Fluorescence detection by miniaturized instrumentation based on non-cooled CCD minicamera and dedicated for lab-on-a-chip applications

Abstract

Due to high specificity and sensitivity, fluorometric detection is one of the main detection methods applied in analytical microsystems commonly known as lab-on-a-chip (LOC). In most cases, optical instrumentation for fluorescence induction and detection is based on configuration and components "borrowed" from large laboratory instruments based on an epifluorescence microscope. As a result, the optical instrumentation surrounding lab-on-a-chip is bulky, expensive and dedicated for operation only inside laboratories. In this paper a brief discussion on fluorescence detection in lab-on-a-chip is presented. Next, novel low-cost detection instrumentation utilising noncooled CCD image sensor and semiconductor laser light source is described. The instrumentation is dedicated for operation in portable and low-cost devices for different LOC-based life science applications. Finally, an example of application of the novel method and instrumentation co-working with lab-on-a-chip for real-time PCR detection of food pathogens is briefly described.

Wireless fluorescence capsule for endoscopy using single photon-based detection

“…Images are obtained via the aforementioned fibre-optic bundle probe that is capable of accessing only the oesophagus and duodenum. The optical system required for a FI system is also complex and difficult to implement within a capsule 31 32 33 .…”

Разработка Позиционно-Чувствительных Преобразователей С Расширенным Спектром Переменных, Конвертируемых В Оптический Сигнал Для Оптофлюидики, Нанофотоники И Систем Безлинзовой Голографической / Томографической Микроскопии

“…Когда речь идёт об интеграции ПЗС-детекторов в «ридеры чипов» (считывающие устройства) -в силу необходимости оптики для сбора фотонов, в оптический тракт между источником сигнала (чипом) и ПЗС вводятся линзы и фильтры (объектив камеры для фокусировки светового пучка как пререквизит) [11], что заведомо ведет к изменению класса морфизмов между изображением и оригиналом по сравнению с контактным получением изображения. В указанном аспекте уменьшение (микроминиатюризация) неохлаждаемой камеры является, при сохранении неконтактного оптического тракта, отрицательным факторомухудшающим метрологические характеристики прибора [12]. Безальтернативно разрешение проблемы нивелировки искажений и диссипации регистрируемого потока до входа в регистратор путем устранения линзового оптического тракта из регистрирующей системы чип-регистратора, однако такое решение является редким, несмотря на то, что концепция безлинзового картирования оптических параметров на чипе -широко известна [13].…”

Optical imaging techniques in microfluidics and their applications

“…For example, Walczak introduced a miniaturized instrumentation for fluorescence detection, 99 as shown in Fig. 10.…”