生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法,并对不同的检测方法进行了对比和分析.总体来说,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高,而CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低,但CCD芯片扫描仪的检测速度较快,成本也较低.     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法,并对不同的检测方法进行了对比和分析.总体来说,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高,而CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低,但CCD芯片扫描仪的检测速度较快,成本也较低.     

双波长激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制

生物芯片扫描仪是生物芯片技术应用中的关键仪器,激光共聚焦成像的原理,着重介绍一种光学扫描和机械扫描相结合的双波长激光共聚焦生物芯片扫描仪,在保证分辨力、灵敏度等重要性能指标的前提下提高了扫描速度和扫描效率,最后对系统性能做了简要分析。     

线扫描准共焦荧光成像

为了克服目前生物芯片荧光检测方法中诸如系统结构复杂、检测速度慢、灵敏度低、成本高等缺点,提出了一种新型生物芯片荧光检测方法——线扫描准共焦荧光成像法,并搭建了初步原理性装置。用线扫描代替共聚焦中的点扫描,将二维扫描变为一维扫描,在保持高灵敏度的同时,增加了探测速度,简化了系统,降低了成本。为了验证方法的可行性,使用搭建的原理性装置对手工点样的低密度DNA生物芯片进行了荧光成像检测。实验结果显示,系统的空间分辨率18μm,在使用像素平均法降噪后,测量浓度为0.03μmol/l的探针溶液所得信噪比为5.5×102。这项技术综合了面成像检测方法的低成本、结构简单的优势和点共焦方法具有的高分辨率的优点,适合在实验室中对生物芯片进行检测研究。     

基于近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测技术

为了有效降低恶性肿瘤的死亡率,提高肿瘤筛查的普适性、稳定性和灵敏度,建立了近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测系统.对该系统的近红外荧光标记蛋白芯片免疫分析原理和用于蛋白芯片扫描分析的生物芯片扫描仪进行了研究.采用双抗体夹心的近红外荧光法检测,在固相载体上包被多种肿瘤标志物抗体,捕获被检者血清中对应肿瘤标志...     

DNA芯片的CCD荧光检测

为了有效地提取DNA芯片的信息,叙述了DNA芯片的CCD荧光检测的原理及自行设计的检测系统。系统由CCD摄像机、荧光成像光学系统、图像采集卡等组成。利用高压汞灯作为光源,窄带滤色片作为激发波段和荧光截止滤波片,从而保证荧光分辨力和测量范围。通过CCD摄像机和图像采集卡进行图像采集,并对获取的图像进行处理。试验结果有效地获得了杂交后基因点位的关键特征的数据。     

CCD微阵列生物芯片扫描仪的研制

报导了CCD微阵列生物芯片扫描仪的光学系统 ,给出了光学系统的参考标准构型 ,并依据此构型研制出多分辨率CCD生物芯片扫描仪。实验采用不同浓度系列Cy3NHSester的DMS0溶液样点与微池溶液测定CCD生物芯片扫描仪的检测性能。初步实验数据表明 ,此扫描仪光路合理 ,精度满足生物芯片检测要求。     

CCD生物芯片扫描仪像素大小研究

简介了矩阵式生物芯片探针样点的形成与检测机理.深入讨论了影响CCD生物芯片扫描仪像素大小的各种因素,像素尺寸与探针样点直径的匹配关系,并在此基础上给出了CCD生物芯片扫描仪像素的推荐标准.     

双荧光标记生物芯片激光共聚焦检测系统

基于激光共聚焦检测原理,构建了针对荧光标记生物芯片的检测系统,对用Cy₃或Cy₅标记蛋白点样的玻片进行了扫描检测,并对采集的荧光数据信号进行了图像重建。针对实际荧光信号可能较微弱并存在较大动态范围的情况,采用形态学方法对图像进行滤波、增强处理,显著增强了图像质量。提出了标定系统信噪比和灵敏度的公式,并据此对检测实验结果进行了详细的分析计算,最终标定此激光共聚焦生物芯片检测系统的灵敏度约为0.1 fluo/μm²。     

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.     

基于磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构设计

针对常规基因生物芯片成像系统由于基因芯片位姿调整频繁而引起的调整机构机械磨损的关键问题,设计一种基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪。根据基因生物芯片成像扫描仪的工作原理及磁悬浮技术的结构特点,建立由电磁参数与成像分辨率组成的系统微分阵列,通过理论优化确定电磁结构参数,采用有限元分析法对系统进行电磁热结构耦合分析,优化分析结果并搭建实验测试装置。利用本装置对基因生物芯片成像扫描仪进行参数标定,验证扫描仪磁悬浮系统结构设计结果,并与进口PCR仪进行实验测试数据比对。结果表明,本文设计的磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构匝数为340 N时产生的有效电磁面积为180 mm~2,此时磁悬浮系统精度误差小于0.15 mm,与仿真数据基本吻合,与美国Bio-Rad数字PCR系统做T790M突变检测的数据对比实验所测得结果CV<5%。本文设计的基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪精度可以满足基因生物芯片成像检测的要求,为提升调整装置使用寿命方面提供核心技术保障,在提升临床肿瘤筛查、基因诊断技术中发挥重要的作用。     

生物芯片测试方法进展

生物芯片技术近年迅速发展 ,其中信号检测是生物芯片一个重要的相关技术。分别简要地介绍了集成半导体荧光测试 ,基于二元光学的荧光测试 ,利用椭圆偏振测量仪原理测试等生物芯片的检测方法 ,对测试技术进行了评述     

一种新颖的悬浮式生物芯片检测技术

讨论了一种能对悬浮式生物芯片进行宽通道快速检测的分析测试技术,它根据微球探针的直径和微球探针之间的统计距离,设计了待测试液的特殊流场。利用脉冲激光激发微球探针上的荧光,配合高灵敏度的CCD检测荧光信息,计算机对各个CCD记录的荧光信息进行后期处理,获得悬浮式生物芯片中微球探针上的全部信息,实现了宽通道快速检测。     

生物芯片在食品安全检测中的应用研究

生物芯片作为一种高新的检测技术,为食品安全快速检测提供了新的平台。本文介绍了生物芯片的原理、种类及其在食品安全检测中的应用,并提出了生物芯片应用的技术障碍,并对其应用前景作出展望。     

光机二维扫描技术在激光共聚焦生物芯片扫描仪中的应用

介绍了应用于激光共聚焦生物芯片扫描仪中的光机二维扫描技术 ,即用振镜和f- θ扫描物镜构成其中一维的光扫描系统 ,用步进电机驱动扫描工作台移动构成另一维机械扫描系统 ,并在此基础上分析研究了光机二维扫描控制系统的设计。为快速、高精度激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制作了新的有益尝试 ,并取得了初步的实验结果     

痕量微生物快速检测系统

针对微生物检测中存在的耗时多、结构复杂、探测精度低等问题,提出了一种快速、简单、检测下限低的微生物检测方法。通过结合荧光标记物标记、微孔滤膜过滤、激光扫描及荧光成像技术,设计了痕量微生物快速扫描检测系统,使用大视场、大景深、长焦距扫描物镜,结合二维扫描振镜,完成了对痕量微生物样本的快速检测。描述了检测系统的基本原理及光路系统的设计与优化,对采集信号进行了分析,并对检测系统的检测性能进行了论证及测试。实验结果表明,该检测系统可以在10min内完成对10~2.5×103 cfu/mL的微生物的准确检测,检测下限为10cfu/mL,可以满足医用高纯水、饮料用水、微电子加工高纯水等领域的水体快速检测需求。     

Two-stage focus-hold system for rapid ultra-sensitive read-out of large-area biochips

We report here the development of a method for holding the focal plane in a fluorescence-based biochip scanner. The fast read-out of large (multiple cm²) glass slides as used in modern chip technology imposes severe constraints on the focal system. The limited focal depth of high-NA objectives together with the demand for single-molecule sensitivity challenges traditional focus-hold systems. Various long- and short-term effects disturb the often multiple hour-long data-acquisitioning process and cause blurred or unusable image data. Traditional focus-hold systems were often limited in terms of range, reaction time, sensitivity or demanded a large number of additional components. Our system uses the back-reflected illumination beam always present in total internal reflection fluorescence microscopy to generate an error proportional electrical signal, which in turn drives an actuator correcting the objective–sample distance. The latter consists of a fast but range-limited piezo drive attached to the objective and a slower motor coupled to the microscope's z-drive. With this combination, fast reaction times and virtually unlimited correction distances are possible. We show the applicability by scanning DNA microarrays on 27 × 18-mm² glass slides with single-molecule sensitivity over the whole array. Single-fluorescence dyes are imaged as diffraction-limited spots.     

时间分辨荧光光纤生物传感器的研制及应用

首次研制了一种完全利用光纤实现光耦合及传输的时间分辨荧光光纤生物传感器.该传感器以镧系离子(铕离子)作为被检测物质的荧光标记物,根据铕离子的荧光特性,利用时间分辨检测技术进行生物医学检测.光学部分采用光纤耦合器和石英光纤作生物样品激发光的传导光学元件,生物样品受激发产生的荧光也同样由光纤耦合器及光纤收集和传导,实现了该传感器的紧凑性和小型化,提高了检测灵敏度.经性能测试,该仪器不稳定性小于2.3%,重复测量的互相关高达99.9%.测铕离子标准液的检测限为7.3×10^-10g/L,达到国外有关文献报道的水平.