【摘要】：液相芯片是一種新型生物分析平臺,整合了免疫分析、流體力學、激光與檢測、電路等多項技術(shù)。它以微球為反應載體,在類生物內(nèi)部環(huán)境的液相體系中檢測蛋白質(zhì)等大分子,只需少量樣本即可多指標聯(lián)合檢測,檢測速度快,減輕了患者痛苦,具有重要臨床意義。目前液相芯片檢測儀被國外公司壟斷,其原理是采用有機染料對聚合物微球編碼,在熒光編碼微球上偶聯(lián)特定檢測物探針,與待測物在液相體系中反應,孵育后再加入熒光標記的報告分子,通過紅、綠兩束激光激發(fā),分別識別編碼微球和報告分子的熒光,從而對檢測物定性或定量分析。這樣的設計存在以下兩個缺陷:第一,用有機染料編碼的微球因染料激發(fā)光譜窄、發(fā)射光譜寬、易光漂白的特性造成光譜易重疊,導致儀器的準確度有限;第二,使用兩束激光的設計造成儀器光學系統(tǒng)復雜、體積大、整機成本高。針對國內(nèi)尚無產(chǎn)品化的液相芯片檢測儀以及國外的產(chǎn)品使用有機染料和兩束激光設計的缺陷,本文提出了一種基于量子點編碼微球的液相芯片檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)創(chuàng)新性地使用量子點代替有機染料對微球編碼,利用量子點激發(fā)光譜寬、發(fā)射光譜窄、熒光效率高的特性彌補了熒光光譜重疊的缺點,提高了儀器的準確度。此外,本文所提出的檢測系統(tǒng)利用量子點獨特的光學特性設計了采用單束激光激發(fā)的光學系統(tǒng),簡化了現(xiàn)有儀器使用兩束激光檢測的結(jié)構(gòu),降低了儀器成本。本文的研究主要是分析液相芯片檢測關(guān)鍵技術(shù)并設計液相芯片檢測系統(tǒng),具體內(nèi)容如下:第一,機械結(jié)構(gòu)設計。本文兼顧了液路的穩(wěn)定性、光學的密閉性、硬件電路板與液路隔離擺放的需求,設計了小型、經(jīng)濟的機械結(jié)構(gòu);第二,系統(tǒng)液路設計。本文設計了以三維鞘液動力學聚焦原理為基礎(chǔ),以注射器驅(qū)動樣本和鞘液,電磁閥控制液路開關(guān)的液路結(jié)構(gòu);第三,系統(tǒng)光路設計。本文結(jié)合激光器與量子點的發(fā)射光波長,設計了以流動室為中心、激光器和透鏡激發(fā)、二向色鏡、濾光片、透鏡和光電倍增管檢測的光路結(jié)構(gòu);第四,系統(tǒng)硬件設計。硬件設計主要包括了激光器驅(qū)動模塊、熒光探測器檢測模塊、放大電路模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、高速數(shù)據(jù)傳輸模塊、FPGA主控模塊及運動控制模塊等;第五,系統(tǒng)軟件設計。軟件程序設計包括了底層驅(qū)動與界面設計,實現(xiàn)了執(zhí)行機構(gòu)的控制、數(shù)據(jù)實時顯示等功能。實驗證明,本研究能夠很好地解碼不同濃度編碼的量子點微球。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN407;R318.0
【圖文】：

/ ）E--表示能量（J）如圖1所示，控制大小不同的CdSe/ZnS量子點受相同波長的光照射，可獲得不同發(fā)射波長的熒光 如圖2所示，熒光發(fā)射波長的變化范圍隨著組成量子點的化學成分的不同而變化 圖 1 近紫外光照射尺寸不同的 CdSe/ZnS 量子點產(chǎn)生不同波長的熒光[20]圖 2 化學成分不同的量子點發(fā)射光譜范圍[21]（2）量子點的吸收光譜寬且連續(xù)，發(fā)射光譜窄而對稱，斯托克位移大有機熒光染料具有很窄的吸收光譜范圍，不同的染料之間吸收光譜又存在差異，因此為了獲得不同發(fā)射波長的熒光，需要用多束激光進行激發(fā) 量子點的吸收光譜寬且呈連續(xù)分布，用任何波長小于量子點發(fā)射波長10 nm的激光器均可激發(fā)量子點熒光

E--表示能量（J）如圖1所示，控制大小不同的CdSe/ZnS量子點受相同波長的光照射，可獲得不同發(fā)射波長的熒光 如圖2所示，熒光發(fā)射波長的變化范圍隨著組成量子點的化學成分的不同而變化 圖 1 近紫外光照射尺寸不同的 CdSe/ZnS 量子點產(chǎn)生不同波長的熒光[20]圖 2 化學成分不同的量子點發(fā)射光譜范圍[21]（2）量子點的吸收光譜寬且連續(xù)，發(fā)射光譜窄而對稱，斯托克位移大有機熒光染料具有很窄的吸收光譜范圍，不同的染料之間吸收光譜又存在差異，因此為了獲得不同發(fā)射波長的熒光，需要用多束激光進行激發(fā) 量子點的吸收光譜寬且呈連續(xù)分布，用任何波長小于量子點發(fā)射波長10 nm的激光器均可激發(fā)量子點熒光，因此單束激光激發(fā)便可以獲得不同發(fā)射波長的熒光 量子點的發(fā)射波長分布窄且形狀對稱，半峰寬最窄可達30 nm左右

【參考文獻】

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本文編號：2721931