基于离心微流控的光检测系统其应用

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随着医疗技术的提升,医疗设备的需求也变得越来越多样化。在此条件下,基于微流控技术的医疗设备也不断研发投入使用,其中及时诊断设备(POCT)尤为突出。与传统体检中心的大型检测仪器相比,及时诊断设备具有便携化,检测速度快,设备环境及操作人员要求低的特点,在核酸检测、蛋白质检测、免疫分析和食品安全等领域都具有非常重要的研发意义。所以本文主要是基于离心微流控平台搭建了离心微流控光检测系统,通过设计样品流程在微流控芯片上的实现,最终实现样品的检测。通过离心微流控平台和光检测的整合,完成检测物及时诊断的功能。本文基于离心微流控平台,结合光检测搭建了智能微流控光检测平台。通过电路将检测系统和离心微流控平台控制连接在仪器,将整个控制模块交予手机软件操作。整个离心微流控光检测平台由控制系统、检测模块、平台模块以及手机终端模块组成。由于在实验中需要实时监测芯片上温度的变化,我们增加了外置模块热像仪模块。我们设计了荧光检测,结构并采用荧光检测的方法完成了对胃癌外泌体中的mi RNA的检测。基于荧光检测原理我们设计出微型荧光检测结构,将其安装在荧光检测电路板上,感光模块位于荧光检测结构的信号光接收区上。通过荧光检测测试,我们搭建的系统可以完成荧光检测。我们设计了关于胃癌外泌体中的mi RNA检测的微流控芯片,将实验流程集合至芯片上。将正常外泌体与胃癌外泌体检测的结果相比较,实验结果表明胃癌外泌体中mi RNA浓度是正常外泌体中的1.5倍,表明胃癌外泌体中mi RNA要较正常外泌体高,同时表明荧光检测结构的可行性和实用性。同时我们设计了核酸提取与检测的芯片,目标实现核酸的检测。最后,我们设计了RNA检测芯片和乙肝两对半检测芯片来验证离心微流控光检测平台的直接检测效果。通过有源阀设计的RNA检测微流控芯片,一次可直接检测出四个浓度样品的检测数据,实验结果表明,待测物的浓度与检测光强强度呈线性关系,并绘制出标准曲线。乙肝两对半检测流程复杂,我们设计多层芯片复合结构以实现整个流程在芯片上自动化操作。本文基于离心微流控平台,结合微弱光检测模块和手机终端,完成离心微流控光检测的平台搭建,该平台可应用于荧光检测和直接发光检测,并最终设计出第一代产品结构。通过设计胃癌外泌体、RNA检测以及乙肝两对半检测的微流控芯片,实现了离心微流控光检测平台的功能性验证。我们的离心微流控光检测系统将在及时诊断场景下有着广阔的前景。
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