基于微流控芯片的熒光檢測儀器及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微流控芯片分析技術領域，尤其涉及一種基于微流控芯片的熒光檢測儀器及系統。
【背景技術】
[0002]微流控分析方法是近些年新發展起來的一項技術，該方法以分析化學為主，結合生物化學、分子生物學、物理化學、免疫學等相關學科的成果，在微米級結構中操控納升至皮升體積流體，對待側物質進行分析檢測，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點，對臨床疾病研究中有關疾病標志物的發現及疾病早期診斷具有重要實用價值。
[0003]常規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，微流控技術表現出極強的優勢，通常需要樣品量為幾毫升的實驗在采用微流控技術后，僅需要幾微升的樣品量，大大節省了樣本和試劑的消耗量。在臨床免疫檢測領域，微流控分析技術與免疫分析的結合，還可以在一定程度上克服傳統免疫分析的其它缺點，因此，近幾年來已引起臨床檢驗醫學的廣泛關注。微流控技術應用于免疫檢測會極大地促進免疫檢測技術的提高，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，而且不能完全體現微流控在簡便快速檢測這一方面的優勢。因此，有必要開發一種小型的微流控芯片分析儀器，實現信號采集和分析處理的有機整合，使微流控技術微型化，簡便化。如CN 103674934 A公開了一種用于化學發光檢測的微流控芯片成像儀器和系統，該儀器可以對微流控芯片上的化學發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，熒光分析所用的設備較簡單，具有特異性好、線性范圍寬的優點，近年來己被廣泛應用于生命科學、臨床醫學、環境檢測等各個領域，在臨床診斷工作中發揮著巨大的作用。將微流控芯片技術與熒光檢測方法結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，調整靈活，數據處理由計算機完成，速度快精度高；CN 1865932A公開了一種用于微流控芯片系統的熒光檢測裝置，該裝置能夠將激光中覆蓋熒光區域的雜散光濾掉，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，所發明的裝置具有體積小、重量輕、便于攜帶和價格便宜的優點，可以手持，特別適用于現場檢測，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，因此不能滿足現在微流控芯片技術的快速發展對其相應儀器的要求。
【發明內容】
[0007]本發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，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，并且儀器的結構簡單緊湊。
[0008]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0009]一方面，本發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、微流控芯片支持結構、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構之間，用于激發微流控芯片上的熒光物質產生熒光；所述微流控芯片支持結構用于移動微流控芯片，以及調整微流控芯片位置，使微流控芯片的熒光信號區域位于熒光收集模塊收集區域的正下方；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整和固定；所述熒光檢測模塊用于將接收的光學信號轉變為模擬電信號，再將模擬電信號轉變為數字電信號。
[0011]作為本發明優選的技術方案，本發明的儀器還包括電源開關。
[0012]本發明所述的微流控芯片，優選為自下而上依次包括基底層和功能層。基底層固定有捕獲蛋白條帶。功能層由兩個基本部分構成，第一個基本部分為直線型微流控管道，免疫反應發生在管道內的基底上；第二個基本部分為直線型微流控管道兩側的進樣口。
[0013]所述儀器框架為光密閉結構。
[0014]所述光源為LED燈、溴鎢燈或激光器。LED燈具有高效節能、綠色環保、光效率高、安全系數大等優點，其發出光的波長為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的物質中放大或振蕩發射的器件，其能夠定向發光，且發出的激光亮度極高、顏色極純且能量密度大，其發出光的波長范圍比較寬。
[0015]所述光源的發射光波長小于或等于所述熒光物質的特征激發波長。
[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光濾去，將熒光物質產生的發射光通過，所以微流控芯片上的熒光物質產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構為芯片托盤，優選推拉式芯片托盤。
[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字電信號。
[0021]所述儀器整體呈長方體形；優選地，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，本發明還提供了一種基于微流控芯片的熒光檢測系統，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]本發明所述的熒光檢測儀器及系統采用面成像，是對于一個平面上的熒光信號進行讀取和分析，光電轉換裝置為CCD(電感耦合器件)，可以實現多個通道的信號檢測，檢測結果是圖片；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，使光路發生直角轉變，可以使CCD水平放置，最大程度上利用空間。
[0024]與現有技術相比，本發明的