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床边检测(POCT)是当今检测医学的重要发展方向之一。而微流控芯片分析技术已被广泛应用于POCT。微流控芯片检测器的研究不仅可以大大促进POCT检测医学的发展,而且对发展我国面向基层医疗的POCT具有重大意义。激光诱导荧光检测(LIF-D)是一种极高灵敏度的检测手段,在微流控芯片分析检测系统中得到广泛应用。LIF-D系统主要存在结构复杂、体积大、价格高等缺点,难以实现分析系统的小型化,而体积小、价格低廉的发光二极管(LED)适应了分析仪器微型化的发展趋势。本论文以高功率LED为激发光源,研制了一种新型的小型化微流控芯片LED诱导荧光检测系统,用于微流控芯片分析检测。本论文的主要工作有:
1.光学系统设计:利用MOS管压控恒流原理,设计恒流驱动电路,使高功率LED发光稳定。光学系统采用了激发光路和发射光路位于同轴且同侧的共线性结构,通过一系列光学组件成功的将LED发散光聚焦成线光源。
2.控制系统设计:以MSP430F147单片机为控制核心设计了控制系统硬件电路,同时使用C语言对单片机进行编程,通过计算机实现人机交互,实现了对微芯片毛细管电泳控制和荧光信号采集处理。
该光学系统成功将LED发散光聚焦成约3.5mm×0.3mm的线光源,可方便地与微通道对准,避免了复杂的机械校准结构,降低了系统复杂性。0.3mm的光束线宽可以满足微流控芯片电泳分析高分离度的要求。用荧光染料NBD C6-ceramide和高密度脂蛋白评价该体系的性能,结果表明LED激发光源稳定,检测系统重复性好,样品峰形良好。当采用液晶触摸屏取代计算机实现人机交互时,本论文的小型化LED诱导荧光检测系统,结合微流控快速高效的分析技术,可以实现便携式、小型化POCT快速检测,具有很好的应用前景。