一种微通道内发光信号的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种微通道内发光信号的检测方法，发光样品在微通道内流动，微通道外侧安装微球透镜，微球透镜与通道之间存在一层透光薄膜，将微球透镜与通道内的溶液隔离，化学和生化反应在微通道内进行。微通道内的发光信号经过微球透镜汇聚后由物镜收集进入光电检测器。微球透镜能够提高物镜收集通道内发光信号的效率，提高检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道内发光信号的检测方法
本专利技术涉及一种微通道内发光信号的检测方法研究，属于微流控生化分析领域。
技术介绍
酶联免疫分析技术是临床使用的特定蛋白质检测的金标准，在肿瘤标志物筛查、疾病诊断、药物分析等领域中发挥着不可替代的作用。酶联免疫分析技术一般采用荧光或者化学发光检测，受临床样本的复杂基底干扰，背景较高，检测下限被局限于pM量级，难以检测临床样本中跟疾病相关的低丰度蛋白（fM-pM），无法满足重大疾病早期筛查的需求。各种各样的信号放大策略被引入免疫分析流程，改善免疫分析的信噪比，具体可分为以下几类：（1）免疫分析与聚合酶链式反应技术偶联，采用聚合酶链式反应放大信号；（2）通过纳米颗粒或微囊提高酶或荧光分子的负载量，放大信号；（3）采用微小体积单元限制目标蛋白，增加单元内的蛋白浓度，降低背景信号。上述信号放大策略的单独或组合使用，已经实现fM级甚至aM级的特定蛋白检测，但是上述策略均修改了常规酶联免疫分析的流程或反应试剂，增加了系统的复杂性和不确定性，增加了实验操作的技术难度，导致新方法的商业转化困难。尽管信号放大策略和方法已经足够多，但是临床仍在使用经典的酶联免疫分析方法。如何在不改变酶联免疫分析试剂、不干扰流程的情况下，实现光学检测信号的放大，仍然存在巨大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微通道内发光信号的检测方法，在不改变免疫分析试剂、不干扰免疫分析流程的情况下，增强光学检测的灵敏度，降低分析的检测限，有望用于临床免疫分析。本专利技术提供了一种微通道内发光信号的检测方法，在检测点处，微通道外侧安装微球透镜，微球透镜与通道之间存在一层透光薄膜，将微球透镜与通道内的溶液隔离，化学和生化反应在微通道内进行。微通道内的发光信号经过微球透镜汇聚后由物镜收集进入光电检测器。微球透镜能够提高物镜收集通道内发光信号的效率，提高检测灵敏度。可使光学信号增强3~5倍可实现多通道并行操作。本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，所述微球透镜材质是折光率大于1的材料，包括石英、玻璃、掺杂玻璃、二氧化钛、聚合物、液态高折射材料的一种或几种复合。本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，所述微球透镜的形状是球形或者球形变种，尺寸在在1微米-2厘米范围。本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，所述微通道的材质为聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯的一种或几种复合，微通道的长度在0.1毫米-1米之间，宽度在5微米-50毫米之间，深度在3微米-3毫米之间；本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，微球透镜数量可以按需要增加，在1-100000之间；通道数量可以按需要增加在1-10000之间。本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，所述发光信号为弹性散射光、拉曼散射光、化学发光、荧光、电致化学发光、磷光的一种或几种组合。本专利技术提供的一种微通道内发光信号的检测方法，所述薄膜的材质为聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇的任意一种或几种复合，薄膜的厚度在100纳米-1毫米范围；本专利技术的优点在于：采用微球透镜改善发光信号的收集效率，属于物理放大，无需改变免疫分析试剂，不干扰常规免疫分析流程，可将生化分析的检测限降低3-5倍，适用范围广泛，可移植于商品化的免疫分析芯片，有利于方法的临床推广使用。附图说明图1带有微球透镜的微通道加工流程图；图2带有微球透镜的聚二甲基硅氧烷微流控芯片实物图；图3检测光路示意图；图4微通道内有微球透镜和微球透镜区域的荧光照片；图5不同浓度的荧光素钠溶液在有无微球透镜的荧光强度统计结果；图6微通道内夹心免疫分析流程图；图7有微球透镜增强和无微球透镜增强的癌胚抗原荧光检测的标准曲线。具体实施方式：下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1微通道内荧光染料溶液的发光信号检测微通道的加工流程如图1所示，简述如下：采用标准光刻流程加工特定图案的光刻胶阳模（图1-1），聚二甲基硅氧烷的预聚物浇筑，直至预聚物高度与阳模齐平，真空脱气后，加热部分固化；在特定位置处，微球透镜（图1-2）粘附于聚二甲基硅氧烷表面，被部分固化的聚二甲基硅氧烷固定；继续浇筑聚二甲基硅氧烷的预聚物，直至覆盖整个微球透镜，加热固化；冷却后，剥离带有图案的聚二甲基硅氧烷块（图1-3），打孔，与玻璃基板（图1-4）封接，形成带有微球透镜的微流控芯片（图2）。通道采用4%牛血清白蛋白溶液（含0.1%吐温20）封闭后，加入荧光素钠溶液，采用倒置显微镜（图3）拍摄通道内微球透镜区域（图4-1）和无微球透镜区域（图4-2）的荧光照片，软件统计不同浓度的荧光素钠溶液在微球透镜区域和无微球透镜区域的荧光强度，结果如图5所示。实施例2微通道内酶联免疫分析的发光信号检测玻璃基板修饰：载玻片经铬酸浸泡，去离子水超声清洗，氮气吹干，在1％氨丙基三乙氧基硅烷丙酮溶液中浸泡30分钟，经洗涤、氮气吹干，形成氨基表面；带有氨基的基板在10％（体积/体积）戊二醛溶液中，37℃，反应1小时，去离子水洗涤除去未反应的戊二醛。免疫分析流程如图6所示，简述如下：将实施例1中的玻璃基板替换成戊二醛修饰的玻璃基板，制备带有玻璃珠的微流控芯片；芯片通道内加入5微升捕获抗体溶液（0.224毫克/毫升），4℃过夜，捕获抗体被固定于微通道底部；4%牛血清白蛋白封闭1小时；通道内加入5微升癌胚抗原（5纳克/毫升），25℃反应1.5小时，含0.1%吐温20的磷酸缓冲溶液清洗三遍；通道内加入5微升辣根过氧化物酶修饰的检测抗体（0.3毫克/毫升），25℃反应1小时，含0.1%吐温20的磷酸缓冲溶液清洗；通道内加入5微升荧光底物溶液（50微摩尔/升AmplexRed+50微摩尔/升过氧化氢），反应8分钟，荧光倒置显微镜（10X镜头）拍摄芯片通道内的荧光照片，软件统计有微球透镜区域和无微球透镜区域的荧光强度（图7）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道内发光信号的检测方法，其特征在于：/n（1）通道外侧安装微珠，形成微球透镜，提高发射光的收集效率，增强光学信号/n（2）微球透镜和通道之间存在一层薄膜，将微球透镜与通道内的溶液隔离，避免微球透镜表面的非特异性吸附，消除微球透镜对通道内反应的影响。/n

【技术特征摘要】
1.一种微通道内发光信号的检测方法，其特征在于：
（1）通道外侧安装微珠，形成微球透镜，提高发射光的收集效率，增强光学信号
（2）微球透镜和通道之间存在一层薄膜，将微球透镜与通道内的溶液隔离，避免微球透镜表面的非特异性吸附，消除微球透镜对通道内反应的影响。


2.根据权利要求1所述的一种微通道内发光信号的检测方法，其特征在于：所述微球透镜材质是折光率大于1的材料。


3.根据权利要求1所述的一种微通道内发光信号的检测方法，其特征在于：所述微球透镜的形状是球形或者球形变种，尺寸在在1微米-2厘米范围。


4.根据权利要求1所述的一种微通道内发光信号的检测方法，其特征在于：所述微通道的材质为聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯的一种或几种复合，微通道的长度在0.1毫米-1米之间，宽度在5...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖宏伟，张清泉，李佳佳，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32