[发明专利]一种基于微流控芯片的多功能光镊系统及方法

权利要求书

1.一种基于微流控芯片的多功能光镊系统，其特征在于，该系统包括：微流控芯片微粒进样系统、计数系统、信号检测系统和光镊分选系统；其中：

微流控芯片微粒进样系统，用于通过流体动力学聚焦使微粒沿一定路径逐一经过微流控芯片，微流控芯片上预设有检测计数区和捕获分选区；通过可调偏振式衰减器将非偏振的近红外激光分解成两束不同的偏振光，包括S光和P光，并任意调整两束激光的能量比；通过声光调制器用于对S光同时进行强度和偏转角度的调制；P光和S光的聚焦光斑分别位于微流控芯片上的上游和下游，分别用作激发光源和捕获光源；S光再通过扩束系统，并由物镜聚焦形成光阱，光阱用于捕捉微粒；

微粒通过检测计数区时，信号检测系统通过微弱光信号检测技术，实现微粒的发光信号和前向散射光信号的多参数同时表征，实现微粒的检测，并通过计数系统对微粒数量进行统计；

微粒通过捕获分选区时，根据微粒的检测结果，通过光镊分选系统对特定种类的微粒进行偏转，实现微粒在受到光阱作用力下的分选功能；信号检测系统包括多个光电倍增管PMT和一个InGaAs检测器，分别用于检测微粒的上转换发光和前向散射光信号，根据需要增加上转换发光信号检测通道数，构建多通道检测系统。

2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的多功能光镊系统，其特征在于，微流控芯片设置有3路流入端和3路流出端，检测计数区和捕获分选区设置在流入端和流出端之间的位置；其中：

3路流入端中，两侧为鞘流，中间为微粒的样品流；样品流与鞘流同时流入检测计数区和捕获分选区，两侧的鞘流用于保证样品流在中间形成单个排列的微粒，微粒四周被鞘流围绕；

3路流出端中，中间为样品流的废液通道的流出端，两侧为收集通道；通过光镊分选的微粒发生光镊偏转，通过收集通道流出。

3.一种采用权利要求1所述的基于微流控芯片的多功能光镊系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将上转换荧光探针耦合到微粒表面，形成的单微粒悬浮液注入微流控芯片微粒进样系统的通道中，根据流动聚焦原理使样品流成单行通过检测计数区和捕获分选区；

步骤二：启动近红外激光器，经物镜聚焦后的激光，通过可调偏振式衰减器，将非偏振的近红外激光分解成两束不同的偏振光，包括P光和S光；通过相机或摄像机观察调整P光和S光的位置，并调整激光功率大小，使P光在通道内的上游与微粒作用，激发上转换发光信号，S光在下游形成光阱；

步骤三：根据上转换发光信号和前向散射光信号强度指示声光调制器进行光镊分选系统的开启或者关闭，使靶微粒受到光阱作用力进入收集通道，未受到光阱力作用的微粒则进入废液通道，从而进行实时计数、定量分析和对靶微粒的分选；定量分析时，进行检测的靶微粒类型包括：细胞、细胞外泌体，以及采用微球富集的核酸、蛋白、病毒、小分子和金属离子；进行分选的靶微粒类型为微小颗粒物，包括细胞或者微球。

4.根据权利要求3所述的基于微流控芯片的多功能光镊系统，其特征在于，探针为上转换纳米材料。