基于液芯波导激光诱导荧光检测器的缝管自动进样毛细管电泳仪的研制及其在DNA分析中的应用

介绍一种自行研制的毛细管电泳仪。以半导体激光器作为激发光源,使用液芯波导石英毛细管同时作为电泳分离通道和荧光检测光路,结合基于取样探针、缺口型样品圆盘两者的缝管自动进样系统,以激光诱导荧光的检测方式实现对两种常用DNA分子标记物（DNA Marker）快速、低耗、准确的有效检测。该仪器具有结构简单、体积小、操作方便等特点。     

多通道DNA测序仪的新型设计

目前大多数商品化的DNA测序仪的信号检测系统是基于CCD或PMT.基于CCD的系统需要对CCD进行制冷,其造价相对较高且灵敏度相对较低;基于PMT的系统使用机械扫描来实现多通道检测,其工作稳定性相对较低且工作的机械噪音大.本文提出了新型的DNA测序仪,它采用PMT共焦荧光系统,通过f-θ透镜和光学扫描来实现多通道并行检测.在此新系统中采用标准双链DNA样品pBR322/Hae Ⅲ(使用TO染料)进行了毛细管电泳实验,测得系统的检测限可达1.1841 × 10-11 mol/L.新型DNA测序仪的工作机械噪声相比基于机械扫描的系统要低得多,且工作稳定性和灵敏度也很高.此系统可应用于基于激光诱导荧光的毛细管阵列和多通道微芯片的电泳检测.     

蛋白质／多肽的毛细管电泳-激光诱导荧光检测分析方法发展

毛细管电泳（CE）与激光诱导荧光检测器（LIF）联用为蛋白质／多肽类样品提供了一种快速、灵敏的分析方法。选择并开发合适的荧光衍生化试剂,建立并优化相应的衍生、分离过程,使用并发展高性能、低成本的激光诱导荧光检测器件是实现高效分离、高灵敏度检测的有效途径。本文将各荧光衍生化试剂以激发光源归类,在探讨常用荧光衍生化试剂特性的基础上,对近几年蛋白质／多肽类样品的毛细管电泳-激光诱导荧光分析方法发展加以系统综述。     

垂直层叠结构的LED诱导荧光检测系统

为进一步减小光源的体积及简化光路系统结构,消除毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统中激发光源的反射光和杂散光的干扰,降低系统的检测限,设计并建立了基于偏振隔离结构的垂直层叠式发光二极管诱导荧光检测系统。整个系统由发光二极管光源、两片线性偏振片、多通道毛细管电泳芯片、针孔、电荷耦合器件、高压电源、数据采集卡及数据处理单元等组成。在系统条件最优化的情况下,对罗丹明B样品溶液进行了毛细管电泳分离实验。     

微流控细胞芯片LED诱导透射式荧光检测微系统

构建了用于微流控细胞分析芯片的发光二极管(LED)诱导透射式荧光检测微系统,以克服现有荧光检测系统体积大、能耗高,以及激发光光路、检测区域和荧光收集光路间光学耦合效率低等问题。该系统的激发光光路和荧光收集光路互成135°,LED发出的激发光经透镜聚焦和激发光滤色片滤光后,经直径为200μm的小孔光阑限束,然后投射到微流控芯片通道末端的检测区域;产生的荧光及杂散光经加工后置于微流控芯片底部的发射光高通干涉滤色薄膜后,被光电倍增管收集。以HepG2肝癌细胞为测试样本对该荧光检测微系统的有效性进行了评测,结果显示:当LED工作电流为200mA,PMT控制电压为3.5V时,可产生与背景噪声明显区分的峰值信号;用250s观测时间得到了8个平均峰高为0.7V的峰值信号,与荧光显微镜观察结果一致,实现了细胞的在线计数检测功能。提出的系统为新型微全细胞分析提供了一种新的技术途径。     

荧光标记DNA分子量内标的设计与制备

目的:设计并制备65bp-500bp范围的荧光标记DNA分子量内标。方法:p MD18-T Vector连接任意一段割胶回收的DNA片段,克隆后提取重组质粒经双酶切后作为模板,在其上游设计一条固定引物并用荧光标记,在其下游设计一系列引物,经PCR扩增后在ABI 3100遗传分析仪上检测。结果:扩增产物DNA片段大小分别为65bp、105bp、149bp、200bp、241bp、269bp、311bp、345bp、400bp、450bp、500bp,与预期片段大小一致。结论:11个片段经混合调平后,峰型良好,出峰位置均匀,可用于毛细管电泳中DNA片段大小的确定。     

光纤嵌入式电泳芯片激光诱导荧光检测系统

为进一步减小光源的体积及简化光路系统结构,使检测结果脱离个人计算机的依赖,设计并建立了基于ARM9微处理器的光纤嵌入式毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统。整个系统由半导体泵浦固体激光器、带光纤通道的毛细管电泳芯片、多模光纤、滤光片、高压电源、光子计数器及嵌入式开发平台等组成。在系统条件最优化的情况下,对不同浓度的罗丹明B样品溶液进行了电泳分离实验,通过Win CE平台上的触摸式LCD显示检测结果。     

夜蓝荧光探针测定DNA的研究

基于DNA对夜蓝（NB）荧光的增强作用,以二苯基萘基甲烷类碱性染料夜蓝为荧光探针,建立了一种新的DNA荧光测定体系。实验表明,在pH=6．4的K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中,当DNA的浓度在0．01～0．8μg／mL时,线性方程为：△F=627．85C＋6．2547（C：μg／mL）,相关系数r=0．9986,检测限为4．2×10^-5μg／mL。该方法用于榛树嫩叶中DNA含量的测定,结果令人满意。     

基于ARM9的共聚焦式激光诱导荧光检测系统

共聚焦式激光诱导荧光检测具有较高的灵敏度,是毛细管电泳芯片的主要检测方法之一。大多数共聚焦式检测系统采用计算机控制和显示,系统体积庞大,无法实现小型化和集成化。文中基于ARM9微处理器及嵌入式Linux操作系统,设计了脱离计算机控制的共聚焦式毛细管电泳芯片检测系统,实现了芯片的图像观察、自动聚焦及荧光信号采集等功能。系统对不同浓度的罗丹明B样品进行了电泳分离实验,检测限为1.0×10-7mol/L.     

高功率发光二极管诱导荧光微流控芯片分析小型化检测器的研制

以高功率发光二极管（LED）为激发光源,研制了一种新型的小型化LED诱导荧光检测器,用于微流控芯片分析检测。利用MOS管的压控恒流原理,设计恒流驱动电路,使高功率LED发光稳定。通过设计和制造光学结构,成功将LED的发散光聚焦成约3.5mm×0.3mm的线状光束,可方便地与微流控芯片中的微通道对准,避免了复杂的机械校准结构。光学系统体积大大减少,约为9.5cm×4cm×17cm。用荧光染料NBD和高密度脂蛋白评价该体系的性能,结果表明LED激发光源稳定,检测器重复性好;样品峰形良好,可用于微芯片毛细管电泳分析检测。基本实现了LED诱导荧光检测器的微型化。