微全分析系统中共焦激光诱导荧光检测器的研制

作     者：梁宁 

作者单位：清华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗国安

授予年度：2003年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：微流控芯片 激光诱导荧光 微全分析系统 共焦 635nm 

摘      要：微全分析系统（μTAS）是指将包括采样后的预处理、进样、分离、分析检测等复杂耗时的分析过程微型化、集成化后构成的分析系统。微全分析系统已越来越被人们所重视，并以很快的速度朝着“个人化，“家用化的方向发展。但检测器性能的不足严重制约着系统的发展速度，成为微全分析系统发展中的瓶颈。 本课题以高灵敏度，低成本，性能稳定，操作简便为目标，设计并搭建了一种应用于微流控芯片检测的635nm共焦激光诱导荧光检测器。该检测器采用635nm半导体激光器作为光源，通过共焦光路收集荧光信号，经高性能的滤光片滤光，由光电倍增管进行光电转换，再由A/D卡将信号输入到计算机中。整个系统固定在光学调整架上，通过精密三维平移台上对芯片的位置进行调整。以Cy5染料为样品，在自制的玻璃芯片上进行检测，得到的浓度检出限为 10－9mol/L，绝对检出限为6×10－20mol，即数万个Cy5分子。该灵敏度在国内已处于领先地位。 实验部分中，该检测器被用于去甲肾上腺素和多巴胺在微流控芯片上的分离检测，并得到了较高的灵敏度和较好的分离。证明该检测器具有较好的实用性。 该检测器结构精简，灵敏度高，性能稳定，使用方便，调整灵活，成本低，较好的达到了设计的要求，期望能将其尽快推入商业化运作。 最后介绍了一种模拟生物环境的生物细胞增殖反应器的设计和搭建过程，该反应器可应用于药物筛选。通过实验验证，该仪器较好地模拟了生物环境，有助于改善中药筛选中的伪结果。并且由于自动控制的引入，大大简化了操作程序。