一种光声联合高通量实时检测系统的制作方法

本发明涉及生物分子相互作用的实时动态检测领域，具体而言，涉及一种光声联合高通量实时检测系统。
背景技术：
：生物分子相互作用的实时动态检测是生命科学、医疗、食品工业、生物工业等领域的基本科学问题和关键技术环节。由于生物分子相互作用过程非常复杂，涉及因素众多，如要准确解析生物分子相互作用动力学参数信息，需要借助检测技术从生物分子反应过程中获得高信息量。目前能够经一次原位实时检测，获得信息量最多的是光声联合检测技术。该技术方法需要同时保证光学检测和声学检测的有效性，因此在制作其中的关键部件芯片时，需要在芯片两面分别镀上图案化金属膜层。然而，目前光声联合检测技术仅能进行单样本分析，无法实现多样本、多条件的高通量检测，即相对于庞大的应用需求，例如蛋白质组分析、肿瘤标志谱的联合检测等等，单一样本的测量是远远满足不了需求。另外，现有技术中的光声联合检测技术针对多样品或多条件对比检测分析应用而言，因为耗时、样品消耗较多导致检测成本高，检测条件(例如环境温度等)很难保证一致，进而会影响到多检测结果的可比性、准确性，该方法的可应用性、可操作性也会受到一定的影响。有鉴于此，特提出本发明。技术实现要素：本发明的第一目的在于提供一种专门应用于光声联合检测技术中的光声联合高通量实时检测系统，该检测系统基于宽光束倏逝波相敏特性椭偏，结合多通道或多样本芯片设计，在保证光声检测同时有效的前提下，提高了检测样本数目和信息量，通过采用该检测系统进行检测，可有效降低检测条件不一致性对多检测结果对比分析的干扰，且样品消耗量小，一次可实现检测多个样本，检测时间短，属于生物分子实时动态检测的一种高通量、高信息量、高灵敏、高特异性快速检测的新方法。为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：本发明提供了一种光声联合高通量实时检测系统，包括多个芯片单元本体以及多个微流道模板，每个所述微流道模板上设置多个用于流通反应溶液的凹槽；每个所述微流道模板上设置凹槽的一面与每个所述芯片单元本体的表面对接，以使凹槽与芯片单元本体一一对应。现有技术中，生物分子相互作用的实时动态检测是生命科学、医疗、食品工业、生物工业等领域的基本科学问题和关键技术环节。由于生物分子相互作用过程非常复杂，涉及因素众多，如要准确解析生物分子相互作用动力学参数信息，需要借助检测技术从生物分子反应过程中获得高信息量。目前能够经一次原位实时检测，获得信息量最多的是光声联合检测技术。该技术方法需要同时保证光学检测和声学检测的有效性，因此在制作其中的关键部件芯片时，需要在芯片两面分别镀上图案化金属膜层。然而，目前光声联合检测技术仅能进行单样本分析，无法实现多样本、多条件的高通量检测，即相对于庞大的应用需求，例如蛋白质组分析、肿瘤标志谱的联合检测等等，单一样本的测量是远远满足不了需求。另外，现有技术中的光声联合检测技术针对多样品或多条件对比检测分析应用而言，因为耗时、样品消耗较多导致检测成本高，检测条件(例如环境温度等)很难保证一致，进而会影响到多检测结果的可比性、准确性，该方法的可应用性、可操作性也会受到一定的影响。本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种专门用于生物分子相互作用实时动态检测的光声联合高通量实时检测系统，该实时检测系统基于宽光束倏逝波相敏特性椭偏，结合多通道或多样本芯片设计，在保证光声检测同时有效的前提下，提高检测样本数目和信息量，将多个芯片组合并且每个芯片上设置多个凹槽，从而实现高通量、高信息量、高灵敏、高特异性的快速检测。另外，该光声联合高通量实时检测系统非常适用于生物分子相互作用实时动态检测，克服了现有技术中存在的诸多缺陷，因此非常适于广泛推广应用，也相应的提高了该配套检测方法的附加值，值得大力推广宣传。其中，为了提高检测效率，多个用于流通反应溶液的凹槽呈矩阵排列；优选地，凹槽的个数控制在6-9个之间。因为如果数目太多可能当检测量达到极限的状态下也不会进一步提高，因此凹槽的个数最好控制在适宜的范围内。优选地，微流道模板上开设的每个凹槽呈U形，这样凹槽U形的一端设置有反应溶液进口，另一端设置有反应溶液出口，设置成这样的性状最有利于反应溶液的顺畅流通。并且这样的结构可以实现不同样本的同时检测。更进一步的，凹槽与凹槽之间相互串列，串联后的位于最两端的凹槽的一端为所述反应溶液进口，另一端为所述反应溶液出口。这种串联的方式可以用于同一样本不同条件的检测。当多个芯片单元本体围绕芯片四周边缘排列时，更有利于声学信号检测器件的安装，其测试效果非常好，另外芯片单元本体个数最好控制在6-8个之间，因为如果数目太多可能当检测量达到极限的状态下也不会进一步提高，因此芯片单元本体的个数最好控制在适宜的范围内。在检测应用中，需要保证芯片一面与光学耦合器的一光滑平面无缝拼接，从而实现良好的检测，因此该实时检测系统中还包括光学反应耦合器，所述光学反应耦合器与芯片单元本体的一面对接。该光声联合高通量实时检测系统对应设计了多个微反应单元及反应溶液微流道输运部分，微反应单元及微流道可采用多种MEMS微加工技术，包括：数控机床的微加工技术、厚胶工艺的软光刻技术、等离子溅射技术和激光微加工技术。通过微反应单元及微流道能够实现同时在芯片上进行多单元的生物分子的固定和反应。采用该检测系统检测样品时的检测样品通量控制在1μl之上，更优的检测系统的检测样品通量可在1μl-1000μl之间调节，非常方便，灵活。除此之外检测样品通量还可以为2μl、5μl、7μl、8μl、100μl、200μl、300μl、800μl等。与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明的用于生物分子相互作用的动态检测的光声联合高通量实时检测系统，基于宽光束倏逝波相敏特性椭偏，结合多通道或多样本芯片设计，在保证光声检测同时有效的前提下，提高了检测样本数目和信息量，通过采用该检测系统进行检测，可有效降低检测条件不一致性对多检测结果对比分析的干扰，且样品消耗量小，一次可实现检测多个样本，检测时间短，值得广泛推广应用；(2)本发明的光声联合高通量实时检测系统，为生物分子实时动态检测提供了一种新方法，且该检测方法属于生物分子实时动态检测的一种高通量、高信息量、高灵敏、高特异性快速检测的新方法；(3)该光声联合高通量实时检测系统对应设计了多个微反应单元及反应溶液微流道输运部分，微反应单元及微流道可采用多种MEMS微加工技术，包括：数控机床的微加工技术、厚胶工艺的软光刻技术、等离子溅射技术和激光微加工技术。通过微反应单元及微流道能够实现同时在芯片上进行多单元的生物分子的固定和反应，因此非常适于广泛推广应用，也相应的提高了该配套检测方法的附加值，值得大力推广宣传。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本发明实施例1的光声联合高通量实时检测系统芯片单元的俯视结构示意图；图2为本发明实施例1的光声联合高通量实时检测系统微流输运部分的俯视结构示意图；图3为本发明实施例1的光声联合高通量实时检测系统微流输运部分的侧视结构示意图；图4为本发明实施例2的光声联合高通量实时检测系统微流输运部分的侧视结构示意图；附图标记：1-芯片单元本体；2-微流道模板；3-凹槽；4-光学反应耦合器；5-反应溶液进口；6-反应溶液出口。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本发明提供了一种光声联合高通量实时检测系统，包括多个芯片单元本体以及多个微流道模板，每个所述微流道模板上设置多个用于流通反应溶液的凹槽；每个所述微流道模板上设置凹槽的一面与每个所述芯片单元本体的表面对接，以使凹槽与芯片单元本体一一对应。现有技术中，生物分子相互作用的实时动态检测是生命科学、医疗、食品工业、生物工业等领域的基本科学问题和关键技术环节。由于生物分子相互作用过程非常复杂，涉及因素众多，如要准确解析生物分子相互作用动力学参数信息，需要借助检测技术从生物分子反应过程中获得高信息量。目前能够经一次原位实时检测，获得信息量最多的是光声联合检测技术。该技术方法需要同时保证光学检测和声学检测的有效性，因此在制作其中的关键部件芯片时，需要在芯片两面分别镀上图案化金属膜层。然而，目前光声联合检测技术仅能进行单样本分析，无法实现多样本、多条件的高通量检测，即相对于庞大的应用需求，例如蛋白质组分析、肿瘤标志谱的联合检测等等，单一样本的测量是远远满足不了需求。另外，现有技术中的光声联合检测技术针对多样品或多条件对比检测分析应用而言，因为耗时、样品消耗较多导致检测成本高，检测条件(例如环境温度等)很难保证一致，进而会影响到多检测结果的可比性、准确性，该方法的可应用性、可操作性也会受到一定的影响。本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种专门用于生物分子相互作用实时动态检测的光声联合高通量实时检测系统，该实时检测系统基于宽光束倏逝波相敏特性椭偏，结合多通道或多样本芯片设计，在保证光声检测同时有效的前提下，提高检测样本数目和信息量，将多个芯片组合并且每个芯片上设置多个凹槽，从而实现高通量、高信息量、高灵敏、高特异性的快速检测。另外，该光声联合高通量实时检测系统非常适用于生物分子相互作用实时动态检测，克服了现有技术中存在的诸多缺陷，因此非常适于广泛推广应用，也相应的提高了该配套检测方法的附加值，值得大力推广宣传。其中，为了提高检测效率，多个用于流通反应溶液的凹槽呈矩阵排列；优选地，凹槽的个数控制在6-9个之间。因为如果数目太多可能当检测量达到极限的状态下也不会进一步提高，因此凹槽的个数最好控制在适宜的范围内。优选地，微流道模板上开设的每个凹槽呈U形，这样凹槽U形的一端设置有反应溶液进口，另一端设置有反应溶液出口，设置成这样的性状最有利于反应溶液的顺畅流通。并且这样的结构可以实现不同样本的同时检测。更进一步的，凹槽与凹槽之间相互串列，串联后的位于最两端的凹槽的一端为所述反应溶液进口，另一端为所述反应溶液出口。这种串联的方式可以用于同一样本不同条件的检测。当多个芯片单元本体围绕芯片四周边缘排列时，更有利于声学信号检测器件的安装，其测试效果非常好，另外芯片单元本体个数最好控制在6-8个之间，因为如果数目太多可能当检测量达到极限的状态下也不会进一步提高，因此芯片单元本体的个数最好控制在适宜的范围内。在检测应用中，需要保证芯片一面与光学耦合器的一光滑平面无缝拼接，从而实现良好的检测，因此该实时检测系统中还包括光学反应耦合器，所述光学反应耦合器与芯片单元本体的一面对接。该光声联合高通量实时检测系统对应设计了多个微反应单元及反应溶液微流道输运部分，微反应单元及微流道可采用多种MEMS微加工技术，包括：数控机床的微加工技术、厚胶工艺的软光刻技术、等离子溅射技术和激光微加工技术。通过微反应单元及微流道能够实现同时在芯片上进行多单元的生物分子的固定和反应。采用该检测系统检测样品时的检测样品通量控制在1μl之上，更优的检测系统的检测样品通量可在1μl-1000μl之间调节，非常方便，灵活。除此之外检测样品通量还可以为2μl、5μl、7μl、8μl、100μl、200μl、300μl、800μl等。下面列举几个具体的实施例，比如本发明的附图1-3中为本发明的实施例1的光声联合高通量实时检测系统，该检测系统中，包括围绕芯片四周边缘排列的多个芯片单元本体1，芯片单元本体为6个，每一个芯片单元本体1的上部对接有微流道模板2，芯片单元本体1的下部则对接有光学反应耦合器4，微流道模板上设置多个用于流通反应溶液的凹槽3，从图中可以看出凹槽与凹槽之间呈矩阵排列，凹槽的个数为9个，且每个凹槽呈U形，凹槽的顶端开口一侧为反应溶液进口5，另一端为反应溶液出口6，具体检测样品时，可以用于不用样品的同时检测。本发明的附图4中为本发明的实施例2的光声联合高通量实时检测系统，该检测系统中，包括围绕芯片四周边缘排列的多个芯片单元本体1，芯片单元本体为8个，每一个芯片单元本体1的上部对接有微流道模板2，芯片单元本体1的下部则对接有光学反应耦合器4，微流道模板上设置多个用于流通反应溶液的凹槽3，从图中可以看出凹槽与凹槽之间串联，凹槽的个数为6个，且每个凹槽呈U形，串联后的凹槽位于最两端的凹槽的顶端开口为反应溶液进口5，另一端开口为反应溶液出口6，具体检测样品时，同一样本不同条件的检测，并且该检测系统的检测样品通量可实现在1μl-1000μl之间可调节。将采用本发明实施例1-2的光声联合高通量实时检测系统与现有技术中普通的检测系统进行测定样本数目和准确率对比，具体结果如下，现有技术中的检测系统为：单个芯片与光学耦合器的一光滑平面无缝拼接，芯片两面分别镀上图案化金属膜层。表1检测样本数目和准确率统计结果组别检测样本数目准确率实施例1699％实施例2699.2％现有技术180％另外将采用本发明实施例1-2的光声联合高通量实时检测系统与现有技术中普通的检测系统进行测定最低样品消耗量对比，具体结果如下，现有技术中的检测系统为：单个芯片与光学耦合器的一光滑平面无缝拼接，芯片两面分别镀上图案化金属膜层。表2消耗量统计结果组别最低检测样品消耗量(μl)实施例11-10实施例21-10现有技术15-30从上述两个实验也可以看出，本发明实施例的检测系统不仅检测样本数目多，准确率高，而且针对光声联合检测技术方法，高通量检测样本，消耗量小，另外其应用范围也比较广，既可以用于不同样本的同时检测，也可以用于同一样本不同条件的检测。本发明的有益效果为：(1)本发明的用于生物分子相互作用的动态检测的光声联合高通量实时检测系统，基于宽光束倏逝波相敏特性椭偏，结合多通道或多样本芯片设计，在保证光声检测同时有效的前提下，提高了检测样本数目和信息量，通过采用该检测系统进行检测，可有效降低检测条件不一致性对多检测结果对比分析的干扰，且样品消耗量小，一次可实现检测多个样本，检测时间短，值得广泛推广应用；(2)本发明的光声联合高通量实时检测系统，为生物分子实时动态检测提供了一种新方法，且该检测方法属于生物分子实时动态检测的一种高通量、高信息量、高灵敏、高特异性快速检测的新方法；(3)该光声联合高通量实时检测系统对应设计了多个微反应单元及反应溶液微流道输运部分，微反应单元及微流道可采用多种MEMS微加工技术，包括：数控机床的微加工技术、厚胶工艺的软光刻技术、等离子溅射技术和激光微加工技术。通过微反应单元及微流道能够实现同时在芯片上进行多单元的生物分子的固定和反应，因此非常适于广泛推广应用，也相应的提高了该配套检测方法的附加值，值得大力推广宣传。尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。当前第1页1 2 3