[实用新型]一种基于微流通道和单模异芯结构的菜豆荚斑驳病毒检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及菜豆荚斑驳病毒检测技术、单模细芯光纤传感技术、微流控领域，利用的是菜豆荚斑驳病毒抗体与抗原的特异性结合以及单模细芯光纤对外界折射率的敏感特性，该系统含有结构简单、体积小、安全灵敏、响应敏捷、耐腐蚀、精确度高等优点。

背景技术

以光纤传导和收集光信号并进行生物检测的传感器统称为光纤生物传感器，光纤生物传感器是近年来兴起的一项生物技术，具有结构简单、成本低、灵敏度高、选择性好等优点，在病毒检测领域发挥着巨大的作用。

聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)是一种惰性材料，且透光和防水性能好，将PDMS微流通道作为载体已经成功应用在基于硅波导结构的生物传感器中(如微环谐振器)。

农产品产量问题一直是社会极为关注的焦点，尤其是豆科植物，菜豆荚斑驳病毒是危害大豆等豆科植物的重要病毒，对大豆的生长具有很大的危害性，会导致大豆的大面积减产甚至是绝产。因此对菜豆荚斑驳病毒的检测显得很有必要。在使用传统反转录聚合酶链式反应技术用于菜豆荚斑驳病毒检测中依旧存在着不能定量分析、实验步骤多、操作复杂，实验时间长等缺点，并且很难实现在线实时检测。因此本实用新型提出一种简单高效、成本低廉、精确度高的菜豆荚斑驳病毒检测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述产生的问题，满足人们的需求，提出一种基于微流通道和单模异芯结构的菜豆荚斑驳病毒检测系统，该系统该系统设计合理、安全灵敏、体积小、耐腐蚀，应用前景广阔、结果准确。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于微流通道和单模异芯结构的菜豆荚斑驳病毒检测系统，由宽带光源、输入光纤、单模细芯光纤、玻璃微流通道基片与PDMS微流通道盖片、输出光纤、光谱仪组成。本实用新型先将单模异芯结构中的细芯部分用溶液(浓硫酸和双氧水体积比为3∶1)浸泡，而后浸入硅烷偶联剂中进行表面氨基化，接着浸入含有菜豆荚斑驳病毒抗体的缓冲液中进行生物敏感元的固定，并将敏感膜维持在牛血清蛋白缓冲液中保持抗体活性。最后利用制作的微流通道将单模细芯光纤封装，搭建好光纤传感平台，将不同浓度的菜豆荚斑驳病毒溶液通过塑料导管注入到单模细芯光纤上，从宽带光源出来的入射光经不同浓度的菜豆荚斑驳病毒溶液接触的单模细芯光纤后，外界液体折射率的变化会改变光在细芯包层和纤芯传输中产生的光程差，因而透射光谱的谐振波长会发生变化，通过光谱仪上的透射光谱谐振波长值，拟合计算出谐振波长值与菜豆荚斑驳病毒浓度的关系，则通过谐振波长值实现菜豆荚斑驳病毒的测定。

本实用新型所述的宽带光源工作波长范围为700nm至1800nm，光谱范围能够包含单模细芯结构光纤所通过的谐振波长值。

本实用新型所述的光谱仪用作接收光源，显示得到对应透射光谱，保证能精确测得不同浓度菜豆荚斑驳病毒溶液作用下不同谐振波长值。

本实用新型所述的聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)是一种广泛实用的以硅为基础的有机聚合物材料，具有惰性、无毒、不易燃的特点。并具有很高的抗剪切能力，可在-50℃～200℃下长期使用，适用于实验室环境。所制成的固态PDMS微流通道能精确到纳米级，该微流通道由玻璃基片和PDMS盖片合成，将单模细芯光纤放置在该微流通道里，能够排除外界拉力、压力等硬性因素干扰，给予单模细芯光纤与菜豆荚斑驳病毒溶液良好的接触反应空间，同时PDMS具有疏水性和防水性，可起到极好的封装作用。另外，PDMS有光学透明的性质，能够方便观察被测菜豆荚斑驳病毒溶液与单模细芯光纤的接触情况。

本实用新型所述的塑料导管直径为0.8mm，分为输入导管和输出导管，两根导管分别插在PDMS的左右两侧用于引入溶液和引出溶液。菜豆荚斑驳病毒溶液装在注射器里在注射泵的动力下通过输入导管进入PDMS，当发现溶液从输出导管出来时，认为此时溶液和PDMS已经充分接触。每一组溶液检测完，注射磷酸缓冲盐溶液通过输入、输出导管进行反复清洗。