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一种便携式高精度生化检测系统的研制

翟盛杰  
【摘要】: 快速、高精度生化检测在基础生物研究及临床检验等领域具有广泛的应用。但是,现有检测设备大多体积庞大、价格昂贵,难以推广。表面等离体激元共振(surface plasmon resonance, SPR)传感器是近年来新兴的一种生化传感检测装置,具有检测灵敏度高、速度快、所需样品量少、样品无需特殊标记等特点。目前,它已成为研究生物大分子间相互作用的重要技术。针对自动、快速、小型化、高精度样品检测的要求,本文在充分总结,学习国内外相关的研究成果的基础上,结合SPR检测方法和微流控芯片技术,设计了一种便携式高精度生化检测系统,并开展了相关实验研究。 本文首先介绍了SPR检测的原理,适用领域、现状及未来发展趋势。其次详细论述了本文新设计的检测系统及采用最新工艺设计方法制作的微流控芯片。在此基础上,利用Matlab软件仿真得到各个关键参数对检测结果的可能影响,为系统中各部件的选择提供了理论根据。根据理论分析结果,设计搭建了一套综合光、机、电等多领域技术的检测系统。该系统基于Kretshmann原理,采用交叉臂式机械结构,使用丝杆式步进电机作为动力,驱动机械结构实现精确的等夹角运动,利用图像采集装置可以准确无误地捕捉检测讯息。在微流控芯片研究中,我们尝试采用激光切割这种新兴的芯片制备方法,制作了检测用芯片。初步实验表明,该装置基本达到紧凑、便携性高、稳定性好、精度高的设计要求。


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