[發(fā)明專利]用于光譜測量的光纖微流芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810061624.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN110068556A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苑立波;張曉彤;苑婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01J3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于光譜測量的光纖微流芯片，包括光接口、中空部份和通道微孔，所述的環(huán)形芯毛細(xì)管光纖的一端經(jīng)過加熱熔縮，環(huán)形光纖芯通過加熱收縮變細(xì)，使毛細(xì)孔被塌縮閉合，形成實心的光波通道，從而成為與外部激發(fā)光源和接收后向散射光信號的光譜儀相互連接的光接口，另一端經(jīng)過相同的加熱熔縮過程形成與外部探測光譜儀相互連接的另一個光接口，在中空部份設(shè)置有微流物質(zhì)通道微孔，用于與外部的微流液體注射泵相、廢液池相連接。這種用于光譜測量的光纖微流芯片避免了分離情況下的光學(xué)對準(zhǔn)與調(diào)節(jié)，一致性好、檢測精度高、適合于規(guī)模化大批量生產(chǎn)，為徽流控技術(shù)在化學(xué)、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域提供了一種便捷的技術(shù)手段。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖光譜測試與分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光譜測量的光纖微流芯片，由環(huán)形芯毛細(xì)管光纖制成，包括實心的光波通道、微流物質(zhì)通道和微孔。

(二)背景技術(shù)

光譜分析在各個領(lǐng)域內(nèi)都有廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)領(lǐng)域，許多有機(jī)物質(zhì)的光吸收性是一個重要的本質(zhì)特性，因此可用吸收光譜來鑒別物質(zhì)和推測樣品的物質(zhì)結(jié)構(gòu)；在自然界中，葉綠素具有其特定的吸收光譜；在生物學(xué)領(lǐng)域，可以從人血清的吸收光譜來診斷各種疾病；還可以利用藥物的紫外吸收光譜對藥物進(jìn)行定量分析，因此吸收光譜分析技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用價值。

熒光現(xiàn)象具有有利的時間標(biāo)度，熒光發(fā)射發(fā)生在吸光之后約10^-8s(10ns)，在此時間內(nèi)會發(fā)生許多時間差異的分子過程，而這些過程會影響熒光化合物的光譜特征。因此，可以實現(xiàn)對復(fù)雜的多組分熒光體混合物的分析和許多生物化學(xué)現(xiàn)象的研究。

拉曼光譜是一種散射光譜。拉曼光譜分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng)，對與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析可以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息。因此，拉曼光譜是用作結(jié)構(gòu)鑒定和分子相互作用的手段，可以鑒別特殊的結(jié)構(gòu)特征或特征基團(tuán)。拉曼位移的大小、強(qiáng)度及拉曼峰形狀是鑒定化學(xué)鍵、官能團(tuán)的重要依據(jù)。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為分子異構(gòu)體判斷的依據(jù)。在無機(jī)化合物中金屬離子和配位體間的共價鍵常具有拉曼活性，由此拉曼光譜可提供有關(guān)配位化合物的組成、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等信息。

微流控技術(shù)(Microfluidics或Lab-on-a-chip)指的是使用微管道(尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米)處理或操縱微小流體(體積為納升到阿升)的系統(tǒng)。由于微流控芯片中的樣品體積小，檢測光程短，靈敏度高、響應(yīng)時間快、功耗低的光學(xué)檢測器和新型檢測方法對于微流控技術(shù)向?qū)嵱没l(fā)展至關(guān)重要。微流控技術(shù)經(jīng)過二十余年的發(fā)展，已經(jīng)成為一門涉及化學(xué)、流體物理、光學(xué)、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科。

論文“光纖型微流控電泳芯片的研制”，作者：蘇波等，《測控技術(shù)》,2005,24(11):5-8]，介紹了傳統(tǒng)的光纖型微流芯片主要有光纖型微流控電泳芯片該芯片主要由兩部分組成：多模光纖，PDMS基片和蓋片。利用二次曝光技術(shù)制作出芯片的模具；通過澆注的方法制成電泳芯片；該芯片實現(xiàn)了在PDMS上制作深度不同的微流控溝道和光纖溝道，使光纖與微流控溝道能夠方便地對準(zhǔn)。

論文“基于準(zhǔn)分子激光加工技術(shù)的內(nèi)嵌光纖型微流控器件的制備”，作者：金永龍等，《中國激光》,2008,35(11):1821-1824.，介紹了一種內(nèi)嵌光纖型微流控芯片，其制備方法是利用248nm的KrF準(zhǔn)分子激光在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片上進(jìn)行微加工,構(gòu)建芯片結(jié)構(gòu)，并嵌入腐蝕過的直徑35μm的單模光纖，從而形成內(nèi)嵌光纖型芯片。