自微流控芯片問(wèn)世以來(lái)，檢測(cè)器研究一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。微流控芯片中各種生物和化學(xué)過(guò)程通常是在微米量級(jí)的通道幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)完成的，因此，要求其檢測(cè)器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、微型化等特點(diǎn)。

熒光檢測(cè)(FluorescencedetectionFD)技術(shù)因具有準(zhǔn)確度好、靈敏度高等特點(diǎn)，是目前微流控系統(tǒng)最常用的檢測(cè)技術(shù)之一。微流控芯片的主要研究對(duì)象如蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸及氨基酸等自身帶有熒光基團(tuán)、或者衍生化后可產(chǎn)生熒光均可采用熒光檢測(cè)技術(shù)，檢出限達(dá)10-14mol·L-1甚至可檢測(cè)到單個(gè)DNA分子液芯波導(dǎo)管的引入使檢測(cè)系統(tǒng)的性能大有改善。本文就目前微流控芯片熒光檢測(cè)系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述主要介紹用于微流控芯片的激光誘導(dǎo)熒光(LIF)、發(fā)光二極管(LED)誘導(dǎo)熒光和其他熒光檢測(cè)方法和裝置以及它們的具體應(yīng)用。

１熒光檢測(cè)系統(tǒng)概述

許多化合物如有機(jī)胺、維生素、激素、酶等被入射光（即激發(fā)光）照射，吸收一定波長(zhǎng)的光后，分子中的某些電子從基態(tài)向較高能級(jí)躍遷，電子之間發(fā)生碰撞消耗部分能量而無(wú)輻射地降到第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，再回到基態(tài)的不同振動(dòng)能級(jí)，同時(shí)發(fā)射出比吸收光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光。熒光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度、量子效率、樣品濃度成正比。

要實(shí)現(xiàn)高靈敏度的熒光檢測(cè)，關(guān)鍵在于降低背景光，特別是激發(fā)光背景的影響。因此檢測(cè)系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要，目前報(bào)道的有正交型、非共焦型、共聚焦型和平行型等（表１）。常用的光學(xué)元件包括光源、透鏡、濾光片、分色鏡、光纖、物鏡、光電轉(zhuǎn)換元件等。

由于研究對(duì)象和技術(shù)方法等實(shí)際情況的差異，不同的研究小組在光路的設(shè)計(jì)、光學(xué)元件的配置上各有不同。

表１微流控芯片熒光檢測(cè)系統(tǒng)的４種光路結(jié)構(gòu)比較

２激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)

激光具有能量高、方向性好、易聚焦等特點(diǎn)，特別適合作為微流控芯片中熒光檢測(cè)器的光源，以提高檢測(cè)的靈敏度。激光誘導(dǎo)熒光（ＬａｓｅｒＩｎｄｕｃｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，ＬＩＦ）檢測(cè)是目前最靈敏的檢測(cè)方法之一，其檢出限一般在１０－１２～１０－９ｍｏｌ·Ｌ－１之間，最低可達(dá)１０－１４ｍｏｌ·Ｌ－１。采用一些改進(jìn)技術(shù)（如光子記數(shù)、雙光子激發(fā)等）對(duì)于某些熒光效率高的物質(zhì)甚至可達(dá)單分子檢測(cè)，ＬＩＦ檢測(cè)法還具有良好的選擇性和較寬的線性范圍。早期使用的光源是氬離子激光器，具有功率大、輸出穩(wěn)定、匯聚效果好的優(yōu)點(diǎn)，但其體積龐大，不利于儀器微型化，已逐漸被半導(dǎo)體激光器取代。半導(dǎo)體激光器功率輸出穩(wěn)定，價(jià)格較低、體積較小、壽命長(zhǎng)。

單通道芯片ＬＩＦ檢測(cè)

單通道微流控芯片激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器是人們研究最早，也是目前研究較成熟、應(yīng)用廣泛的一類(lèi)ＬＩＦ檢測(cè)器，但此類(lèi)裝置大多是研究者自行搭建，缺乏商品化的儀器。Ｏｃｖｉｒｋ等以４８８ｎｍ氬離子激光器為激發(fā)光源，采用共聚焦光路以降低背景噪音，在玻璃芯片上對(duì)熒光素的檢出限分別達(dá)到３００ｆｍｏｌ·Ｌ－１（連續(xù)流動(dòng)模式，Ｓ／Ｎ＝６．１）和１ｐｍｏｌ·Ｌ－１（區(qū)帶電泳模式，Ｓ／Ｎ＝５．８）。林炳承等研制了一種通用型激光誘導(dǎo)熒光微流控芯片分析儀，采用電荷耦合器件（ＣＣＤ）監(jiān)測(cè)通道，三維調(diào)節(jié)聚焦，發(fā)射波長(zhǎng)濾光片可方便地更換以適應(yīng)多種染料選擇，以羅丹明６Ｇ熒光試劑作為檢測(cè)物質(zhì)，檢出限為６．６７×１０－１３ｍｏｌ·Ｌ－１。

通過(guò)采用多種方法，可以進(jìn)一步提高其檢測(cè)靈敏度。如Ｅｆｆｅｎｈａｕｓｅｒ等通過(guò)光子計(jì)數(shù)技術(shù)，對(duì)ＰＤＭＳ芯片電泳分離的６０３ｂｐＤＮＡ片段進(jìn)行檢測(cè)（ＹＯＹＯ－１標(biāo)記），檢出限達(dá)到了１０－２１ｍｏｌ水平。而Ｆｉｓｔｅｒ等采用單光子雪崩二極管（ＳＰＡＤ）作為檢測(cè)元件，利用雙脈沖計(jì)數(shù)法，對(duì)經(jīng)芯片電泳分離的羅丹明６Ｇ和羅丹明Ｂ的檢出限分別達(dá)到１．７×１０－１５ｍｏｌ·Ｌ－１和８．５×１０－１５ｍｏｌ·Ｌ－１，分離時(shí)間小于３５ｓ，相對(duì)遷移時(shí)間的不確定性小于２．０％。Ｆｕ等［１７］采用正交型的光路結(jié)構(gòu)，在微流控芯片系統(tǒng)中使用一個(gè)簡(jiǎn)單的ＬＩＦ檢測(cè)器，從芯片側(cè)壁檢測(cè)微通道中激發(fā)的熒光，以減少來(lái)自光源的散射光干擾，從而達(dá)到高靈敏度檢測(cè)的目的。此項(xiàng)研究利用芯片上激光的散射光強(qiáng)度分布的顯著差異，接收光信號(hào)時(shí)避開(kāi)散射光以達(dá)到信噪比（Ｓ／Ｎ）的最大優(yōu)化。熒光接收角度為４５°時(shí)結(jié)果最佳，所接收的散射光強(qiáng)度僅為接收角度為９０°時(shí)散射光強(qiáng)度的１／３８。以熒光素鈉和異硫氰酸熒光素標(biāo)記的氨基酸為樣品進(jìn)行檢測(cè)，檢出限達(dá)１．１×１０－１２ｍｏｌ·Ｌ－１（Ｓ／Ｎ＝３），與優(yōu)化后的微流控芯片共聚焦ＬＩＦ系統(tǒng)性能相當(dāng)。

采用半導(dǎo)體激光器作為激發(fā)光源，可大大減小ＬＩＦ檢測(cè)器的體積、重量和功耗，從而適于搭建微型化分析系統(tǒng)。Ｓｈｒｉｎｉｖａｓａｎ等使用波長(zhǎng)為６３５ｎｍ的紅色半導(dǎo)體激光器作為光源，研制了一種低成本、低功耗的小型熒光檢測(cè)器，光電二極管加上運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)采集。該系統(tǒng)功率僅２７０ｍＷ，與傳統(tǒng)使用氬離子激光器和光電倍增管的檢測(cè)系統(tǒng)相比，成本減少了９８％，能耗只有傳統(tǒng)的１／５０００。在微分析系統(tǒng)中，采用此微型ＬＩＦ檢測(cè)器進(jìn)行ＤＮＡ定量分析，誤差小于１５％。

多通道陣列芯片ＬＩＦ檢測(cè)

隨著微機(jī)電加工技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在芯片上加工出上百條并行的微通道，進(jìn)行高通量的反應(yīng)和分離，以滿足藥物篩選和基因測(cè)序等領(lǐng)域的需求。對(duì)陣列微流控芯片進(jìn)行快速高靈敏度的檢測(cè)，促進(jìn)了微流控芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向通量化方向發(fā)展。

采用多道掃描熒光檢測(cè)技術(shù)，可以在陣列式微流控芯片上實(shí)現(xiàn)高通量、高速度的檢測(cè)分析。Ｓｈｉ等設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)掃描的共聚焦激光誘導(dǎo)熒光四色檢測(cè)器，用于９６通道圓盤(pán)式毛細(xì)管陣列電泳芯片分析的檢測(cè)。檢測(cè)器的掃描物鏡頭在步進(jìn)電極的帶動(dòng)下，依次對(duì)芯片上各通道的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行熒光檢測(cè)，利用共聚焦光路系統(tǒng)將激發(fā)光和熒光分開(kāi)，熒光信號(hào)由二個(gè)四色檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。該檢測(cè)器可在１２０ｓ內(nèi)完成芯片上９６個(gè)通道和３８４個(gè)通道中ＤＮＡ片段的高通量快速熒光分析，測(cè)序速度達(dá)到１．７ｋｂｐ·ｍｉｎ－１，比目前商用毛細(xì)管陣列電泳測(cè)序技術(shù)快５倍。該系統(tǒng)適用于低濃度、試劑量少的樣品，且在樣品的制備處理方面表現(xiàn)出許多優(yōu)勢(shì)，有可能成為下一代高性能ＤＮＡ測(cè)序平臺(tái)。

采用電荷耦合器件（ＣＣＤ）作為檢測(cè)器是多通道陣列芯片的另一種檢測(cè)方式。Ｓｈｅｎ等采用４７３ｎｍ半導(dǎo)體固體激光器作為光源，激發(fā)光束經(jīng)凹面鏡匯聚、柱面鏡擴(kuò)展成一條寬４ｍｍ的線狀激光后，濾去雜光聚焦于芯片陣列通道上，激發(fā)微通道中的熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。發(fā)出的熒光經(jīng)過(guò)收集、濾過(guò)雜散光后進(jìn)入ＣＣＤ檢測(cè)。Ｏｋａｇｂａｒｅ等用波長(zhǎng)為６６０ｎｍ的激光作激發(fā)光源，電子倍增電荷耦合器件（ＥＭＣＣＤ）轉(zhuǎn)換光電信號(hào)，在３０通道的微芯片上進(jìn)行單分子熒光檢測(cè)。該檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)熒光標(biāo)記的單個(gè)ＤＮＡ分子具有足夠的靈敏度，檢測(cè)速率達(dá)到４．０２×１０５個(gè)·ｓ－１。將通道變窄，縮短間距，可進(jìn)一步提高檢測(cè)速度。ＭｃＫｅｎｎａ等構(gòu)建了一個(gè)高通量細(xì)胞計(jì)數(shù)微流控芯片系統(tǒng)，可在６～１０ｍｉｎ內(nèi)對(duì)３８４份樣品進(jìn)行細(xì)胞篩選。Ｇａｒｃｉａ－Ａｌｏｎｓｏ等使用倒置顯微鏡檢測(cè)熒光，在８通道的微芯片上進(jìn)行化合物的毒性篩選。Ｃｈｅｎ等建立了一種快速、超靈敏的檢測(cè)方法，在５ｍｉｎ內(nèi)可完成對(duì)７－氨基氯硝西泮（７－ＡＣＺＰ）的檢測(cè)，線性范圍為１．１～６０．１μｇ·Ｌ－１，檢出限為０．０２１μｇ·Ｌ－１。Ｅｍｏｒｙ等使用ＣＣＤ相機(jī)延時(shí)合成（ＴＤＩ）模式，對(duì)多條微流體通道同時(shí)進(jìn)行單分子的跟蹤和檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)每秒１．７×１０７個(gè)的高通量檢測(cè)。

３發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)

在半導(dǎo)體激光器發(fā)展的同時(shí)，半導(dǎo)體發(fā)光二極管（ＬＥＤ）也日益受到重視。ＬＥＤ是一種體積更小，壽命更長(zhǎng)、價(jià)格更低的發(fā)光器件，能極大地簡(jiǎn)化檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)。目前，多種波長(zhǎng)的高亮度ＬＥＤ已上市，利于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種生物樣品、金屬離子及中藥提取物的熒光檢測(cè)。

為了減少激發(fā)光干擾，ＬＥＤ誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)光路多為正交型。Ｎａｋａｊｉｍａ等采用ＬＥＤ、兩個(gè)圓柱型透鏡、一棱鏡及一分色鏡、電荷耦合器件（ＣＣＤ）、聚合物芯片等組建了微芯片傳感器，實(shí)現(xiàn)了低分子物質(zhì)的在線分析。Ｘｕ等采用共聚焦光路結(jié)構(gòu)，先通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)（ＰＣＲ），然后在芯片毛細(xì)管電泳上用４９０ｎｍ的ＬＥＤ作激發(fā)光源，進(jìn)行雙鏈ＤＮＡ片段一步測(cè)定。關(guān)亞風(fēng)等研制了一種ＬＥＤ誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)柱上檢測(cè)可與微通道分析系統(tǒng)在線聯(lián)用，對(duì)ＦＩＴＣ標(biāo)記的苯丙氨酸濃度檢出限達(dá)１．０×１０－８ｍｏｌ·Ｌ－１。Ｐａｉｓ等使用綠光ＬＥＤ作為光源、兩塊偏振鏡分別過(guò)濾激發(fā)光與發(fā)射熒光，建立了一種高靈敏度的熒光分析方法，對(duì)羅丹明６Ｇ和熒光素的檢出限分別為０．１μｍｏｌ·Ｌ－１和１０μｍｏｌ·Ｌ－１。

以光纖作為傳光介質(zhì)，能夠減小光斑的直徑，起匯聚作用。美國(guó)哈佛大學(xué)Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ課題組報(bào)道了一種ＰＤＭＳ芯片，該芯片中集成有熒光檢測(cè)單元，分為三層：通道層靠近分離通道的邊緣埋有一根光纖，光纖通過(guò)與外部４７３ｎｍ的ＬＥＤ耦合以傳輸激發(fā)光；底層ＰＤＭＳ基片中埋入微型雪崩二極管（μＡＰＤ）作為感光元件，表面覆蓋一層ＰＣ聚合物濾光片。該系統(tǒng)對(duì)熒光素的檢出限為２．５×１０－８ｍｏｌ·Ｌ－１，且被成功地用于蛋白質(zhì)和小分子混合物的電泳分離和檢測(cè)。崔大付等在光纖型微流控芯片上建立了用藍(lán)色ＬＥＤ誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)。ＬＥＤ激發(fā)光通過(guò)連接在芯片上的光纖傳遞，到達(dá)檢測(cè)區(qū)域，利于實(shí)現(xiàn)儀器的微型化，對(duì)ＦＩＴＣ的檢出限（５Ｓ／Ｎ）達(dá)２２ｎｍｏｌ·Ｌ－１。Ｕｃｈｉｙａｍａ等將藍(lán)色ＬＥＤ直接埋入上層聚酯蓋片中，在與ＬＥＤ垂直的下層聚酯芯片的通道側(cè)旁固定一多模光纖以收集熒光，將其直接導(dǎo)入光電倍增管中進(jìn)行檢測(cè)。

由于光纖纖芯直徑（一般為６２．５μｍ）與微流控溝道的深度尺寸（５０～１００μｍ）非常接近，同時(shí)用于激發(fā)光的傳輸和熒光信號(hào)的采集，提高激發(fā)效率和檢測(cè)靈敏度。Ｄｅｓｔａｎｄａｕ等將刻有Ｙ形通道的ＰＤＭＳ板固定在玻璃基板上，用ＬＥＤ作激發(fā)光源，兩根光纖分別用于激發(fā)光的傳導(dǎo)和熒光的收集。對(duì)水溶液中鉀離子的濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢出限為０．５ｍｍｏｌ·Ｌ－１，且不受鈉離子的干擾。Ｉｒａｗａｎ等用藍(lán)色ＬＥＤ、ＰＭＭＡ或石英材料的光纖和小型光電倍增管搭建了一個(gè)緊湊型的熒光檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)到磷酸鹽緩沖溶液中０．００５ｍｇ·Ｌ－１的熒光素，結(jié)果可重復(fù)。將該系統(tǒng)應(yīng)用于多通道檢測(cè)，對(duì)熒光素的檢出限達(dá)到０．０１ｎｇ·Ｌ－１，重現(xiàn)性良好，相鄰?fù)ǖ篱g未觀察到相互干擾的現(xiàn)象。該系統(tǒng)還可應(yīng)用于芯片上的免疫檢測(cè)。Ｈｕｏ等用三種不同波長(zhǎng)的發(fā)光二極管組成陣列作為熒光檢測(cè)的激發(fā)光源，通過(guò)光纖束傳導(dǎo)激發(fā)光，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同熒光物質(zhì)的同時(shí)檢測(cè)。

使用液芯波導(dǎo)技術(shù)，是提高熒光檢測(cè)靈敏度的另一種有效方法。Ｄａｓｇｕｐｔａ等最先使用ＴｅｆｌｏｎＡＦ－１６００材料涂覆的毛細(xì)管作為液芯波導(dǎo)管，實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管電泳中的熒光檢測(cè)。Ｗａｎｇ等在微流控芯片上利用ＬＥＤ作為激發(fā)光源，結(jié)合液芯光纖波導(dǎo)池傳輸熒光，有效地減小了激發(fā)光干擾。以波長(zhǎng)４７０ｍｍ的ＬＥＤ為激發(fā)光源，用液芯波導(dǎo)Ｈ－通道微芯片與流動(dòng)注射聯(lián)用，對(duì)ＦＩＴＣ衍生精氨酸的檢出限為１．６ｆｍｏｌ，實(shí)現(xiàn)了微流控芯片分析系統(tǒng)中的ＬＥＤ－液芯波導(dǎo)誘導(dǎo)熒光檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上使用同步雙波長(zhǎng)調(diào)節(jié)，提高了檢測(cè)的信噪比。

光波導(dǎo)元件的芯片集成對(duì)提高ＬＩＦ檢測(cè)單元在微流控芯片上的集成度具有重要意義。通過(guò)常規(guī)刻蝕手段在平板芯片上形成可定向排列的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以提高其檢測(cè)通量和微型光學(xué)元件排列的緊湊性。如Ｍｏｇｅｎｓｅｎ等在一塊芯片上刻蝕一系列并行的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可將一束激光分成１２８道平行光束，而且僅需一個(gè)光電倍增管（ＰＭＴ）就可同時(shí)檢測(cè)所有波導(dǎo)通道。他們利用該芯片測(cè)定了熒光微粒在微通道中的流速。趙琰等提出了一種液芯波導(dǎo)免疫分析陣列芯片的檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合光強(qiáng)差技術(shù)提高了ＥＬＩＳＡ的靈敏度，辣根過(guò)氧化酶（ＨＲＰ）的線性范圍為１×１０－１０～９×１０－１０ｇ·Ｌ－１，檢出限為３．０×１０－１１ｇ·Ｌ－１，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于１％，線性范圍的下限與檢出限均比普通的光度法改善了１００倍，將其應(yīng)用于血清和尿液中β２－微球蛋白的免疫分析，與標(biāo)準(zhǔn)方法所得結(jié)果相符。Ｂｌｉｓｓ等將熒光染料摻入ＰＤＭＳ材料中，通過(guò)調(diào)節(jié)極性控制染料分子的擴(kuò)散入液芯波導(dǎo)管程度，這些分子選擇性地吸收激發(fā)光并傳送被測(cè)樣品發(fā)出的熒光，以此進(jìn)行ＤＮＡ片段的分析與檢測(cè)。

與常規(guī)的ＬＩＦ檢測(cè)器相比，目前，這種集成化熒光檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度要低一些，除了ＬＥＤ光強(qiáng)較弱外，還因?yàn)樗玫模蹋牛墓庠垂庾V通帶較寬，其半帶寬通常為２０～３０ｎｍ，導(dǎo)致很難將激發(fā)光與熒光有效地分離。Ｒｅｎ等開(kāi)發(fā)了一種新型的便攜式熒光檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用在微流控陣列芯片上。該系統(tǒng)極其簡(jiǎn)單，使用一個(gè)掃描ＬＥＤ光源和一個(gè)單點(diǎn)光電傳感器，無(wú)ＣＣＤ、透鏡、光纖或其他活動(dòng)部件。脈沖驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ使靈敏度大大提高，并極大地減少能耗、降低光漂白效應(yīng)。與傳統(tǒng)的毛細(xì)管陣列電泳檢測(cè)系統(tǒng)不同的是，目前該系統(tǒng)能以高掃描率掃描徑向的毛細(xì)管陣列。用８通道的陣列芯片系統(tǒng)檢測(cè)ＦＩＴＣ標(biāo)記的精氨酸試樣，檢出限可達(dá)６４０ａｍｏｌ。

隨著微型激光二極管等高質(zhì)量光源的發(fā)展，這種微型化的熒光檢測(cè)器將對(duì)微流控芯片的推廣以及最終被公眾廣泛接受起著十分重要的作用。

４其他熒光檢測(cè)系統(tǒng)

雙光子激發(fā)熒光檢測(cè)的特點(diǎn)是背景散射光的干擾小，信噪比高，由于熒光激發(fā)效率平方與入射光強(qiáng)平方成正比關(guān)系，探測(cè)靈敏體積被限制在焦點(diǎn)附近，更有利于實(shí)現(xiàn)單分子探測(cè)。Ｚｕｇｅｌ等首次在芯片上實(shí)現(xiàn)了雙光子激發(fā)熒光檢測(cè)。采用平均功率１２０ｍＷ、發(fā)射波長(zhǎng)５８０ｎｍ的染料激光器作激發(fā)光源，共聚焦的熒光顯微鏡為光學(xué)系統(tǒng)，時(shí)間相關(guān)的單光子計(jì)數(shù)器作為熒光檢測(cè)部件，構(gòu)成了雙光子激發(fā)熒光檢測(cè)器，對(duì)熒光素標(biāo)記的β－萘胺檢出限達(dá)６．０×１０－８ｍｏｌ·Ｌ－１。Ｓｃｈｕｌｚｅ等使用４２０ｎｍ的激發(fā)光，在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然蛋白和小分子芳烴的雙光子激發(fā)熒光檢測(cè)，檢出限達(dá)１．０×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１。

Ｄｏｎｇｒｅ等采用直接飛秒激光刻寫(xiě)技術(shù)將光學(xué)波導(dǎo)管集成到普通石英微流控芯片上，通過(guò)光波導(dǎo)管傳導(dǎo)連續(xù)激光器發(fā)出的入射光，對(duì)經(jīng)微流控芯片分離的、帶有熒光標(biāo)記的ＤＮＡ分子進(jìn)行檢測(cè)；同一課題組的Ｍａｒｔｉｎｅｚ等采用高數(shù)值孔徑光纖，以９０°收集激發(fā)產(chǎn)生的熒光，通過(guò)簡(jiǎn)單的后處理和規(guī)范化的技術(shù)將光子功能集成到微流控芯片上。運(yùn)用先進(jìn)而獨(dú)特的三維飛秒激光刻寫(xiě)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)如分束鏡或馬赫－貞德干涉儀等更加復(fù)雜的功能，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、方便攜帶，克服了目前微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)元件體積較大等缺點(diǎn)。Ｋａｍｅｉ等報(bào)道了一種微型集成熒光檢測(cè)器，對(duì)常用的熒光標(biāo)記染料有較高的靈敏度，適用于即時(shí)檢測(cè)（ＰＯＣＴ）。Ｂｕｎｙ－ａｋｕｌ等以ＳＲＢ作熒光染料，在微芯片熒光檢測(cè)系統(tǒng)上檢測(cè)霍亂弧菌毒素Ｂ亞基（ＣＴＢ），檢出限為６．６μｇ·Ｌ－１。Ｗｕ等在微芯片上實(shí)現(xiàn)了粒子計(jì)數(shù)與熒光檢測(cè)同步進(jìn)行，可以檢測(cè)到直徑０．９μｍ的熒光粒子。Ｓｃｈｕｌｔｚ等報(bào)道了一種新型的熒光陣列生物傳感檢測(cè)器，成功地應(yīng)用于ＤＮＡ雜交分析。

單一的檢測(cè)方法具有局限性。將熒光檢測(cè)與其他方法聯(lián)用進(jìn)行雙重檢測(cè)，可以得到化合物的更多信息，同時(shí)測(cè)定不同性質(zhì)的各種物質(zhì)，幫助確證峰的歸屬。Ｌｉｕ等搭建了一種熒光／非接觸電導(dǎo)雙重檢測(cè)器。在芯片微通道上進(jìn)行熒光和非接觸電導(dǎo)同點(diǎn)同步檢測(cè)，對(duì)熒光素納、ＦＩＴＣ和ＦＩＴＣ標(biāo)記的精氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸的熒光檢測(cè)，檢出限分別為０．０２，０．０５，０．１６，０．１５，０．１２μｍｏｌ·Ｌ－１，對(duì)Ｄ－青霉胺的檢出限為１．１μｍｏｌ·Ｌ－１。Ｌａｐｏｓ等報(bào)道了一種在微流控芯片上同時(shí)進(jìn)行安培／熒光雙檢測(cè)的方法。對(duì)多巴胺、兒茶酚、ＮＢＤ－精氨酸與ＮＢＤ－苯丙氨酸熒光檢測(cè)的檢出限分別為０．４４８，１．５２，１６，１８μｍｏｌ·Ｌ－１。

５展望

熒光檢測(cè)技術(shù)為微流控芯片分析研究提供了更為靈敏的檢測(cè)手段。多通道陣列芯片上熒光檢測(cè)系統(tǒng)，將滿足藥物篩選和基因測(cè)序等領(lǐng)域高通量的需求。超高亮度ＬＥＤ的面世以及使用脈沖電源供電方式增加ＬＥＤ激發(fā)光強(qiáng)、聯(lián)合液芯波導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用，以及與其他檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用等措施，能夠進(jìn)一步提高靈敏度，降低檢出限，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

微流控分析技術(shù)自２０世紀(jì)末興起后，取得了迅速的發(fā)展。但目前商品化的熒光檢測(cè)器，在不同程度上存在著價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)用高、兼容性差等局限性。因此，研制成本低廉、集成度高、適合于商品化的微流控芯片熒光分析儀，成為當(dāng)前分析儀器發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

（文章來(lái)源:張?chǎng)?，錢(qián)金雄，肖彥革，陳纘光*《微流控芯片熒光檢測(cè)系統(tǒng)研究進(jìn)展》科學(xué)網(wǎng)科學(xué)網(wǎng)轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除）