【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微流控生物芯片领域，特别是关于一种空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片及方法。
技术介绍
1、倏逝波荧光光纤生物芯片是利用光波在光纤内以全反射方式传输时在生物芯片所处的介质中产生倏逝波，该倏逝波可以激发生物芯片表面连接的生物分子上标记的荧光物质，同时结合免疫反应等生物反应原理，实现待测目标物质的定量检测。通常倏逝波场的渗入深度只有数十nm至几百nm，所以倏逝波荧光光纤微流控生物芯片只能探测到位于倏逝波场范围内的荧光分子发出的荧光，而待测样品中游离的荧光分子对检测结果几乎没有影响，可实现各种靶标物在复杂基质背景下快速、灵敏监测，具有即时定量分析目标物质的潜力。倏逝波荧光光纤微流控生物芯片因其具有灵敏度高、特异性强、操作简单等显著优势，在食品安全、环境监测、生物战剂探测、精准医疗等需现场迅速出结果并及时采取应对措施的领域具有极高的应用价值和前景。
2、然而，随着食品安全、环境监测、生物战剂探测、精准医疗对痕量靶标物检测要求的不断提高，亟待发展灵敏度更高的新型分析仪器。虽然优化光学系统的设计或研发新型高量子效率的荧光材料等能有效提高倏逝波荧光光纤微流控生物芯片的灵敏度，但是这些方法需要复杂的光学设计、繁琐的制备工艺和昂贵的成本。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片及方法，其能有效提高微纳光纤嵌入式微流控生物芯片的检测灵敏度。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种空
3、进一步，微流控芯片及微反应腔都由3d打印打印而成。
4、进一步，微纳光纤生物传感器由第一矩形结构、锥型结构和第二矩形结构一体成型。
5、进一步，微纳光纤生物传感器经刻蚀形成，并在第二矩形结构的表面原位刻蚀形成一层介孔层。
6、进一步，微纳光纤生物传感器表面固定有用于捕获荧光标记生物识别分子的生物捕获探针。
7、进一步，还包括微泵、第一微阀、第二微阀和第三微阀；
8、微泵、第一微阀、第二微阀和第三微阀分别设置在不同的微通道上，以控制微通道中样品、试剂和空气的进样。
9、进一步，微通道包括与液体微通道、试剂微通道、样品微通道和空气微通道；
10、液体微通道位于微流控芯片的一侧，试剂微通道、样品微通道和空气微通道位于微流控芯片的另一侧。
11、进一步，微泵内置在液体微通道上，该液体微通道的端部设置有液体出口，用于将微反应腔内的溶液排出；
12、第一微阀内置在试剂微通道上，试剂微通道的端部设置有试剂入口；
13、第二微阀内置在样品微通道上，样品微通道的端部设置有样品入口；
14、第三微阀内置在空气微通道上，空气微通道的端部设置有空气入口。
15、一种基于上述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片的应用方法，其包括：将微纳光纤生物传感器嵌入微反应腔，并将入射光引入微纳光纤生物传感器，并使其在微纳光纤生物传感器内以全内反射方式传播；微纳光纤生物传感器采用氢氟酸原位刻蚀的方式形成一层介孔层；将具有介孔层的微纳光纤生物传感器固定dna捕获探针；利用微泵、第一微阀和第二微阀的控制，将样品和试剂通入微反应腔内混合反应，部分靶标dna与微纳光纤生物传感器上的捕获探针结合，倏逝波激发标记在靶标dna上的荧光分子，激发的荧光耦合回微纳光纤生物传感器，经其传输后被荧光检测仪检测到；反应至预设时间后，将空气经空气入口通入微反应腔置换出溶液，以使荧光检测仪检测到一个更强的荧光信号；应用荧光信号值进行检测。
16、进一步，介孔层的深度为5~100nm，介孔直径为5~50nm。
17、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
18、1、本专利技术在微纳光纤生物传感器表面原位刻蚀一层介孔层，可提高光纤生物传感器的表面积，增加生物识别分子的固定量，同时，提高倏逝波场强及其倏逝波与荧光的相互作用。
19、2、本专利技术利用空气替换微流控芯片中的溶液，由于空气与溶液的折射率不同，可提高微纳光纤生物传感器表面的倏逝波场，进一步增加荧光分子的激发效率和被激发荧光的回收效率，有效提高微纳光纤嵌入式微流控生物芯片的检测灵敏度，从而实现靶标物的超灵敏检测。
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1.一种空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，包括：微流控芯片（3）、微反应腔（4）、微纳光纤生物传感器（5）和微通道（16）；
2.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微流控芯片（3）及微反应腔（4）都由3D打印打印而成。
3.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）由第一矩形结构、锥型结构和第二矩形结构一体成型。
4.如权利要求3所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）经刻蚀形成，并在第二矩形结构的表面原位刻蚀形成一层介孔层（7）。
5.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）表面固定有用于捕获荧光标记生物识别分子的生物捕获探针。
6.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，还包括微泵（8）、第一微阀（10）、第二微阀（12）和第三微阀（15）；
7.如权利要求6所述空气置换增强
8.如权利要求7所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微泵（8）内置在液体微通道上，该液体微通道的端部设置有液体出口（9），用于将微反应腔（4）内的溶液排出；
9.一种基于如权利要求1至8任一项所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片的应用方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述应用方法，其特征在于，介孔层（7）的深度为5~100nm，介孔直径为5~50nm。
...【技术特征摘要】
1.一种空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，包括：微流控芯片（3）、微反应腔（4）、微纳光纤生物传感器（5）和微通道（16）；
2.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微流控芯片（3）及微反应腔（4）都由3d打印打印而成。
3.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）由第一矩形结构、锥型结构和第二矩形结构一体成型。
4.如权利要求3所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）经刻蚀形成，并在第二矩形结构的表面原位刻蚀形成一层介孔层（7）。
5.如权利要求1所述空气置换增强倏逝波荧光光纤微流控生物芯片，其特征在于，微纳光纤生物传感器（5）表面固定有用于捕获荧光标记生物识别...
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