[发明专利]一种集成微流控芯片系统

说明书

技术领域

本发明涉及微流控芯片和测试仪技术领域，具体涉及一种集成微 流控芯片系统，包括微流控芯片及其系统。

背景技术

微流控芯片(microfluidic chip)是20世纪90年代在微电子机械 系统(MEMS)技术、生命科学、分析科学以及信息科学等多学科交 叉、多技术融合的基础上发展起来的一种新型的生化分析技术。

微流控芯片是指利用几十到几百微米的沟道处理和控制10^-9～10^-8升体积的液体的科学与技术系统。通常采用微电子机械系统(MEMS) 技术，在硅片、玻璃或其他材料基片上制作微通道网络、构建微型生 物化学分析单元和系统，通过微流体控制技术把功能各异的多个单元 或模块在缩微尺寸上连接起来，最终协同完成一系列复杂的生化分析 等工作。

与传统的生化分析技术相比，微流控芯片具有体积小、试剂消耗 少、分析速度快、分析过程自动化、易于集成化以及高通量等许多优 点。它在疾病诊断、公共安全、航天航空、高通量药物筛选等诸多领 域具有广阔的应用前景。

目前已经成为分析学科领域最活跃的研究前沿，代表着未来生化 分析仪器走向微型化、集成化、个性化和家用化的发展方向。在不远 的将来，患者只要取一滴血、一滴尿，甚至一点唾液放在微流控芯片 上就可以直接进行疾病诊断，使患者足不出户就可以完成就医的全过 程。

尽管如此，微流控芯片的产业化进程并没有人们预想的那么迅速， 制约其产业化的瓶颈技术之一是它的检测技术。激光诱导荧光法 (laser-induced fluorescence，LIF)是当前微流控芯片检测中应用最广、 灵敏度最高的检测方法，但是该检测装置存在体积大、结构复杂、通 用性差、操作复杂等问题，无法满足微流控芯片检测的家用化和便携 化要求。

荧光是在某些分子(一般是多芳香烃的碳水化合物或杂环)里发 生的一种三能级(或更多能级)的辐射过程。荧光可分为自发荧光和 诱发荧光。LIF技术就是利用激光作为光源照射荧光物质使其发出荧 光，并对发射荧光进行检测的一种技术，通过检测荧光强度获得荧光 物质的浓度。目前的荧光检测法主要在以下3种情况中应用：

(1)待分析物本身受激发产生荧光，检测荧光强度直接对应待测 物的浓度。

(2)生物学上，将荧光分子事先与待测生物大分子结合(binding)， 然后将该大分子加入到生物反应过程中，就可以通过荧光跟踪观察该 大分子的变化，检测荧光强度可间接对应生物反应的过程以及待测物 的浓度。基于这个原理发展了免疫荧光技术，即用荧光抗体示踪或检 查相应抗原的方法称荧光抗体法；用已知的荧光抗原标记物示踪或检 查相应抗体的方法称荧光抗原法。以荧光抗体方法较常用。常用的用 于染色的荧光染料有异硫氰酸酯荧光素(FITC)、四乙基罗丹明 (RIB200)、四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)等。

(3)荧光猝灭是指由于荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子 的相互作用引起的荧光强度降低的现象。这种导致荧光物质分子荧光 强度降低的溶剂分子或其它溶质分子称为猝灭剂。通常，荧光强度与 猝灭剂浓度成反比，通过检测荧光强度从而可间接测定这些猝灭剂的 浓度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集成微流控芯片系统， 以解决现有技术在利用微流控芯片和测试仪进行测试时存在的耗时、 试剂和样品消耗大、操作复杂等问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是这样实现的：

一种集成微流控芯片系统，该系统包括微流控芯片、光源单元、 进样单元、检测单元和通讯单元，其中，所述微流控芯片通过光纤与 光源单元连接，通过软管与进样单元连接，所述检测单元连接于微流 控芯片的正下方，所述通讯单元与检测单元、光源单元、进样单元电 连接。