[实用新型]光子晶体编码微球生物芯片检测装置

说明书

技术领域

本发明属于生物芯片检测技术领域，特别涉及一种生物分子高通量与多元检测技术领域的光子晶体编码微球生物芯片检测装置。

背景技术

生物技术、材料技术、纳米技术、微电子等尖端科学技术的发展和交叉使现代分析检测进入了一个快速发展的时期。生物芯片，微全分析系统等新型分析手段也应运而生。这些新的分析方法在环境检测、食品安全检测、生物医学研究以及临床诊断等领域应用日渐广泛。例如，上个世纪末出现的阵列型生物芯片是传统分析方法的一次重要的革新，它不但可以用于基因检测还扩展到蛋白质、糖类以及细胞组织的检测。生物芯片检测的基本原理是：基片上不同坐标位置固定不同的探针分子，在探针分子与靶分子结合反应后，靶分子的种类通过坐标确定，而浓度则通过检测标记的荧光信号测定。它的特点是可以在几厘米见方的基片上固定数以万计的探针分子进行并行检测。因此，生物芯片技术极大地减少了多指标并行分析样本和试剂的用量。现在，国际上有许多著名的研究机构和企业(比如Affymetrix)在对基于该技术的分析方法和设备进行研发。现在，市场上已有可以对癌症、心血管疾病等多种疾病进行诊断和检测用的阵列型生物芯片及相应的检测装置。但是，阵列型生物芯片仍然是一种基于固液界面反应的分析方法，尽管它具有多指标并行检测能力，还是没有解决如何提高反应速度和反应灵敏度的问题。其原因在于其检测反应在二维平面上进行，比表面积小，灵敏度受限，而且分子需要通过扩散到达探针位置才能结合，反应动力学仍然很慢。更为关键的问题是对于免疫检测来说，当指标过多时抗体之间的交叉反应很难解决，阵列芯片的成百上万的多指标优势在实际应用中性价比并不高，灵活性很差，适用范围受限制，因此目前主要应用于高通量基因筛选。

为此，基于编码微载体的多元生物分子分析技术应运而生。该分析方法中的探针分子不是固定在基片上而是固定在可以与待检测溶液充分震荡混合的微球上，因此具有更快的反应动力学。而且微球具有比平面更高的比表面积，其检测灵敏度也大大提高。固定在流动载体上的探针分子不能再像阵列型生物芯片上那样利用坐标进行编码，而是利用微球内的荧光染料或者量子点加以编码识别，以实现同一反应中多指标并行检测。比如美国Luminex公司利用荧光染料对微球进行编码的xMAP液相芯片技术，最先商业化应用于传染病、癌症、心血管疾病等的早期快速检测，迅速占领市场。该技术在微孔板的每个孔内进行基于流动载体的多指标并行检测，检测指标从单个到多个灵活多变，通过自动化流体控制系统将每个微孔内的样品逐一抽送到类似于流失细胞仪的专用检测仪中进行快速荧光分析。其核心优势在于快速的反应动力学、基于微孔板的自动化高通量样品检测以及高比表面积所导致的高检测灵敏度，非常适合临床应用。因此2005年全球科技产业和行业研究的权威机构Frost & Sullivan授予xMAP技术“2005年度国际临床诊断技术革新大奖”。受此影响以及随着技术的发展，各式各样的液相芯片逐渐出现。但是，Luminex的液相芯片所采用的荧光编码微球其荧光染料不稳定，容易光漂白，同时会对荧光标记信号产生干扰作用，另外，其检测仪器原理类似流式细胞仪，价格昂贵，检测成本较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种光子晶体编码微球生物芯片检测装置，解决了现有技术中基于编码微载体的液相芯片技术所存在的编码荧光染料不稳定以及检测仪器复杂且成本较高等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种光子晶体编码微球生物芯片检测装置，包括检测暗室和分别设置在检测暗室外侧的光源、控制装置，所述光源连入检测暗室内，所述控制装置分别连接检测暗室和光源分别控制光源和检测暗室内检测作业，其特征在于所述检测暗室内设置光子晶体编码微球生物芯片，所述光子晶体编码微球生物芯片上端设置与控制装置连接的光学成像系统，所述光源连入光学成像系统，所述控制装置控制光学成像系统对光子晶体编码微球生物芯片进行编码图像与荧光信号图像的采集。

优选的，所述控制装置包括微球芯片运动控制模块、图像自动采集与分析模块，所述图像自动采集与分析模块负责控制光学成像系统对光子晶体编码微球生物芯片进行编码图像与荧光信号图像的采集、分析；所述微球芯片运动控制模块负责控制光子晶体编码微球生物芯片的检测位置信息。