[發明專利]帶顯微鏡接口的微流控芯片光學檢測器

無效

• 申請號: 200810072540.5
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101464251A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 蘇建加;葉嘉明;周勇亮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森;張耕祥

技術領域

本發明涉及一種光學檢測器，尤其是涉及一種帶顯微鏡接口的微流控芯片光學檢測器。

背景技術

微流控芯片(Microfluidic?Chip)或稱為芯片實驗室(Lab?on?a?Chip，LOC)是一個多學科交叉的新領域，是指在一塊幾平方厘米的芯片上構筑微通道網絡，集成生物和化學等領域中所涉及的樣品制備、生物與化學反應、分離、檢測等基本操作單元，完成生物或化學的反應或分離分析的一種技術。由于具有微型化、可集成化、速度快、樣品消耗量少等特點，微流控芯片技術可廣泛應用于化學、生物、醫學、生命科學等領域，如氨基酸、核酸、蛋白質、細胞的分離分析，藥物合成與篩選，興奮劑檢測等等。

微流控芯片的結構特征是具有微通道網絡，微通道的直徑一般在數十至數百微米之間，因此，微流控芯片的光學檢測通常需要借助顯微鏡的光學系統進行，例如，在微流控芯片領域最常用的激光誘導熒光檢測系統。使用CCD或數碼相機進行現場觀察和檢測記錄，檢測靈敏度較低。光電倍增管信號靈敏，在光學檢測中普遍得到應用。因此，本發明旨在提供一種可裝配于顯微鏡的小型光電倍增管光學檢測器。

許旭等(中國專利CN1595117)使用直接使用電荷耦合裝置(CCD)進行微流控芯片的檢測，采用參比光校正的方法提高信噪比。此外，丁永生等(中國CN1724997)、孫毓慶等(中國CN2672649)、方肇倫等(中國專利CN2501046)、岑兆豐等(中國專利CN2736759)和周小棉等(中國專利CN2736759)等，采用透鏡組和光電倍增管組成的復雜光學系統進行微流控芯片的光學檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用USB總線電源技術、集信號控制、采集和處理為一體的便攜式的帶顯微鏡接口的微流控芯片光學檢測器。

本發明設有機殼、光電倍增管、信號控制采集處理板和USB接口線；

光電倍增管固定在信號控制采集處理板上，信號控制采集處理板固定在機殼內；信號控制采集處理板設有混合信號單片機MCU、前置放大器、信號放大電路、高壓模塊、USB接口和USB電源轉換電路；

混合信號單片機的熒光數字信號輸出端和指令輸入端分別經USB接口通過USB接口線外接上位機，向上位機傳輸熒光數字信號，并將上位機的指令輸入混合信號單片機；前置放大器的輸入端接光電倍增管的熒光電流信號輸出端，前置放大器的輸入端接混合信號單片機的A/D轉換通道輸入端，混合信號單片機的D/A轉換通道模擬信號輸出端接信號放大電路輸入端，信號放大電路輸出端接高壓模塊輸入端，高壓模塊輸出端接光電倍增管，USB電源轉換電路輸入端接USB接口，USB電源轉換電路輸出端分別接混合信號單片機、前置放大器和高壓模塊。

信號控制采集處理板使用USB接口總線和上位PC機等進行數據和信號傳輸，使用USB接口總線電源作為檢測器的電源。

由于本發明的檢測窗口和其它部分能夠直接集成裝配于顯微鏡的檢測接口，與顯微鏡密切配合，因此可達到最佳檢測效果。另外，使用USB接口和USB總線電源可使檢測效果傳輸快速、準確、方便和高效。同時，可通過上位PC機或便攜式電腦等直接控制微流控芯片光學檢測器檢測靈敏度，自動使用軟件、硬件扣除背景噪音等；不僅便于攜帶，而且可用于其它化學發光場合的微弱光信號檢測。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

圖2為本發明實施例的電路原理組成框圖。

圖3為本發明實施例的電路原理圖。

圖4為本發明實施例的光電倍增管在不同高壓電壓，FITC溶液的熒光強度與濃度關系曲線圖。在圖4中，橫坐標為氨基酸熒光標記溶液濃度concentration(×10^-7mol/L)，縱坐標為熒光強度fluorescence?intensity(nA)；曲線a：光電倍增管電壓為500V，線性相關系數R²＝0.9987，曲線b：光電倍增管電壓為400V，線性相關系數R²＝0.9992。

圖5為本發明實施例的FITC標記氨基酸芯片電泳譜圖。在圖5中，橫坐標為工作時間time(min)，縱坐標為熒光強度fluorescence?intensity(nA)。

具體實施方式

如圖1所示，微流控芯片光學檢測器設有機殼1、光電倍增管2、信號控制采集處理板3和USB接口線4。光電倍增管2通過管座5固定在信號控制采集處理板3上，信號控制采集處理板3固定在機殼1內。光電倍增管2設有檢測窗口6和顯微鏡連接口7。