發(fā)布時間：2020-04-25 01:43

【摘要】：微流控技術(shù)是將多種反應(yīng)過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,被廣泛應(yīng)用于各種生物醫(yī)學應(yīng)用中。為了實現(xiàn)對微流控芯片上的試劑反應(yīng)進行監(jiān)測,需要將檢測系統(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),檢測器的性能直接影響著整個微流控分析系統(tǒng)的檢測極限,檢測速度、適用范圍等參數(shù),因此對檢測系統(tǒng)的要求非常高。由于熒光檢測具有高選擇性和高靈敏度的優(yōu)點,其成為微流控芯片分析中最廣泛的檢測方法。本論文研制的是基于微流控液滴的熒光檢測分析系統(tǒng)。采用模塊化的方法進行軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的設(shè)計,為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,加強了抗干擾的設(shè)計。設(shè)計安卓的上位機,供用戶對系統(tǒng)下達運行指令和實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。通過共聚焦型的檢測方法,搭建出熒光檢測的光路,以光電倍增管作為檢測器實現(xiàn)微弱熒光的檢測。在控制連續(xù)相驅(qū)動氣壓不變的情況下,隨著離散相驅(qū)動氣壓的提高,微流控芯片上生成的液滴間距逐漸減少,當間距縮小到一定的距離時,會出現(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)能檢測出單個熒光液滴的熒光信號,需要調(diào)節(jié)驅(qū)動氣壓,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)光的強度對檢測出來的信號信噪比并沒有影響。因此在調(diào)節(jié)激發(fā)光強度時,盡量使PMT輸出的信號接近檢測的量程,這樣能減少相對誤差。當熒光液滴經(jīng)過熒光檢測區(qū)域時,檢測系統(tǒng)能檢測到峰值信號,通過分析濃度分別為10 nM、30 nM、50 nM、70 nM和90 nM的熒光液滴波峰信號,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度計算公式,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,通過調(diào)節(jié)兩種濃度溶液的驅(qū)動氣壓以方波的形式交替切換,實現(xiàn)兩種濃度的熒光液滴的生成。本系統(tǒng)能檢測出10 nM和90 nM的熒光液滴通過檢測區(qū)域產(chǎn)生的峰值信號,并通過峰值大小對兩種濃度的液滴進行了區(qū)分。由于熒光檢測具有高靈敏度、高選擇性和易于與芯片結(jié)合的優(yōu)點,熒光檢測是實現(xiàn)便攜式檢測系統(tǒng)的首選方法,推動著基因組學和分子生物學等研究領(lǐng)域的發(fā)展。
【圖文】：

東南大學碩士學位論文子刻蝕從硅絕緣體上制備出機械懸臂，通過標準的 PDMS 流道與硅懸臂集成，對懸臂進行 G 蛋白和特異性抗體修飾，對 Ang-1 的檢測極限為 25 μg/ml。結(jié)合光學激發(fā)探測的方法不僅大大簡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，基于機械檢測方法的靈敏度和響應(yīng)時間是需要面對的最大問題，在液體中的阻尼效應(yīng)也降低的檢測精度。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。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，通過測定石英晶體產(chǎn)生的震蕩電路輸出的電信號，實現(xiàn)對 Aβ42 進行測定，檢測的濃度范圍在 0.1-3.2 μM。

第一章 緒論，提高系統(tǒng)的檢測極限，激光誘導熒光最適合結(jié)合到微流下幾個基本部分組成：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熒光信號的影響，因此對檢測系結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以分為非共聚焦型檢測系統(tǒng)和共聚焦型檢檢測系統(tǒng)系統(tǒng)如圖 1-15 所示，通過透鏡或物鏡將激光以適當?shù)慕嵌壬臒晒馔ㄟ^垂直于芯片的物鏡進行收集，并經(jīng)過濾光片檢測。這種光路系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上簡單，但是激光和雜散
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH744.1

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