[发明专利]基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片

说明书

本发明公开了一种基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片及检测装置，属于荧光检测和微流控技术领域，本发明提供了一种基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片及检测装置，包括激光光源、自聚焦透镜传感光纤、微流控通道和接收单元；微流控芯片由有机玻璃材料制备而成，用于嵌入光纤、样品流通和荧光反应；自聚焦透镜与光纤端面熔接并嵌入微流控芯片通道中，用于激发和接收荧光；自聚焦透镜激发光纤另一端与激光光源连接，接收光纤另一端与接收单元连接；微流控芯片内部包括了用于流通的样品通道和用于荧光反应的反应池，样品池内壁固定有反射镜用于增加激发光通道长度，从而有效增强荧光强度。

技术领域

本发明涉及荧光检测和微流控技术领域，更具体地说，涉及一种基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片及检测装置。

背景技术

在化学医药、食品安全和材料工业等领域中，对指定物质的痕量检测具有严格要求，随着检测环境的复杂化和多样化，传统的荧光检测仪器不能满足实际需求。考虑到光纤具有体积小、质量轻、抗干扰能力强、便于集成等优点，再结合荧光检测灵敏度高、特异性强等优势，光纤荧光传感器可以有效地适应复杂、恶劣的检测环境。

就目前的研究现状而言，从传感光纤结构的角度分析，可以将光纤荧光传感器分为空间光耦合型、微结构光纤型、空心光纤型等，但是这些传感器作为产品应用时，还需要考虑许多实际因素，诸如：产品制作成本、检测的可重复性、样品检测耗量等。其中，微结构光纤型传感器对微结构光纤进行自组装修饰，以实现高灵敏度检测，但是自组装修饰后的光纤不可重复使用；而空心光纤型传感器需要能够将荧光物质导入光纤空心孔的设备，其技术成本过高而难以实现量产化。

因此，设计出一种低成本、可重复使用、自适应检测环境、低样品检测耗量的光纤荧光传感器仍然具有较高的研究价值与应用前景。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，针对现有的技术缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片及检测装置，旨在实现便携紧凑、低成本、少耗材的光纤荧光传感，以解决目前光纤荧光传感器难以适应复杂、恶劣检测环境的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于荧光检测的自聚焦透镜光纤嵌入式微流控芯片，包括微流控芯片、自聚焦透镜光纤、有机玻璃、蛇型样品通道、样品出入口、光纤嵌入通道、光纤通道、反应池、待测溶液和荧光染料溶液；

所述蛇型样品通道和样品出入口位于有机玻璃内，所述蛇形样品通道的左端分别设有待测溶液注入口、荧光染料溶液注入口，所述待测溶液与荧光染料溶液通过蛇形样品通道融合和流通，所述蛇形样品通道的的右端设有反应池，所述反应池的外侧开设有废料口，所述光纤嵌入通道嵌入有机玻璃中，所述有机玻璃用于激发光纤嵌入通道和接收光纤嵌入通道，所述反应池用于提供荧光反应场所，所述反应池的上下端均安装有反射镜，所述反射镜(6)实现激发光的多次镜面反射，用于增加激光光路从而有效增强荧光强度。

进一步的，所述激发光纤嵌入通道和接收光纤嵌入通道与反应池不连通，即自聚焦透镜光纤嵌入后于待测溶液不接触，以防止自聚焦透镜光纤受损。

进一步的，所述激发光纤嵌入通道与微流控芯片长边成20°角，所述激发光纤嵌入通道与接收光纤嵌入通道成110°，以尽量减少光源对荧光接收的影响。

进一步的，包括：激光光源、注射泵、自聚焦透镜光纤、接收单元；

所述激光光源用于提供荧光反应的激发光；所述注射泵用于注待测溶液和荧光染料溶液，所述自聚焦透镜光纤分别嵌入激发光纤嵌入通道和接收光纤嵌入通道内，所述接收单元用于接收和处理荧光信号。

进一步的，自聚焦透镜光纤使用多模光纤，以提供大光斑激发产生荧光和接收荧光信号。