微流控芯片化学发光检测系统的关键技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weishuange0l
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近年来微流控芯片检测技术得到了长足的发展。人们越来越关注微流控芯片检测系统的研究。本文主要针对目前微流控芯片检测系统相对于芯片本身过于庞大,检测灵敏度低和价格昂贵等问题进行研究,设计了微流控芯片的化学发光检测系统,其具有可调增益、高灵敏度、低噪声和便携等特点。本文通过对检测系统中信号处理电路的噪声分析,全面剖析影响检测系统信噪比的信号通频带Δf和反馈电阻R等诸多因素,以此作为信号检测系统的降噪依据设计了具有低通滤波功能的前置I—V转换电路。为减少检测系统的失调设计了失调电压补偿电路,另外采用六阶椭圆低通滤波器来有效地去除信号中的高频噪声,通过对不同参数之间的折中考虑设计了检测系统的信号处理电路。以光电倍增管作为光电转换器件设计了微流控芯片化学发光检测系统,考虑到微弱信号检测的屏蔽问题对系统进行了有效的电磁屏蔽和光屏蔽。经测试系统具有如下性能指标:噪声小于4.5mV,长时间工作稳定漂移小于15mV,可调增益范围为1~100倍。采用聚甲基丙烯酸甲酯为材料通过微机械加工技术设计并制作了微流控检测芯片。测试了过氧化氢浓度对鲁米诺化学发光体系发光强度的影响,得出过氧化氢浓度在30mmol/L时该体系发光强度最大。基于鲁米诺—过氧化氢的化学发光体系对铜离子进行了检测。结果表明在高信噪比的情况下铜离子的静态定点检测限为4×10-14mol/L,动态电泳检测限为2×10-10mol/L。通过对实际样品Cu2+的检测表明所设计的检测系统具有高的灵敏度,能够实现Cu2+的痕量检测。从而为以后开展进一步的工作奠定了基础并提供一定的借鉴。
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