒光檢測系統(tǒng)對熒光素鈉的檢測限為100 pM。該芯片流式細胞分析系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、檢測靈敏度高和造價低廉的特點。與此同時,我們還將芯片正交型LIF檢測系統(tǒng)應(yīng)用于集成化氨基酸分析儀的研制工作。通過將毛細管電泳芯片、電泳高壓電源、正交型LIF檢測及控制顯示等系統(tǒng)集成于一體,成功研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的
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