[發(fā)明專利]微流控毛細(xì)管電泳液芯波導(dǎo)熒光檢測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810011324.X
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101271070A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐章潤;樊曉峰;王世立;方肇倫
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微流控分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微流控毛細(xì)管電泳液芯波導(dǎo)熒光檢測裝置。

背景技術(shù)

微流控技術(shù)(或稱微流控學(xué))是在微米級結(jié)構(gòu)中操控納升(nl)至皮升(pl)體積流體的技術(shù)與科學(xué)[方肇倫，微流控分析芯片的制作及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2005，4]。以微流控學(xué)為核心技術(shù)的微流控分析已成為當(dāng)代分析科學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域。微流控分析具有分析速度快、試樣和試劑消耗少、集成化程度高、體積小等明顯的優(yōu)越性，已逐漸在化學(xué)和生物檢驗(yàn)中發(fā)揮重要作用。

分析系統(tǒng)的微型化對檢測器提出了相應(yīng)的要求，更少的試樣體積要求更靈敏的檢測器與之相適應(yīng)，微型化的分離、反應(yīng)等系統(tǒng)要求微型化的檢測器與之相匹配。熒光檢測器具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，在微流控分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微流控分析熒光檢測器常用的光源包括激光器和發(fā)光二極管(LED)，無論使用那種光源，常常需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對光傳播方向進(jìn)行控制，有效消除噪聲干擾，提高熒光收集效率。因此，若要減小熒光檢測器的體積，必須將相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行微型化。目前報(bào)道的光學(xué)系統(tǒng)微型化方法，一種是通過微加工技術(shù)，將部分或全部光學(xué)元件直接加工在微流控分析芯片上[PatrickDumais，Claire?L.Callender，Christopher?J.Ledderhof，Julian?P.Noad，Applied?Optics，Vol.45，No.36，2006，9182-9190]，這種方法可以達(dá)到微型化和集成化的目的，但需要精細(xì)的芯片加工技術(shù)和昂貴的加工設(shè)備，使芯片成本大大提高；另一種方法是通過簡化光學(xué)系統(tǒng)，如使用光纖[徐章潤，王世立，樊曉峰，王福仁，方肇倫，分析化學(xué)，Vol.31，No.12，2003，1527-1530]、改變光路等[Jinglin?Fu，Qun?Fang，Ting?Zhang，Xinhua?Jin，Zhaolun?Fang，Analytical?Chemistry，Vol.78，No.11，2006，3827-3834]，達(dá)到檢測系統(tǒng)小型化的目的，但仍需要較多光學(xué)元件，難以實(shí)現(xiàn)微型化。

液芯波導(dǎo)現(xiàn)象是由于光線在管道內(nèi)發(fā)生全反射產(chǎn)生的。當(dāng)管道內(nèi)的液體折射率高于管道壁材質(zhì)的折射率，且入射光線的入射角大于臨界入射角時(shí)，光線在液體與管道壁的界面上發(fā)生全反射，在一定角度內(nèi)的光將沿液芯軸向傳播，即形成液芯波導(dǎo)現(xiàn)象。液芯波導(dǎo)作為一種光傳導(dǎo)方式，已被應(yīng)用于長光程吸收檢測、化學(xué)發(fā)光檢測、熒光檢測、拉曼光譜檢測等各種光學(xué)檢測系統(tǒng)[Tim?Dallas，Pumendu?K.Dasgupta，Trends?in?Analytical?Chemistry，Vol.23，No.5，2004，385-392]。在微流控分析領(lǐng)域，液芯波導(dǎo)已在微流控分析長光程吸收光度檢測中得到成功應(yīng)用[Wenbin?Du，Qun?Fang，Qiaohong?He，Zhaolun?Fang，Analytical?Chemistry，Vol.77，No.5，2005，1330-1337]。但在簡化光學(xué)系統(tǒng)，使微流控分析儀器小型化方面的應(yīng)用研究仍然較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種微流控毛細(xì)管電泳液芯波導(dǎo)熒光檢測裝置。通過使用同一根液芯波導(dǎo)管既作為毛細(xì)管電泳分離通道，又作為光源激發(fā)光和熒光信號分離、熒光信號傳導(dǎo)的光學(xué)元件，建立體積小、靈敏度高的微流控毛細(xì)管電泳液芯波導(dǎo)熒光檢測裝置。

本發(fā)明的微流控毛細(xì)管電泳液芯波導(dǎo)熒光檢測裝置，包括液芯波導(dǎo)毛細(xì)管、激發(fā)光光源、光電檢測器、高壓電源、電極、儲液池、試樣管、針孔光闌、濾光片和遮光板。其中光電檢測器為光電倍增管、光電二極管或電荷耦合器件(CCD)，其光信號接收端連接遮光板，遮光板由不透光塑料或金屬材料制成，厚度為0.1～2毫米，可打開和關(guān)閉光電檢測器光窗，對光電檢測器起保護(hù)作用；遮光板后緊貼濾光片，濾光片為光學(xué)干涉濾光片或有色玻璃濾光片；濾光片后緊貼儲液池壁，儲液池壁材質(zhì)為透明塑料或玻璃材料，厚度為50微米～5毫米，其厚度越小，檢測效果越好。

液芯波導(dǎo)毛細(xì)管的出口端插入儲液池中，并接近儲液池壁和光電檢測器光窗，以提高檢測靈敏度；液芯波導(dǎo)毛細(xì)管為透明毛細(xì)管或位于透明平板內(nèi)的微管道，其外壁有涂層材料，管壁或其外壁的涂層材料的折射率小于管內(nèi)溶液的折射率；管孔的橫截面為圓形、橢圓形、矩形或梯形，管長為1厘米～2米，內(nèi)徑為1微米～1毫米，為提高分離分析速度，常使用長度不大于20厘米的液芯波導(dǎo)毛細(xì)管；液芯波導(dǎo)毛細(xì)管的入口端插入試樣管中；儲液池、試樣管和液芯波導(dǎo)毛細(xì)管內(nèi)部連通。