【摘要】：微流控技術(shù)是將多種反應(yīng)過(guò)程集成在只有幾平方厘米的芯片器件上的技術(shù),憑借其試劑用量少、效率高、污染少等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)微流控芯片上的試劑反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),需要將檢測(cè)系統(tǒng)與微流控芯片相結(jié)合。微流控是高通量的試劑反應(yīng)技術(shù),檢測(cè)器的性能直接影響著整個(gè)微流控分析系統(tǒng)的檢測(cè)極限,檢測(cè)速度、適用范圍等參數(shù),因此對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的要求非常高。由于熒光檢測(cè)具有高選擇性和高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),其成為微流控芯片分析中最廣泛的檢測(cè)方法。本論文研制的是基于微流控液滴的熒光檢測(cè)分析系統(tǒng)。采用模塊化的方法進(jìn)行軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,加強(qiáng)了抗干擾的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)安卓的上位機(jī),供用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)行指令和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)共聚焦型的檢測(cè)方法,搭建出熒光檢測(cè)的光路,以光電倍增管作為檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)微弱熒光的檢測(cè)。在控制連續(xù)相驅(qū)動(dòng)氣壓不變的情況下,隨著離散相驅(qū)動(dòng)氣壓的提高,微流控芯片上生成的液滴間距逐漸減少,當(dāng)間距縮小到一定的距離時(shí),會(huì)出現(xiàn)雙排液滴的生成。而連續(xù)相的氣壓是影響液滴生成速度和液滴大小的主要因素。為了確保本系統(tǒng)能檢測(cè)出單個(gè)熒光液滴的熒光信號(hào),需要調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)氣壓,使熒光液滴之間存在一定的間隔。系統(tǒng)的信噪比隨著熒光濃度的增大而增大,但是激發(fā)光的強(qiáng)度對(duì)檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)信噪比并沒(méi)有影響。因此在調(diào)節(jié)激發(fā)光強(qiáng)度時(shí),盡量使PMT輸出的信號(hào)接近檢測(cè)的量程,這樣能減少相對(duì)誤差。當(dāng)熒光液滴經(jīng)過(guò)熒光檢測(cè)區(qū)域時(shí),檢測(cè)系統(tǒng)能檢測(cè)到峰值信號(hào),通過(guò)分析濃度分別為10 nM、30 nM、50 nM、70 nM和90 nM的熒光液滴波峰信號(hào),發(fā)現(xiàn)波峰的幅值大小與熒光液滴的濃度呈線性關(guān)系,符合低濃度下的熒光強(qiáng)度計(jì)算公式,并且不同濃度的熒光液滴的峰值分布非常集中。在雙T型通道的結(jié)構(gòu)下,通過(guò)調(diào)節(jié)兩種濃度溶液的驅(qū)動(dòng)氣壓以方波的形式交替切換,實(shí)現(xiàn)兩種濃度的熒光液滴的生成。本系統(tǒng)能檢測(cè)出10 nM和90 nM的熒光液滴通過(guò)檢測(cè)區(qū)域產(chǎn)生的峰值信號(hào),并通過(guò)峰值大小對(duì)兩種濃度的液滴進(jìn)行了區(qū)分。由于熒光檢測(cè)具有高靈敏度、高選擇性和易于與芯片結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),熒光檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)便攜式檢測(cè)系統(tǒng)的首選方法,推動(dòng)著基因組學(xué)和分子生物學(xué)等研究領(lǐng)域的發(fā)展。
【圖文】：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文子刻蝕從硅絕緣體上制備出機(jī)械懸臂，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 PDMS 流道與硅懸臂集成，對(duì)懸臂進(jìn)行 G 蛋白和特異性抗體修飾，對(duì) Ang-1 的檢測(cè)極限為 25 μg/ml。結(jié)合光學(xué)激發(fā)探測(cè)的方法不僅大大簡(jiǎn)化了諧振懸臂的制造，而且該方法適用于各種各樣的幾何形狀設(shè)備，不受電氣集成的限制。由于微懸臂加工工藝的的限制，基于機(jī)械檢測(cè)方法的靈敏度和響應(yīng)時(shí)間是需要面對(duì)的最大問(wèn)題，在液體中的阻尼效應(yīng)也降低的檢測(cè)精度。石英晶體微天平是一種常用的低成本高靈敏生物傳感器，利用石英晶體的壓電效應(yīng)，將晶體表面的質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。Tao 等人[51]將微流控芯片的流道里修飾上 Aβ42 抗體，再與結(jié)合石英晶體微天平結(jié)合。將人體血清直接注入到芯片上，通過(guò)測(cè)定石英晶體產(chǎn)生的震蕩電路輸出的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì) Aβ42 進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)的濃度范圍在 0.1-3.2 μM。

第一章 緒論，提高系統(tǒng)的檢測(cè)極限，激光誘導(dǎo)熒光最適合結(jié)合到微流下幾個(gè)基本部分組成：激光光源、聚焦和收集光路系統(tǒng)、，，關(guān)鍵在于減少雜散光對(duì)熒光信號(hào)的影響，因此對(duì)檢測(cè)系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以分為非共聚焦型檢測(cè)系統(tǒng)和共聚焦型檢檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)如圖 1-15 所示，通過(guò)透鏡或物鏡將激光以適當(dāng)?shù)慕嵌壬臒晒馔ㄟ^(guò)垂直于芯片的物鏡進(jìn)行收集，并經(jīng)過(guò)濾光片檢測(cè)。這種光路系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單，但是激光和雜散
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH744.1

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2 王W毨

本文編號(hào)：2639638