[發明專利]基于量子點的液相芯片檢測儀

無效

• 申請號: 200910041710.8
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101988897A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 曾令文;熊業華
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/49;G01N21/84;G02B27/10;C12Q1/68
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 劉宇峰

技術領域

本發明屬于分子生物學分析檢測技術領域，涉及一種新型的液相芯片，具體是涉及一種全新設計的基于量子點的液相芯片檢測儀。

背景技術

隨著分析診斷技術的高速發展，20世紀90年代中期發展起來的被譽為后基因時代的液相芯片是一種新型的蛋白質研究平臺，它是將流式細胞檢測技術和傳統的芯片技術結合起來的新型蛋白質研究平臺。該體系有機地整合了有色微球、現代免疫技術、激光技術、應用流體學、最新的高速數字信號處理器和計算機運算法則，造就的極高的檢測特異性和靈敏度。可用于臨床疾病診斷，如檢測細胞因子、過敏原和自身免疫反應、HLA分型、SNP檢測、腫瘤特異抗原定量檢測、多重微生物定量檢測等；或用于基礎研究方面，如：基因分型、蛋白表達分型、酶-底物分析、核酸研究等；還可運用到食品安全、農獸藥殘留多重定量檢測和司法鑒定等方面。

美國Luminex公司在1997年最早開發出商業化應用的液相芯片，代表產品主要為Luminex?100和Luminex?200液相芯片檢測儀。目前市場上的液相芯片檢測儀都采用相同或類似的原理。該液相芯片檢測儀的原理為：由許多大小均一的圓形微球(通常直徑為5.6um)為主要基質構成，微球由兩種有機熒光染料進行編碼，每種微球上固定有不同的探針分子，將這些微球懸浮于一個液相體系中，就構成了一個液相芯片，加入待測物和報告熒光分子，進行免疫反應或核酸雜交反應，通過兩束激光激發微球上編碼熒光和報告熒光，通過激光閱讀器和計算機的運算得到檢測物種類和數量。

在實際使用中，我們發現Luminex液相芯片檢測系統以及同類產品存在以下一些缺陷：(1)用于微球編碼的的熒光染料在光學特征上具有一些固有缺點，如：激發帶窄，發射譜寬，光不穩定，容易光漂白等，在應用中限制了其高通量、高靈敏度和精確分辨率；(2)該液相芯片系統采用了兩束激光，其中，紅色激光用來激發微球上編碼分類熒光，通過激光閱讀器進行檢測種類分辨；綠色激光則針對報告分子的棗紅蛋白熒光，通過激光閱讀器進行檢測報告熒光分子。該設計是針對于兩種熒光染料來配套設計的，因此造成其光學系統復雜，體積大，成本高，也限制了其檢測速度；(3)由于采用單個微球通過的微鞘道系統，該設計制約了其檢測的速度，每秒種只能讀取幾十個微球。

發明內容

本發明的目的在于克服現有液相芯片檢測儀存在的問題和不足，提供一種新型的液相芯片檢測儀，即基于量子點的液相芯片檢測儀。

本發明所述的一種基于量子點的液相芯片檢測儀，包括：液相芯片、激發光源、微流通道、光學成像系統、圖像分析系統，所述液相芯片是量子點編碼微球的液相芯片，包括：表面被化學修飾的高分子聚合物微球，所述微球中包埋有量子點納米材料；探針分子，偶聯在被化學修飾的微球表面；以及用特定熒光蛋白標記的報告分子；所述的激發光源，以單一波長的光作為激發光，折射入微流通道檢測區域；所述的微流通道是寬度為0.1mm～5mm的寬鞘道微流通道；所述的光學成像系統是CCD或CMOS或光譜成像系統；所述的圖像分析系統包括計算機硬件和圖像分析軟件，接收和處理來自光學成像系統的數據。

所述液相芯片的優選方案是：微球是由以下材料制成：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。微球的直徑范圍是1-10μm。量子點的發射波長范圍是100-720nm。在微球中包埋的量子點可以是同一種發射波長的量子點，也可以是兩種或兩種以上發射波長的量子點。微球表面的化學修飾包括：氨基化、羧基化、巰基化、醛基化、羥基化等。探針分子可選自核酸、蛋白、抗體、抗原、生物素、親和素。

所述的激發光源可選自：氙燈、高壓汞燈、金屬鹵素燈、LED或激光。

所述寬鞘道微流通道的優選方案是：寬度為0.1mm～5mm、長度為5mm～50mm、深度為5μm～200μm的微通道，可由玻璃或石英或高分子聚合物加工而成的。

優選地，所述的寬微流通道是由步進電機控制的微量進樣器。

所述的光學成像系統包括但不限于以下幾種實施方式：