微流控芯片荧光检测系统

自微流控芯片问世以来，检测器研究一直是人们关注的热点，微流控芯片中各种生物和化学过程通常是在微米量级的通道几何结构内完成的，因此，要求其检测器具有灵敏度高、响应速度快、微型化等特点。

荧光检测(Fluorescence detectionFD)技术因具有准确度好、灵敏度高等特点，是目前微流控系统最常用的检测技术之一。微流控芯片的主要研究对象，如蛋白质、脱氧核糖核酸及氨基酸等自身带有荧光基团、或者衍生化后可产生荧光均可采用荧光检测技术检出限达10-14 mol·L-1甚至可检测到单个DNA分子，液芯波导管的引入使检测系统的性能大有改善。

1. 荧光检测系统概述

许多化合物如有机胺、维生素、激素、酶等被入射光（即激发光）照射吸收一定波长的光后，分子中的某些电子从基态向较高能级跃迁，电子之间发生碰撞消耗部分能量而无辐射地降到第一电子激发态的最低振动能级再回到基态的不同振动能级。同时发射出比吸收光波长更长的荧光。荧光强度与入射光强度、量子效率、样品浓度成正比。

要实现高灵敏度的荧光检测，关键在于降低背景光，特别是激发光背景的影响，因此检测系统的光路结构设计十分重要。目前报道的有正交型、非共焦型、共聚焦型、平行型等。

常用的光学元件包括光源、透镜、滤光片、分色镜、光纤、物镜、光电转换元件等。

2. 激光诱导荧光(LIF)检测系统

　　激光具有能量高、方向性好、易聚焦等特点，特别适合作为微流控芯片中荧光检测器的光源，以提高检测的灵敏度。激光诱导荧光（Laser induced fluorescence, LIF）检测是目前最灵敏的检测方法之一，其检出限一般为10-12 ~ 10-9 mol·L-1最低可达10-14 mol·L-1。采用一些改进技术（如光子记数、双光子激发等）对于某些荧光效率高的物质甚至可达单分子检测，LIF检测法还具有良好的选择性和较宽的线性范围。

荧光检测技术为微流控芯片分析研究提供了更为灵敏的检测手段，多通道微阵列芯片上荧光检测系统将满足药物筛选和基因测序等领域高通量的需求。超高亮度LED的面世以及使用脉冲电源供电方式增加LED激发光强、联合液芯波导技术的应用，以及与其他检测技术联用等措施能够进一步提高灵敏，度降低检出限，扩大应用范围。

　　微流控分析技术自20世纪末兴起后取得了迅速的发展，但目前商品化的荧光检测器在不同程度上存在着价格昂贵、维护费用高、兼容性差等局限性，因此，研制成本低廉、集成度高、适合于商品化的微流控芯片荧光分析仪，成为当前分析仪器发展的重要目标之一。