[发明专利]基因芯片时间分辨荧光检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种基因芯片时间分辨荧光检测方法，其特征在于包括以下步骤：A.将DNA探针阵列固定在芯片基体上，与由稀土元素螯合物结合的染料标记  的靶分子进行杂交反应，之后清洗芯片，并将清洗后的芯片放置在检测平  台上；B.检测光源进行调制，使入射光线通过荧光镜头照在基片上的杂交区，激发  染料发出荧光；C.荧光和基因芯片对激发光的反射光同时经镜头进入检测光路，通过二相色  镜，使波长较短的激发反射光被反射，而波长较长的荧光透过二相色镜，  再经特定波长的滤色片过滤后进入准直光路；D.在准直光路的焦面前放置空间滤波针孔，使离焦的噪声信号去掉，而到达  物镜焦面的荧光通过针孔照射在光电接受器进行光电转换，将转换后的光电  信号送入A/D采集板，对延迟10μs-1000μs时间后的信号进行采集，作为有  效处理数据；E.将A/D采集板接收到的有效数据输送到控制主机。

2.根据权利要求1所述的基因芯片时间分辨荧光检测方法，其特征在于：还包括用分束镜将光源光束分束形成参考光束，用光电接受器接受由光源光束得到的参考光束信号，并输入控制主机。

3.根据权利要求1所述基因芯片时间分辨荧光检测方法，其特征在于包括以下步骤：A.用机械点样、喷点或原位合成法将DNA探针阵列固定在光谱透明的芯片基  体上，芯片的材料采用聚合物的LB膜；芯片的表面采用各种微细加工的  方法制出所需的筋、V型槽、微孔等表面特征；杂交的区域与入射光线的  聚焦点紧密连接；B.将芯片放置在检测装置的支撑平台上，用真空吸附或机械压紧固定，并将  芯片与用作杂交池的微流动池连接，用胶封或密封圈将流体密封，共同放  置在检测装置的支撑平台上；C.将镧系离子标记的靶分子、荧光增强液、清洗液等杂交反应试剂由微泵从  流体输入口注入微流动池；D.控制微池溶液温度的缓慢升温至杂交温度，温度控制精度为±0.5℃；杂交完  成后，清洗芯片，使与探针分子完全匹配的结合有稀土元素染料的靶分子  结合在芯片上，不匹配的靶分子被清洗掉；E.对检测光源进行脉冲调制，采用光源波长337nm氮分子激光器作为检测光  源，光脉冲宽度10ns，光脉冲重复频率15-20Hz，入射光线通过荧光镜头  照在基因芯片的杂交区，经激发的染料发出613nm荧光，通过0.8毫米高  数值孔径的镜头进入检测光路，同时基因芯片对激发光的发射光也进入检  测光路；I.使荧光从半球立体角方向进入检测光路后，经过340/613二相色镜，短波长  的337nm激发光被反射，而透过二相色镜的613±5nm长波长荧光由特定波  长的滤色片过滤，进入准直光路；J.在准直光路的焦面前放置空间滤波针孔，使物镜焦面的荧光通过针孔照射  在光电倍增管进行光电转换，将转换后的光电信号送入A/D采集板，对延  迟约50μs时间后的信号进行采集，作为有效处理数据；K.用分束镜将光源光束分束形成参考光束，用与之想配的光电倍增管接受由  光源光束得到的参考光束信号，也送入A/D采集板；I.将A/D采集板接收到的所有有效数据输送到控制主机。

4.一种基因芯片时间分辨荧光检测装置，主要由机架(1)、支撑平台(2)、平台传动机构(3、4)、光学检测单元、光电信号处理单元组成，其中支撑平台(2)通过平台传动机构(3、4)与机架(1)衔接，光学检测单元由检测光源(7)、传光器件(9)、以及安装在检测头(10)上的准直镜(12)、荧光镜头(14)和至少一组二向色镜(13)、针孔(15)、滤色片(17)、光电接受器(16)构成，所述光电信号处理单元由模/数(A/D)采集板(19)和控制主机构成，其相互之间的连接关系或位置关系为：传光器件(9)耦合固定在机架(1)上的检测光源(7)和固定在检测头(10)一侧的准直镜(12)，荧光镜头(14)固定于检测头(10)的下端，对着支撑平台(2)，与准直镜(12)的光路成直角，二相色镜(13)位于荧光镜头(14)和与之垂直的光路交汇处，针孔(15)位于荧光镜头(14)与光电接受器(16)之间的光路上，其前面装有滤色片(17)，光电接受器(16)通过电缆(18)与A/D采集板(19)、进而与控制主机连接。

5.根据权利要求4所述的基因芯片时间分辨荧光检测装置，其特征在于：还含有分束镜和与之配套的光电接受器，所述分束镜位于检测光源和二相色镜间，所述光电接受器位于分束镜分出的参考光路上，并通过电缆与A/D采集板、进而与控制主机连接。

6.根据权利要求1所述基因芯片时间分辨荧光检测方法，其特征在于：含有三组二向色镜(13)、针孔(15)、滤色片(17)和光电倍增管(16)，三个二相色镜(13)分别位于：荧光镜头(14)和与之垂直的准直镜(12)光路交汇处，以及荧光镜头(14)和与之垂直的另二条检测光路交汇处，三个针孔(15)分别位于荧光镜头(14)与三只光电倍增管(16)之间光路的焦面附近，其前面分别装有不同的滤色片(17)，三只光电倍增管(16)分别通过电缆(18)与A/D采集板(19)、进而与外部的控制主机连接。