微流控生物芯片PCR实时荧光检测装置及其微型化研究

摘要

随着微全分析系统(μ-TAS)技术的快速发展，实时荧光定量PCR检测技术广泛应用于生物芯片领域。微流控生物芯片PCR实时荧光检测装置及其微型化的研究，已成为近年来世界各国的热点研究方向。从目前的国内外相关微型化研究发展现状看，都处在初级探索研究阶段。 本文讲述了一种智能化的PCR实时荧光检测装置，它不仅可以对微流控芯片进行检测，还可以应用到点阵式芯片，并对PCR实时荧光检测系统微型化设计进行了探讨和实验。 PCR实时荧光检测装置包括有光源，光纤，分光系统，光电检测部分，步进平移台和RS232通用串口测控系统。光源为卤素灯，光通过聚光系统将光束聚焦，然后通过分光系统过滤，过滤后的475nm光束经过光纤的传输照射到微流控芯片中扩增后的荧光PCR反应物上，激发反应物发出荧光。被激发的荧光经过光纤传输到聚光系统，通过滤光系统的530nm左右的光束聚焦之后进入光电倍增管获得相应的电流信号。步进平移台的主要机械构件为丝杠。通过划片和导轨可以灵活调节丝杠在任意方向上的位置，实现对微流控芯片检测。 实验表明本系统操作简便、快速，而且具有很高的敏感性和特异性。其次，是在封闭的体系中完成扩增并进行实时测定，大大降低了污染的可能性。再次，由于在PCR扩增过程中能实时监控PCR扩增情况，可以及时调整反应参数。 本文提出了将光源与检测器微型化的方法，将光源检测器件集成于生物芯片中，使检测单元缩小到毫米级别，这种方法可应用于各种荧光检测；对在生物芯片上制作电极尤其是在有机玻璃PMMA上制作金属电极进行了多次实验；并对对设计荧光检测系统的过程中碰到的问题进行了各种实验和分析。另外还提出了将光源和光电检测微芯片制作在PCB基板上的方法。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第二章一种微流控生物芯片PCR荧光实时检测装置

2.1荧光检测的国内外相关领域的现状、研究成果及进展分析

2.2实时荧光检测装置

2.3光学系统

2.4机械结构设计

2.5试验装置荧光PCR检测方式研究

2.6步进电机控制系统设计

2.7荧光检测数据及分析

2.8本章小结

第三章荧光检测装置微型化初探

结论

参考文献

附录攻读硕士期间发表论文、申请专利及软件著作权登记：

致谢