本工作基于我們制備的高品質(zhì)法布里-珀羅(FP)光學(xué)微腔,研究了一種基于光微流激光信號(hào)的腔內(nèi)高靈敏度HRM熔解曲線檢測(cè)方法,即采用FP光學(xué)微腔作為微激光腔,嵌入式飽和染料作為增益介質(zhì),產(chǎn)生的激光信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào),通過溫度掃描,實(shí)現(xiàn)了對(duì)堿基錯(cuò)配DNA分子的高靈敏度篩查與檢測(cè)。我們分別研究了25個(gè)堿基對(duì)、50個(gè)堿基對(duì)、99個(gè)堿基對(duì)、130個(gè)堿基對(duì)的目標(biāo)DNA及堿基錯(cuò)配DNA的熔解曲線;理論及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于激光信號(hào)的HRM檢測(cè)技術(shù)具有低的熔解溫度和高的信噪比。具體工作如下:1.搭建CO_2激光加工平臺(tái),采用激光微加工的方法在熔融石英玻璃基底上制備微凹面結(jié)構(gòu),曲面結(jié)構(gòu)的橫向尺寸控制在40-110μm,深度3-10μm。與此同時(shí),在單晶硅片上制備平面結(jié)構(gòu),在兩種制備好的基底上鍍制高反射介質(zhì)膜。最后,采用單晶硅片的微平面鏡-二氧化硅基底的微凹面鏡,結(jié)合硅膠封裝工藝,制備封閉式的法布里-珀羅光學(xué)微腔及光微流控系統(tǒng),形成光微流控芯片,實(shí)現(xiàn)了光微流激光器件的集成。2.首先從理論上模擬了不同堿基對(duì)數(shù)的DNA分子基于熒光和激光的HRM曲線,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。隨后在實(shí)驗(yàn)上,采用488 nm的脈沖激光器作為泵浦源,濃度為250μM的DNA與SYTO13染料混合液作為增益介質(zhì),結(jié)合高分辨熔解曲線技術(shù),分別研究了基于熒光和激光的HRM技術(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于激光的HRM技術(shù)具有更低的熔解溫度和更高的信噪比。3.在激光HRM檢測(cè)基礎(chǔ)上,提出了一種常規(guī)HRM技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的新型DNA檢測(cè)方法,即保持溫度恒定,檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度隨激發(fā)光強(qiáng)的變化關(guān)系,提供另外一種快速、高通量DNA檢測(cè)方法。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN24
【部分圖文】：

如圖1-1 所示。美國密歇根大學(xué)范旭東教授及其領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)是世界上最早將光微流激光用于生化傳感及檢測(cè)的課題組之一[7-10]。他們采用中空的玻璃毛細(xì)管（直徑 850 m）作為樣品通道和激光微腔（即基于回音壁模式的環(huán)形腔），把傳統(tǒng)的熒光信號(hào)轉(zhuǎn)化為激光信號(hào)，實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對(duì) 40 個(gè)堿基對(duì)的目標(biāo) DNA 和單堿基錯(cuò)配DNA 的檢測(cè)。環(huán)形微腔具有高的 Q 值，作為激光微腔時(shí)可實(shí)現(xiàn)低閾值激光產(chǎn)生[21-22]。但是，環(huán)形激光腔還有一系列不足，主要為：1.參與激光振蕩的增益介質(zhì)（檢測(cè)物質(zhì)）只分布在腔壁周圍，絕大部分待測(cè)介質(zhì)并未參加激光產(chǎn)生，造成了樣品的浪費(fèi)；2.在光泵浦條件下，未參加激光振蕩的待測(cè)物質(zhì)以熒光信號(hào)輻射能量，產(chǎn)生了多余的背景光及噪聲，對(duì)待檢測(cè)激光信號(hào)形成干擾；3.不易于與溫控系統(tǒng)結(jié)合；4.不易于集成和實(shí)現(xiàn)通量檢測(cè)。我們近期工作表明[23-24]，通過鍍膜技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備的法布里-珀羅（FP）微腔可達(dá)到 105的 Q 值及低的激光泵浦閾值，產(chǎn)生的激光具有沒有背景信號(hào)干擾，且易于與溫控系統(tǒng)結(jié)合，易于集成及實(shí)現(xiàn)通量檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文章 平凹型法布里-珀羅微腔的布里-珀羅型（FP）光學(xué)微腔作為光微流激一定距離的兩片平行反射鏡構(gòu)成，相應(yīng)的反反射膜[36]，F(xiàn)P 光學(xué)微腔具有制作簡(jiǎn)單、體可以極好的兼容于微流控系統(tǒng)[37]。同時(shí) F示，可以在同一塊反射鏡上設(shè)計(jì)制作 FP 光測(cè)量。

材料比較齊全；（4）適用于數(shù)量大、密度高 CO2激光器（Synrad Firestar vi30,激光脈沖頻率 激光器具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)換效率高且間短，通過瞬時(shí)燒蝕就可完成加工操作；（3）率、基底材料等進(jìn)行精準(zhǔn)控制，使實(shí)驗(yàn)操作變的寸控制在微米級(jí)別；（4）可以在石英玻璃上燒面結(jié)構(gòu)，適用范圍廣泛。璃作為材料基底，石英玻璃具有良好的光學(xué)特性條件，利用 CO2激光器在石英玻璃表面上加工微鏡和原子力顯微鏡等儀器測(cè)量微凹面結(jié)構(gòu)的凹面的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進(jìn)一步優(yōu)化加工條件。如下置圖。具體加工步驟如下：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831837