CN117753488A - 一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及现场快速检验技术领域，公开了一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法，包括光纤嵌入式光流控生物芯片、微流路系统、微型全光纤光学检测系统和信号与控制系统。光纤嵌入式光流控生物芯片融合微型全光纤光学检测系统和微流路系统，在有效减少仪器体积的同时，无需精确的光学定位和复杂的制造与封装工艺，极大地提高了生物芯片的大批量生产的可行性，最大程度地提升了集成化光纤嵌入式光流控生物芯片系统整体的可移动性、稳定性和准确性，为实现核酸、蛋白质等靶标物质的现场快速检测提供了新的技术途径。

Description

一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法

技术领域

本发明是关于一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法，涉及现场快速检验技术领域。

背景技术

随着光子学和微流控技术的融合，光流控技术已经成为一个新兴的、多学科交叉的研究领域，特别是在生化传感方面展示出独特优势。集成微流控系统和现代先进光学的光流控生物芯片因其独特优势正在成为精准医疗、生物安全、环境监测、食品检测等领域的发展前沿。光流控生物芯片可在整体可控的微小平台上实现多种单元技术的灵活组合及规模集成，结合高性能生物功能材料和生物亲和反应原理，可以实现特征目标物高灵敏、高特异性及快速经济检测。

灵敏度高、稳定性好的光学法成为首选的光流控在片式检测方法，荧光、分光光度、化学发光和表面等离子体共振(SPR)等方法都已应用于光流控系统的分析检测。其中，激光诱导荧光技术因其灵敏度高、准确性好而成为光流控系统中最为常用的检测技术之一，其检出限甚至可达单分子水平。

然而，光流控生物芯片检测系统通常采用复杂的共聚焦光学系统来实现荧光信号检测，整体光学系统极为复杂，光学分离元件多，光学系统需精准设计，对光学定位要求高。同时，由于采用自由光路设计，光学信号易受溶液中的杂质散射或吸收的影响，且任何一个光学分离元件位置发生偏移，整个光学系统就会被破坏，极大地影响仪器的稳定性和检测结果的准确性。另外，虽然光流控生物芯片体积可以做得很小，但是由于光学系统极为复杂，导致仪器整体体积大，造价昂贵，很难真正实现靶标物的现场快速检测。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种不仅能够简化传统光学生物芯片的复杂结构，而且能够提高光的传输效率的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法。

第一方面，本发明提供一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，该芯片包括功能化光纤生物传感器和光流控生物芯片，所述功能化光纤生物传感器嵌入所述光流控芯片内，所述功能化光纤生物传感器既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件。

进一步地，所述功能化光纤生物传感器采用具有特殊几何形状的光纤，用于均相免疫原理的痕量靶标物质的灵敏荧光检测与光信号传输，当用于非均相免疫原理的痕量靶标物质的灵敏荧光检测与光信号传输时，在所述光纤表面修饰生物识别分子，其中，特殊几何形状是指光纤一端被氢氟酸腐蚀形成锥形结构。

进一步地，所述光流控生物芯片包括微反应与检测池、混合预反应池和连通器；所述功能化光纤生物传感器嵌入所述微反应与检测池中，各种试剂通过所述连通器经所述混合预反应池进入所述微反应与检测池中。

进一步地，还包括微型全光纤光学检测系统，所述微型全光纤光学检测系统，用于将激发光发射到所述功能化光纤生物传感器，激发光通过进入所述功能化光纤生物传感器内以全内反射方式传播，并在所述功能化光纤生物传感器表面形成倏逝波，倏逝波激发所述功能化光纤生物传感器附近或结合到表面的荧光分子发出荧光，部分荧光耦合回所述功能化光纤生物传感器被收集。

进一步地，倏逝波的有效渗入深度为100nm～200nm。

进一步地，所述微型全光纤光学检测系统包括激发光源、光开关、激发光引入光纤、荧光收集光纤、参考光源引入光纤、滤光片和光电探测器；所述激发光源发出的激发光经过所述光开关分成两路光，一路激发光经激发光引入光纤发射到所述功能化光纤生物传感器，经所述功能化光纤生物传感器收集的荧光经荧光收集光纤发射到滤光片滤除激发光和杂散光后由所述光电探测器探测；另一路激发光作为参考光经所述参考光源引入光纤发射到所述光电探测器，其中，所述光电探测器基于光开关的时间分辨效应，同一个所述光电探测器能够实现激发光和荧光的并行检测。

进一步地，还包括所述微流路系统，用于将待测样品输入所述光流控生物芯片，所述微流路系统包括微通道、若干微控制阀和微泵，各所述微控制阀分别设置在所述微流道上控制缓冲溶液、待测样品、荧光标记生物识别分子溶液、再生溶液进样，所述微泵为试剂进样提供动力，通过控制所述微控制阀和微泵，将各种试剂顺序进入所述光流控生物芯片进行混合、反应与检测。

进一步地，还包括信号与控制系统，所述信号与控制系统包括电信号接收与放大器、信号处理与控制单元和信号显示器；所述电信号接收与放大器用于接收所述光电探测器的电信号并进行处理与初级放大，所述信号处理与控制单元用于接收所述电信号接收与放大器的信号进行处理并通过所述信号显示器进行显示，另外，所述信号处理与控制单元还用于控制所述微流路系统的微控制阀和微泵。

第二方面，本发明提供一种基于所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的核酸检测方法，包括：

将功能化光纤生物传感器嵌入微反应与检测池形成光纤嵌入式光流控生物芯片，并将功能化光纤生物传感器与激发光引入光纤和荧光收集光纤连接；

控制微控制阀和微泵将缓冲溶液通入微反应与检测池，获得基线信号；

控制微控制阀和微泵将含有靶标核酸的样品和杂交链式反应DNA检测试剂经连通器依次通入混合预反应池反应预设时间，此时靶标核酸引发杂交链式反应，标记在DNA的荧光分子与淬灭分子分离；

控制微泵将待测样品通入微反应与检测池，倏逝波激发均相中的标记在DNA上的荧光分子，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器，经荧光收集光纤收集与传输，被光电探测器探测；

对光电探测器探测的信号进行处理，获得靶标核酸的荧光信号值；

利用靶标核酸浓度与荧光信号值的线性关系实现靶标核酸定量检测。

第三方面，本发明提供一种基于所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的蛋白质免疫分析方法，包括：

将一抗修饰的功能化光纤生物传感器嵌入微反应与检测池形成光纤嵌入式光流控生物芯片，并将功能化光纤生物传感器连接激发光引入光纤和荧光收集光纤连接；

控制微控制阀和微泵将缓冲溶液通入微反应与检测池，获得基线信号；

控制微控制阀和微泵将含有靶标蛋白质的样品和荧光标记的一抗依次通过预反应池反应预设时间，此时靶标蛋白质和一抗结合形成复合物；

控制微泵将蛋白质-一抗复合物通入微反应与检测池，该复合物被功能化光纤生物传感器上的一抗捕获，倏逝波激发结合到功能化光纤生物传感器的荧光标记一抗，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器，经荧光收集光纤收集与传输，被光电探测器探测；

将探测得到的信号进行处理后获得靶标蛋白质的荧光信号值；

利用靶标蛋白质浓度与荧光信号值的线性关系实现其定量检测。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

1、本发明有机融合先进光纤光学、光流控技术和生物传感芯片技术提出集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，该集成化光纤嵌入式光流控生物芯片实现功能化光纤生物传感器与光流控芯片系统紧密结合，功能化光纤生物传感器既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件，极大地提高光能的传输效率并减少光损失，从而高效地提高仪器的检测灵敏度。

2、本发明的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片还包括微流路系统、微型全光纤光学检测系统和信号与控制系统，光纤嵌入式光流控生物芯片系统集成了进样、混合预反应、微反应与检测，融合微型全光纤光学检测系统和微流路系统，在有效减少仪器体积的同时，无需精确的光学定位和复杂的制造与封装工艺，极大地提高了生物芯片的大批量生产的可行性，最大程度地提升了集成化光纤嵌入式光流控生物芯片系统整体的可移动性、稳定性和准确性，为实现核酸、蛋白质等靶标物质的现场快速检测提供了新的技术途径。

综上，本发明可以广泛应用于痕量靶标物质等检测中。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的结构示意图，其中，附图标记为：

1-功能化光纤生物传感器；

2-光流控生物芯片：21-光纤连接器、22-微反应与检测池、23-混合预反应池、24-连通器；

3-微流路系统：31-微控制阀一、32-微控制阀二、33-微控制阀三、34-微控制阀三、35-微泵；

4-微型全光纤光学检测系统：41-激发光源、42-光开关、43-激发光引入光纤、44-荧光收集光纤、45-参考光源引入光纤、46-滤光片、47-光电探测器；

5-信号与控制系统：51-电信号接受与放大器、52-信号处理与控制单元、53-信号显示器。

具体实施方式

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

由于现有的整体光学系统极为复杂，光学分离元件多，光学系统需精准设计，对光学定位要求高，而且仪器整体体积大，造价昂贵，很难真正实现靶标物的现场快速检测。本发明提供一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片及应用方法，该芯片功能化光纤生物传感器嵌设于光流控芯片内，功能化光纤生物传感器既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件。因此，本发明提供的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片不仅可简化传统光学生物芯片的复杂系统结构、极大地减少仪器体积，提高光的传输效率并减少光损失，同时可提高靶标物质检测的灵敏度和准确性，提升仪器的稳定性和便携性。

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提供的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，包括功能化光纤生物传感器1、光流控生物芯片2、微流路系统3、微型全光纤光学检测系统4和信号与控制系统5。

功能化光纤生物传感器1嵌设于光流控生物芯片2内中形成光纤嵌入式光流控生物芯片，其中，功能化光纤生物传感器1既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件。

微流路系统3，用于获取待测样品并输入到光流控生物芯片2内。

微型全光纤光学检测系统4，用于将激发光发射到功能化光纤生物传感器1，激发光在功能化光纤生物传感器1形成倏逝波，倏逝波激发功能化光纤生物传感器1附近或结合到表面的荧光分子发出荧光，并收集待测样品被激发的荧光。

信号与控制系统5，用于自动化控制微流路系统3，并将微型全光纤光学检测系统4采集的电信号进行处理，可以生成可视化的荧光信号曲线等。

本发明的一个优选实施例中，微型全光纤光学检测系统4包括激发光源41、1×2光开关42、激发光引入光纤43、荧光收集光纤44、参考光源引入光纤45、滤光片46和光电探测器47，其中：

激发光源41通过光纤与1×2光开关42相连，激发光源41发出的激发光经过1×2光开关42后分成两路光，一路激发光经激发光引入光纤43发射到功能化光纤生物传感器1，经功能化光纤生物传感器1收集的荧光经荧光收集光纤44发射到滤光片46滤除激发光和杂散光后由光电探测器47探测并转换可测量的电信号；另一路激发光作为参考光经参考光源引入光纤45发射到光电探测器47进行检测，参考光用于校正激发光源41的波动性，提高系统的检测稳定性。

进一步地，激发光源41的激发光源波长和功率可根据实际需要的待测样品进行设置，在此不做限定。

进一步地，滤光片46可以采用带通滤光片。

进一步地，基于1×2光开关42的时间分辨效应，光电探测器47可实现激发光和荧光的并行检测，即基于时间分辨效应，参考光和激发光激发的荧光交替进入光电探测器47，从而实现两种光的并行检测。

本发明的一个优选实施例中，微流路系统3用于缓冲溶液、待测样品和再生溶液等各种试剂的进样及混合，包括微通道、微控制阀一31、微控制阀二32、微控制阀三33、微控制阀四34和微泵35，其中，微控制阀一31、微控制阀二32、微控制阀三33和微控制阀四34分别设置在微流道上控制缓冲溶液、待测样品、荧光标记生物识别分子溶液、再生溶液等试剂进样，微泵35为试剂进样提供动力，通过各微控制阀和微泵的控制，将缓冲溶液、待测样本和再生溶液等各种试剂顺序进入光流控生物芯片2进行混合、反应与检测，实现靶标物质的检测，需要说明的是，本实例的微控制阀的数量设置为四个，以此为例，不限于此，可以根据需要进行设置。

本发明的一个优选实施例中，光流控生物芯片2集成样品制备、反应、检测等功能于一体，用于靶标物质的混合、反应与检测，包括光纤连接器21、微反应与检测池22、混合预反应池23和1×4连通器24；其中，功能化光纤生物传感器1嵌设于微反应与检测池22中，并通过光纤连接器21与激发光引入光纤43和荧光收集光纤44连接。各种试剂在微流控系统3的微控制阀和微泵35的控制下，通过连通器24顺序经混合预反应池23进入微反应与检测池22中。

使用时，在进样区，各种试剂和待测样品经微流路系统3的微阀和微泵的控制顺序进入混合预反应池23，混合预反应后进入嵌入了功能化光纤生物传感器1的微反应与检测池22。与传统生物芯片不同的是，因倏逝波的渗入深度有限，融合式光纤光流控芯片反应与检测同时进行，无需将反应区与检测区分离，这有效节省检测时间，提高检测效率，反应结束后，由微流路系统将废液排出。

本发明的一个优选实施例中，功能化光纤生物传感器1嵌设于光流控芯片2内，并通过光纤连接器21与激发光引入光纤和荧光收集光纤直接连接。激发光通过激发光引入光纤进入功能化光纤生物传感器1内，以全内反射方式在其中传播，并在功能化光纤生物传感器1表面形成倏逝波，其有效渗入深度约为100nm～200nm，倏逝波激发功能化光纤生物传感器1附近或结合到表面待测样品的荧光分子发出荧光，部分荧光耦合回功能化光纤生物传感器1，经其收集与传输进入荧光收集光纤，被光电探测器47探测后转换成可测量的电信号。

进一步地，功能化光纤生物传感器1由具有特殊几何形状的光纤，并可以在其表面修饰生物识别分子，用于均相或非均相免疫原理的痕量靶标物质的灵敏荧光检测与光信号传输，其中，特殊几何形状是指光纤被氢氟酸腐蚀成锥形结构，例如光纤直径可以从600微米腐蚀到220微米形成锥形结构，以此为例，不限于此，可以根据实际需要进行设置。

本发明的一个优选实施例中，信号与控制系统5用于将光电转换器转换成电信号进行收集和处理生成可视化的荧光信号曲线并进行显示。信号与控制系统5包括电信号接收与放大器51、信号处理与控制单元52和信号显示器53。其中，电信号接收与放大器51用于接收光电探测器47的电信号并进行处理与初级放大，信号处理与控制单元52用于接受电信号接收与放大器51的信号进行处理，并将处理结果在信号显示器53上显示，同时，信号处理与控制单元52也用于微流路系统3中微控制阀和微泵34等的控制。

综上所述，本发明的集成式光纤嵌入式光流控芯片集成样品制备、反应、检测等功能于一体，其是将功能化光纤生物传感器嵌入光流控芯片形成。该集成化光纤嵌入式光流控生物芯片实现功能化光纤生物传感器与光流控芯片系统紧密结合，功能化光纤生物传感器既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件，极大地提高光能的传输效率并减少光损失，从而高效地提高仪器的检测灵敏度。

下面通过具体实施例详细说明本发明的集成式光纤嵌入式光流控芯片的应用方法。需要说明的是，虽然实施例一和实施例二是以核酸和有机物检测为例进行说明的，但本领域技术人员应当理解，本实施例中生物芯片也能够用于其他需要进行光学检测的生化实验，以此为例，不限于此。

实施例一：本实施例提供基于集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的核酸检测方法，基于DNA杂交链式反应原理来实现靶标核酸的检测，包括：

S1、将功能化光纤生物传感器1嵌入微反应与检测池22，形成光纤嵌入式光流控生物芯片2，并通过光纤连接器21将功能化光纤生物传感器1与激发光引入光纤43和荧光收集光纤44连接。

S2、控制微控制阀一31和微泵35将缓冲溶液通入微反应与检测池22，获得基线信号。

S3、控制微控制阀二32、微控制阀三33和微泵35将含有靶标核酸的待测样品和杂交链式反应DNA检测试剂经连通器24依次通入混合预反应池23，反应5～3min，此时靶标核酸引发杂交链式反应，标记在DNA的荧光分子与淬灭分子分离。

S4、利用微泵35将待测样品通入微反应与检测池22，倏逝波激发均相中的标记在DNA上的荧光分子，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器1，经荧光收集光纤44收集与传输，被光电探测器47探测，经信号处理后显示在信号显示器53上，即为靶标核酸的荧光信号值。

S5、利用靶标核酸浓度与荧光信号值的线性关系实现靶标核酸定量检测。

实施例二：本实施例提供的一种基于集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的蛋白质免疫分析方法，基于夹心免疫机制来实现的，包括：

S1、将一抗修饰的功能化光纤生物传感器1嵌入微反应与检测池22，形成光纤嵌入式光流控生物芯片2，并通过光纤连接器21与激发光引入光纤43和荧光收集光纤44连接。

S2、通过微控制阀一31和微泵35将缓冲溶液通入微反应与检测池22，获得基线信号。

S3、利用微控制阀二32、微控制阀三33和微泵35将含有靶标蛋白质的样品和荧光标记的一抗依次通过预反应池，反应5～3min，此时靶标蛋白质和一抗结合形成复合物。

S4、利用微泵35将蛋白质-一抗复合物通入微反应与检测池22，该复合物被功能化光纤生物传感器1上的一抗捕获，倏逝波激发结合到功能化光纤生物传感器1的荧光标记一抗，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器1，经荧光收集光纤44收集与传输，被光电探测器47探测，经信号处理后显示在信号显示器53上，即为靶标蛋白质的荧光信号值。

S4、利用靶标蛋白质浓度与荧光信号值的线性关系实现其定量检测。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个优选的实施例”、“进一步地”、“具体地”、“本实施例中”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，该芯片包括功能化光纤生物传感器和光流控生物芯片，所述功能化光纤生物传感器嵌入所述光流控芯片内，所述功能化光纤生物传感器既作为生物传感识别元件和光学换能器，又作为激发光和荧光的传输器件。

2.根据权利要求1所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，所述功能化光纤生物传感器采用具有特殊几何形状的光纤，用于均相免疫原理的痕量靶标物质的灵敏荧光检测与光信号传输，当用于非均相免疫原理的痕量靶标物质的灵敏荧光检测与光信号传输时，在所述光纤表面修饰生物识别分子，其中，特殊几何形状是指光纤一端被氢氟酸腐蚀形成锥形结构。

3.根据权利要求1所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，所述光流控生物芯片包括微反应与检测池、混合预反应池和连通器；所述功能化光纤生物传感器嵌入所述微反应与检测池中，各种试剂通过所述连通器经所述混合预反应池进入所述微反应与检测池中。

4.根据权利要求3所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，还包括微型全光纤光学检测系统，所述微型全光纤光学检测系统，用于将激发光发射到所述功能化光纤生物传感器，激发光通过进入所述功能化光纤生物传感器内以全内反射方式传播，并在所述功能化光纤生物传感器表面形成倏逝波，倏逝波激发所述功能化光纤生物传感器附近或结合到表面的荧光分子发出荧光，部分荧光耦合回所述功能化光纤生物传感器被收集。

5.根据权利要求4所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，倏逝波的有效渗入深度为100nm～200nm。

6.根据权利要求4所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，所述微型全光纤光学检测系统包括激发光源、光开关、激发光引入光纤、荧光收集光纤、参考光源引入光纤、滤光片和光电探测器；所述激发光源发出的激发光经过所述光开关分成两路光，一路激发光经激发光引入光纤发射到所述功能化光纤生物传感器，经所述功能化光纤生物传感器收集的荧光经荧光收集光纤发射到滤光片滤除激发光和杂散光后由所述光电探测器探测；另一路激发光作为参考光经所述参考光源引入光纤发射到所述光电探测器，其中，所述光电探测器基于光开关的时间分辨效应，同一个所述光电探测器能够实现激发光和荧光的并行检测。

7.根据权利要求4所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，还包括所述微流路系统，用于将待测样品输入所述光流控生物芯片，所述微流路系统包括微通道、若干微控制阀和微泵，各所述微控制阀分别设置在所述微流道上控制缓冲溶液、待测样品、荧光标记生物识别分子溶液、再生溶液进样，所述微泵为试剂进样提供动力，通过控制所述微控制阀和微泵，将各种试剂顺序进入所述光流控生物芯片进行混合、反应与检测。

8.根据权利要求7所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片，其特征在于，还包括信号与控制系统，所述信号与控制系统包括电信号接收与放大器、信号处理与控制单元和信号显示器；所述电信号接收与放大器用于接收所述光电探测器的电信号并进行处理与初级放大，所述信号处理与控制单元用于接收所述电信号接收与放大器的信号进行处理并通过所述信号显示器进行显示，另外，所述信号处理与控制单元还用于控制所述微流路系统的微控制阀和微泵。

9.一种基于权利要求4～8任一项所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的核酸检测方法，其特征在于，包括：

将功能化光纤生物传感器嵌入微反应与检测池形成光纤嵌入式光流控生物芯片，并将功能化光纤生物传感器与激发光引入光纤和荧光收集光纤连接；

控制微控制阀和微泵将缓冲溶液通入微反应与检测池，获得基线信号；

控制微控制阀和微泵将含有靶标核酸的样品和杂交链式反应DNA检测试剂经连通器依次通入混合预反应池反应预设时间，此时靶标核酸引发杂交链式反应，标记在DNA的荧光分子与淬灭分子分离；

控制微泵将待测样品通入微反应与检测池，倏逝波激发均相中的标记在DNA上的荧光分子，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器，经荧光收集光纤收集与传输，被光电探测器探测；

对光电探测器探测的信号进行处理，获得靶标核酸的荧光信号值；

利用靶标核酸浓度与荧光信号值的线性关系实现靶标核酸定量检测。

10.一种基于4～8任一项所述的集成化光纤嵌入式光流控生物芯片的蛋白质免疫分析方法，其特征在于，包括：

将一抗修饰的功能化光纤生物传感器嵌入微反应与检测池形成光纤嵌入式光流控生物芯片，并将功能化光纤生物传感器连接激发光引入光纤和荧光收集光纤连接；

控制微控制阀和微泵将缓冲溶液通入微反应与检测池，获得基线信号；

控制微控制阀和微泵将含有靶标蛋白质的样品和荧光标记的一抗依次通过预反应池反应预设时间，此时靶标蛋白质和一抗结合形成复合物；

控制微泵将蛋白质-一抗复合物通入微反应与检测池，该复合物被功能化光纤生物传感器上的一抗捕获，倏逝波激发结合到功能化光纤生物传感器的荧光标记一抗，激发的荧光耦合回功能化光纤生物传感器，经荧光收集光纤收集与传输，被光电探测器探测；

将探测得到的信号进行处理后获得靶标蛋白质的荧光信号值；

利用靶标蛋白质浓度与荧光信号值的线性关系实现其定量检测。