[發明專利]一種啞鈴光纖SPR檢測微流芯片

有效

• 申請號: 201710947680.1
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107884367B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 魏勇;蘇于東;郭會勇;周愛;劉春蘭;張永慧;聶祥飛;張楷
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 劉備

本發明公開了一種啞鈴光纖SPR檢測微流芯片，包括五芯光纖1、啞鈴光纖2、多模光纖3、微流通道模塊4、寬譜光源5、五芯光纖分束器6、光譜儀7、微量注射泵8、廢液池9、電腦10；2cm長啞鈴光纖左側對位焊接五芯光纖，右側焊接多模光纖，經腐蝕、50nm厚SPR（表面等離子體共振）金屬膜鍍制后，封裝于微流通道模塊中，構成光纖SPR檢測微流芯片，寬譜光源通過五芯光纖分束器可分別給五芯光纖各纖芯注光，當五芯光纖中間芯注光時，啞鈴光纖纖芯進行SPR檢測；當五芯光纖上下兩芯注光時，啞鈴光纖包層進行SPR檢測；當五芯光纖左右兩纖芯注光時，啞鈴光纖孔道進行溶液吸光譜檢測，也可激發熒光物質標記的DNA產生熒光信號。

技術領域

本發明屬于光纖微流芯片SPR傳感檢測領域，具體涉及一種啞鈴光纖SPR檢測微流芯片。

背景技術

表面等離子體共振(Surface?Plasmon?Resonance，SPR)，屬于一種物理光學現象。入射光由光密介質入射到光疏介質發生全反射時，入射光并非立即反射回光密介質，而是進入到光疏介質，形成倏逝波。當兩種介質之間存在幾十納米的金屬膜時，形成的倏逝波穿透到金屬內部，在特定條件下與金屬內部自由電子振蕩形成的表面等離子體波產生共振，倏逝波的能量會轉移到表面等離子體波中，入射光的大部分能量被吸收，此時在反射光譜上形成一個光強急劇下降的波谷，稱作共振峰。當發生SPR時，共振峰的位置與金屬層表面介質的折射率相關，當介質的折射率發生變化時，共振峰隨之變化。因此，基于共振峰的變化對金屬膜附近介質的折射率進行檢測，進而實現SPR傳感。SPR技術與生物免疫技術相結合構建的SPR生物傳感器，在生物分子檢測方面得到了廣泛的應用。SPR金屬表面折射率隨著附著生物分子質量而變化，因而SPR共振曲線的動態變化可以反映生物分子相互作用的特異性信息。例如可以實時監測肽類、蛋白質、寡核苷酸，甚至細胞、病毒之間相互作用的全過程。

為了提高SPR的檢測效率，通常將微流控技術與SPR相結合，即在SPR生物傳感器中使用微流控芯片作為反應裝置。基于微型化帶來的優勢，使用微流控芯片作為反應裝置可以有效地縮短檢測的時間，并減少樣品消耗。微流控芯片還可以平行排布相同的結構單元，提高SPR生物傳感器的檢測通量。因此，使用微流控芯片作為反應裝置是SPR生物傳感器，特別是商品化的SPR生物傳感器的發展趨勢，微流控芯片-SPR技術在醫學領域的研究將更加深入。微流控芯片通過微加工技術將微管道、微泵、微閥、微儲液器、微電極、微檢測元件、窗口和連接器等具備不同功能的微器件集成在一起，使之成為微型全分析系統。

微流控分析是90年代新興的分析技術。它采用微細加工技術制成具有微結構的芯片，使生物化學分析中的樣品處理、反應、分離檢測以及數據處理等全過程都集中在微流控芯片上完成，從而實現了生物化學分析的整體微型化及自動化，同時能夠高效、快速的完成試樣的分離、分析和檢測。作為一種能夠在微米級尺度操縱液體的新興技術，微流控芯片已經受到科學家們的廣泛關注。高密度集成的微流控芯片裝置可以實現高通量并行化的實驗以及多種操作單元的功能一體化，作為一種新的方法學平臺，已經越來越多地應用于化學和生命科學的研究中。目前，用于制作微流控芯片的微加工技術大多繼承自半導體工業，其加工過程工序繁多，且依賴于價格高昂的先進設備。在微流控芯片的制作中常用的加工方法包括：硅/聚合物表面微加工、軟印、壓印、注射成型、激光燒蝕等。這些加工過程都需要在超凈間內完成，工序復雜，需占用大量空間，且需要富有經驗的設計和加工人員。而在微流控制芯片中，微流控制光纖芯片由于具有體積小、檢測靈敏度高、制作成本低、制作方法簡單等特點，逐漸引起人們的注意。傳統的光纖微流芯片是把光纖植入到芯片中，并與微流控制溝道垂直對準，用來激發微流控制溝道中用熒光物質標記的DNA或者氨基酸以產生熒光信號。這種微流控制芯片的好處是：用光纖作為傳光介質，光纖所產生的激發光斑與微流控制溝道尺寸大致相當，提高了檢測靈敏度，同時也省去了體積龐大、價格昂貴的熒光顯微鏡。