微流控芯片荧光检测系统研究进展.pdf

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1、综述微流控芯片荧光检测系统研究进展张雯，钱金雄，肖彦革，陈缵光＊（中山大学药学院，广州５１０００６）摘要：评述了１９９６～２０１０年以来微流控芯片荧光检测系统的研究进展，主要介绍微流控芯片中荧光检测系统，包括激光诱导荧光（ＬＩＦ）、发光二极管（ＬＥＤ）诱导荧光和其他荧光检测装置的原理、光路结构及其应用（引用文献６０篇）。关键词：微流控芯片；荧光检测；综述中图分类号：Ｏ６５７．８文献标志码：Ａ文章编号：１００１－４０２０（２０１１）１２－１４９５－０６ＲｅｃｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏ

2、ｎＳｙｓｔｅｍｓｏｆＭｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃＣｈｉｐ＊ＺＨＡＮＧＷｅｎ，ＱＩＡＮＪｉｎ－ｘｉｏｎｇ，ＸＩＡＯＹａｎ－ｇｅ，ＣＨＥＮＺｕａｎ－ｇｕａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ，ＳｕｎＹａｔ－ｓｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｖｉｅｗｗａｓｇｉｖｅｎｏｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐｃｏｖｅｒｉｎｇｙｅａｒｓｆｒｏｍ１９９６－２０１０，ｒｅｌａｔ

3、ｉｎｇｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｏｐｔｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌａｓｅｒｉｎｄｕｃｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（ＬＩＦ）ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）ｉｎｄｕｃｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓ（６０ｒｅｆ．ｃｉｔｅｄ）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ；Ｆｌ

4、ｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓ；Ｒｅｖｉｅｗ自微流控芯片问世以来，检测器研究一直是人导荧光和其他荧光检测方法和装置，以及它们的具们关注的热点。微流控芯片中各种生物和化学过程体应用。通常在微米级的通道几何结构内完成，因此，要求其１荧光检测系统概述检测器具有灵敏度高、响应速度快、微型化等特点。荧光检测（ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＦＤ）技术因许多化合物如有机胺、维生素、激素、酶等被入具有准确度好、灵敏度高等特点，是目前微流控系统射光（即激发光）照射，吸收一定波长的光后，分子中最常用的检测技术之一。微

5、流控芯片的主要研究对的某些电子从基态向较高能级跃迁，电子之间发生象，如蛋白质、脱氧核糖核酸及氨基酸等自身带有荧碰撞消耗部分能量而无辐射地降到第一电子激发态光基团、或者衍生化后可产生荧光，均可采用荧光检的最低振动能级，再回到基态的不同振动能级，同时测技术，检出限达１０－１４－１［１］，甚至可检测到发射出比吸收光波长更长的荧光。荧光强度与入射ｍｏｌ·Ｌ［２］［３］单个ＤＮＡ分子，液芯波导管的引入使检测系光强度、量子效率、样品浓度成正比。统的性能大大改善。本文就目前微流控芯片荧光检要实现高灵敏度的荧光检测，关键在于降低背测系统

6、的研究进展进行综述，主要介绍用于微流控景光，特别是激发光背景的影响。因此检测系统的芯片的激光诱导荧光（ＬＩＦ）、发光二极管（ＬＥＤ）诱光路结构设计十分重要，目前报道的有正交型、非共焦型、共聚焦型和平行型等（表１）。常用的光学元收稿日期：２０１０－１０－１２件包括光源、透镜、滤光片、分色镜、光纤、物镜、光电基金项目：国家自然科学基金项目（２０７２７００６）转换元件等。作者简介：张雯（１９８５－），女，山东青岛人，硕士研究生，主要由于研究对象和技术方法等实际情况的差异，研究方向为分析仪器、药物分析和药物筛选。不同的研究小组在

7、光路的设计、光学元件的配置上＊联系人·１４９５·张雯等：微流控芯片荧光检测系统研究进展表１微流控芯片荧光检测系统的４种光路结构比较Ｔａｂ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆ４ｏｐｔｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ类别结构特点优点缺点参考文献有效降低激发光对检测结构相对复杂，不利于微正交型激发光路和发射光路相互垂直的结构［４－６］的干扰，提高检测灵敏度型化激光束经过透镜聚光和反射镜反射，以适当的激发光和杂散光的干扰入射角度照射芯片的检测区域，

8、激发产生的荧光大，必须优化激光束的入射非共焦型结构简单、易微型化［７］经物镜收集聚光，并由滤光片滤除激发光和其他角度和荧光信号的收集角杂散光后，用光电倍增管进行检测度激光束由二向色镜反射并由显微物镜聚焦后垂直照射到芯片的检测区域，激发产生的荧光经对荧光与激发光、反射共聚焦型二向色镜投射，并由与显微物镜同轴且共焦的显光