基于微流控芯片的微光電檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、微流控芯片技術(shù)日益成熟，已經(jīng)由科研階段進(jìn)入到實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域，相應(yīng)的微流控檢測技術(shù)隨之得到了快速發(fā)展。本文主要是借助微流控技術(shù)平臺，以生物樣品為例，探討開發(fā)適用于微弱生物信號檢測的微光電檢測系統(tǒng)。
　　本文首先研究了微流控技術(shù)相關(guān)的檢測手段和方法，針對熒光和吸光度這兩種生物樣品的常規(guī)檢測方法，文中創(chuàng)新性提出了將熒光檢測和吸光度檢測聯(lián)合應(yīng)用在同一臺設(shè)備內(nèi)的系統(tǒng)方案。熒光和吸光度同臺設(shè)備聯(lián)合檢測，能夠最大限度的擴(kuò)展微流控使用范圍，在進(jìn)行

2、未知病毒或者生物樣本進(jìn)行檢測時，可以使用吸光度掃描與熒光檢測結(jié)合的方法，通過此方法，可以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行生物分析和樣本身份驗(yàn)證。此外，由于熒光和吸光度兩種檢測方式在可以在同一臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，不需要更換檢測儀器，從而避免了人為操作誤差。為了能夠剔除微流控芯片材料本身產(chǎn)生的熒光和吸光度信號誤差，本文又提出了對比光路檢測方案。根據(jù)對比光路設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，本文采取了系統(tǒng)分光與遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路;在進(jìn)行吸光度和熒光聯(lián)合檢測時

3、，采用了變化工作距離的方法。此外，吸光度檢測是基于特征波長特征吸收的原理，激發(fā)波長要求與檢測物質(zhì)相對應(yīng)，所以系統(tǒng)需要動態(tài)改變波長，此系統(tǒng)改變波長是采用光機(jī)電結(jié)合技術(shù)，通過動態(tài)調(diào)整鏡組間距的方法來實(shí)現(xiàn)。另外一方面，在進(jìn)行吸光度時，由于微流控芯片光程超短，往往只有微米級，所以針對微流控芯片的吸光度檢測，本文提出了將二次諧波檢測技術(shù)應(yīng)用于微流控生物檢測領(lǐng)域，并為此進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文的另外一部分，主要是進(jìn)行整體實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

4、分析，在實(shí)驗(yàn)裝置中，從光學(xué)系統(tǒng)搭建過程研究到電路系統(tǒng)框架系統(tǒng)的研究都進(jìn)行了相關(guān)介紹與說明。同時，關(guān)于與靈敏度息息相關(guān)的二次諧波技術(shù)，經(jīng)過了多次的分析和改進(jìn)。在進(jìn)行激光誘導(dǎo)熒光樣品實(shí)驗(yàn)中，由于扣除的材料本底等誤差信號，與傳統(tǒng)的微流控激光誘導(dǎo)熒光儀器相比，本文中的對比通道檢測系統(tǒng)能使儀器的檢測靈敏度提高2到3個數(shù)量級。此外，由于對比通道的檢測能夠剔除激光光源的光強(qiáng)變化，從而在提高靈敏度的同時提高了系統(tǒng)的檢測基線穩(wěn)定性。另外一方面，對于二次諧