分析化學發光/晶片實驗室

D4. 晶片實驗室

微型化全分析系統（也稱為“晶片”）是由多種材料製成的微型微流體裝置，其中構建了用於運輸樣品和試劑的通道。小型化使試劑消耗量最小化，降低了製造成本，並增加了自動化可能性。然而，檢測器的微型化會導致問題，因為檢測器中的液體體積減少，以及將檢測器的特定尺寸縮小所固有的困難。一個解決方案是將晶片與宏觀檢測器（例如光電倍增管）連線；這被稱為“晶片外”方法。例如，可以使用光纖將來自晶片的光傳遞到檢測器來實現這一點。另一種解決方案——“晶片上”方法——是在晶片上組裝一個緊湊版本的檢測器，並將該檢測器與分析系統的其餘部分整合在一起。

化學發光檢測具有高靈敏度、低檢測限和儀器簡單性，但需要在微晶片上建立一個相對複雜的流路，具體細節取決於所使用的化學發光反應系統；例如，當使用過氧化物-魯米諾化學發光時，Y形通道連線最有效。試劑由微型泵輸送。晶片設計必須確保大部分發射的光進入晶片外的光電倍增管；這通常涉及與光纖耦合。這種佈置通常可以實現微摩爾檢測限，並已用於一系列分析物，包括鄰苯二酚、多巴胺、氨基酸、細胞色素 c 和肌紅蛋白，以及晶片分離的鉻（III）、鈷（II）和銅（II）的測定。辣根過氧化物酶可以在亞納摩爾水平測定。可以透過熒光素-熒光素酶生物發光測量三磷酸腺苷 (ATP) 的微摩爾濃度。使用結合過氧化物-草酸酯化學發光的微流體系統，透過將抗氧化劑注入過氧化氫流中，可以測量抗氧化劑的影響。該方法簡單快速，在靈敏度、動態範圍和精密度方面獲得了優異的分析效能。電化學發光檢測已應用於使用在製造過程中安裝的電極進行的微晶片分離。

光電二極體已在微流體通道底部整合到晶片中，並已被用於晶片上化學發光檢測聚合酶鏈式反應產生的 DNA，並透過毛細管電泳在同一晶片上分離。這些器件也用於檢測魯米諾化學發光，用於對葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖產生的過氧化氫進行微摩爾測定。薄膜有機光電二極體可以透過真空沉積製造並整合到晶片中。銅酞菁-富勒烯小分子二極體具有高量子效率，已被用於透過過氧化物-草酸酯化學發光測定過氧化氫。另一個例子已用於透過魯米諾化學發光測定過氧化氫。