專利名稱：多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種光激發(fā)表面等離子體共振儀器系統(tǒng)。具體地說是將光激發(fā)的表面等離子體共振信號轉(zhuǎn)變成直觀的圖像，也可以轉(zhuǎn)換成共振波長探測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance簡稱SPR)基于P偏振光激發(fā)表面等離子體而引起的共振。當(dāng)P偏振光在高折射介質(zhì)如玻璃中傳播并投射在其界面的自由電子薄層如銀或金薄膜時，可在一定角度或波長處形成共振，產(chǎn)生反射衰減，即在某一角度(共振角)或波長(共振波長)處測得反射光強(qiáng)度最小，形成倒峰。共振角或共振波長對緊靠金屬膜之介質(zhì)(即樣品)折射率的變化非常敏感，由此可反映樣品的組成與性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對樣品的實(shí)時和無損的檢測。原則上，利用SPR原理，能夠建立SPR譜圖分析、多通道譜圖分析和成像分析等方法。近十年來，國際國內(nèi)對單通道和多通道SPR譜圖分析(也稱傳感)方法研究很多，隨著BiocoreAB公司商品儀器的上市，其在生物分子相互作用方面的應(yīng)用，迅速開展起來，由此反過來推動了儀器設(shè)計研究的發(fā)展，國內(nèi)已有關(guān)于測定角度(CN1364233A)和波長(CN1203382A)的SPR譜圖分析儀器專利，但屬單通道范疇。目前最新型儀器是BIAcore 3000(Uppsala，Sweden)，能同時進(jìn)行四通道測試。為提高測定容量和單位時間的測定速度，美國發(fā)展了測定DNA、RNA的相互作用的交叉微通道SPR成像系統(tǒng)并申請了相關(guān)專利(PUB.APP.NO.20030017579)，該專利利用硅橡膠制作交叉微通道，但制作過程復(fù)雜，實(shí)用性較差。美國還有一個最新專利(PUB.APP.NO.20030048452)是關(guān)于SPR二維成像的系統(tǒng)，但該專利仍屬單功能儀器，即僅涉及二維成像，可擴(kuò)展性小，不能實(shí)現(xiàn)SPR譜圖與成像之間的關(guān)聯(lián)或功能轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，可以擴(kuò)展表面等離子體共振成像儀的應(yīng)用范圍及共振信號的相互轉(zhuǎn)變。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，由P-偏振平行光光源、光入射角調(diào)制系統(tǒng)、樣品輸送與分析系統(tǒng)、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)、檢測器、數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)組成，其在一平臺上，設(shè)置P-偏振平行光光源，在P-偏振平行光光源射出光的光路上，依序設(shè)有光入射角調(diào)制系統(tǒng)、樣品輸送與分析系統(tǒng)、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)和檢測器，檢測器與數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)電連接。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述光源，包含連續(xù)波長光源，激光器或發(fā)光二極管。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述P-偏振平行光光源，包括激光器、光束擴(kuò)展器、起偏振器，其中起偏振器可以是晶體或多界面透射—反射結(jié)構(gòu)，理想的起偏振器能輸出線偏振光；起偏振器可后置于信號接收結(jié)構(gòu)中。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述P-偏振平行光光源，由白光光源、狹縫、單色器、擴(kuò)束平行光路結(jié)構(gòu)、P-偏振片組成，其中單色器和起偏振器可后置于信號接收系統(tǒng)中。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其用發(fā)光二極管為基礎(chǔ)光源時，不需要單色器。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述單色器，為濾光片或光柵。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述P-偏振平行光光源的激光器，為單波長或多波長激光器。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述激光器，為He-Ne激光器、染料激光器或半導(dǎo)體激光器。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述光入射角調(diào)制系統(tǒng)，包括入射光臂、信號檢測臂、棱鏡、傳感舌片、精密螺絲桿、電機(jī)、角度傳感器、導(dǎo)軌；其中，棱鏡固定在入射光臂和信號檢測臂之間，入射光臂和信號檢測臂頂部由螺絲連接，但下面可自由張開或收縮，入射光臂底部連在導(dǎo)軌上；信號檢測臂底部與傳感舌片相連，由角度傳感器控制電機(jī)通過精密螺絲桿帶動傳感舌片在導(dǎo)軌上來回移動，從而使入射光臂和信號檢測臂自由張開或收縮達(dá)到精確控制棱鏡入射光的角度。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述光入射角調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精確度≤10-3度。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述樣品輸送與分析系統(tǒng)，由棱鏡、傳感膜、微升級樣品池、進(jìn)樣口、出樣口、微量泵及相關(guān)管路組成，傳感膜為高反射金屬膜，棱鏡與傳感膜用與棱鏡折射率相匹配液體介質(zhì)粘連，傳感膜與樣品池之間用墊圈密封，樣品的輸入輸出由微量泵控制。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述傳感膜上，通過控制化學(xué)修飾形成定址樣品微點(diǎn)陣，用于各種樣品分子的識別和檢測，該法特別適合于生物大分子及細(xì)胞的檢測。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)，是將反射光經(jīng)由柱面或球面反射鏡和透鏡組矯正圖像變形，并使圖像正確聚焦在檢測器上。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述檢測器，為CCD攝像頭、CMOS sensor、電荷注入檢測器、普通光電管或光電倍增管。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其在用連續(xù)波長光作光源時，檢測器前配接光柵，即轉(zhuǎn)換成測定共振波長的表面等離子體共振儀。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)，設(shè)有計算機(jī)，檢測數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行接收、存儲、處理并顯示或輸出。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)，其接收的圖像數(shù)據(jù)，可用商業(yè)圖形軟件離線處理、顯示和輸出，或可用自編制軟件進(jìn)行實(shí)時顯示、處理、顯示和輸出；自編制軟件提供全局、局部圖像采集的隨意選擇和實(shí)時優(yōu)化功能，能把表面等離子體共振信號實(shí)時輸出為一維、二維或三維圖像；圖像顯示可局域任意調(diào)控，并同時監(jiān)測不同樣品點(diǎn)信號的動態(tài)變化過程；軟件具備定性定量功能。
所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其所述金屬膜，為金或銀膜，厚度在20-80nm之間。
本發(fā)明儀器的特點(diǎn)是1、儀器多功能化a)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇成像方案和圖像控制，能實(shí)時顯示一維、二維和三維圖像，圖像顯示可全局或局域任意選擇；b)可對各樣品點(diǎn)同時進(jìn)行動態(tài)過程分析，形成高通量分析儀器新技術(shù)；c)可直接擴(kuò)展為芯片分析技術(shù)；d)可實(shí)現(xiàn)成像與共振波長譜圖分析轉(zhuǎn)換。
2、儀器結(jié)構(gòu)靈活、可變換和可擴(kuò)展a)光源系統(tǒng)可擴(kuò)展且靈活，可用激光、白光、發(fā)光二極管等來產(chǎn)生P-偏振，偏振或非偏振發(fā)光體都可以使用；b)圖像處理軟件可以商業(yè)軟件，也可以先用本系統(tǒng)特別配置的多功能實(shí)時處理軟件；c)可根據(jù)實(shí)際樣品需要變換傳感膜，且傳感膜的制作方案簡單，可采用商業(yè)自動點(diǎn)樣機(jī)，也可以采用自制單頭點(diǎn)樣器實(shí)現(xiàn)對傳感膜的點(diǎn)陣化或芯片化處理，包括對樣品的定址；d)有多種檢測器可共選擇，如CCD攝像頭、掃描二極管、光電管、光電倍增管、電荷注入檢測器及CMOS等。
3、采用光學(xué)和機(jī)械復(fù)合系統(tǒng)來精確的調(diào)節(jié)光的入射角；4、分析池結(jié)構(gòu)簡單，容易制作，沒有微通道結(jié)構(gòu)，適合于傳感膜的快速更換。
5、分析對象廣，可用于生物學(xué)、生物化學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和相關(guān)的化學(xué)及物理檢測；可非常方便地進(jìn)行糖類、DNA、RNA、蛋白質(zhì)及細(xì)胞等相互作用的測定；可執(zhí)行定性和定量分析。因此可為DNA的雜交及測序、蛋白質(zhì)組分析以及相關(guān)領(lǐng)域的研究提供一種高通量或快速、非標(biāo)記的檢測分析方法。


圖1為本發(fā)明光激發(fā)表面等離子體共振成像儀的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明光激發(fā)表面等離子體共振成像儀的以激光為基礎(chǔ)的偏振平行光光源結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明光激發(fā)表面等離子體共振成像儀的光源光束準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明光激發(fā)表面等離子體共振成像儀的光入射角調(diào)制系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)；圖5為本發(fā)明光激發(fā)表面等離子體共振成像儀中樣品輸送與分析系統(tǒng)擴(kuò)充結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為牛血清白蛋白點(diǎn)在本發(fā)明成像儀中的共振成像圖；圖7為牛血清白蛋白點(diǎn)在本發(fā)明成像儀中的共振成像的三維圖；圖8為牛血清白蛋白點(diǎn)在本發(fā)明成像儀中的共振圖的線性疊加圖；圖9為牛血清白蛋白和聚賴氨酸在本發(fā)明成像儀中的共振成像圖；圖10為牛血清白蛋白和聚賴氨酸在本發(fā)明成像儀中的共振成像的三維圖；圖11為牛血清白蛋白和葡萄糖相互作用在本發(fā)明儀器中測定共振波長的表面等離子體共振圖；圖12～圖17為本發(fā)明的SPR軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，主要由P-偏振平行光光源A、光入射角調(diào)制系統(tǒng)B、樣品輸送與分析系統(tǒng)C、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)D、檢測器E、數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)F等六部分組成，基本結(jié)構(gòu)如附圖1所示。在一平臺上，設(shè)置P-偏振平行光光源A，在P-偏振平行光光源A射出光的光路上，依序設(shè)有光入射角調(diào)制系統(tǒng)B、樣品輸送與分析系統(tǒng)C、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)D和檢測器E，檢測器E與數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)F電連接。
1.P-偏振平行光光源A基本結(jié)構(gòu)見附圖2包括激光器1、光束擴(kuò)展器2(由透鏡組組成，透鏡組包括透鏡2a、透鏡2b、透鏡2c、透鏡2d。)、起偏振器3，其中起偏振器3可以是晶體或多界面透射—反射結(jié)構(gòu)，理想的起偏振器3能輸出線偏振光。起偏振器3可后置于信號接收結(jié)構(gòu)中。激光器1根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需波長進(jìn)行更換，通常采用紅光半導(dǎo)體激光器。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)一以白光為基礎(chǔ)的光源，其結(jié)構(gòu)見附圖3，由白光光源4、狹縫5、單色器6(如濾光片或光柵等)、擴(kuò)束平行光路結(jié)構(gòu)7(由7a、7b透鏡組組成)、P-偏振片8等組成，其中單色器和起偏振器可后置于信號接收系統(tǒng)中。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)二以發(fā)光二極管為基礎(chǔ)的光源，不需要單色器，其它結(jié)構(gòu)與白光光源相同。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)三整體光源，分別將各種光源與擴(kuò)束平行光路結(jié)構(gòu)和起偏振器及單色器設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，形成獨(dú)立的整體光源。
2.光入射角調(diào)制系統(tǒng)B由光學(xué)反射部分和機(jī)械放大調(diào)節(jié)部分組成。其中光學(xué)反射鏡置于機(jī)械調(diào)節(jié)裝置上，機(jī)械調(diào)節(jié)裝置可實(shí)現(xiàn)棱鏡入射光角度的精細(xì)角度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精確度達(dá)10-3度或更小。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)見附圖4包括入射光臂9、信號檢測臂10、棱鏡11、傳感舌片12、精密螺絲桿13、電機(jī)14、角度傳感器15、導(dǎo)軌16。
棱鏡11固定在入射光臂9和信號檢測臂10之間，入射光臂9和信號檢測臂10頂部由螺絲連接，但下面可自由張開或收縮，入射光臂9底部連在導(dǎo)軌16上；信號檢測臂10底部與傳感舌片12相連，由角度傳感器控制電機(jī)14通過精密螺絲桿13帶動傳感舌片12在導(dǎo)軌16上來回移動，從而使入射光臂9和信號檢測臂10自由張開或收縮達(dá)到精確控制棱鏡11入射光的角度。
3.樣品輸送與分析系統(tǒng)C主要由微量泵和棱鏡及相關(guān)流路系統(tǒng)組成，樣品的流速流量均由微量泵控制，傳感膜粘附在棱鏡底部，并完成對樣品分析。其基本結(jié)構(gòu)見附圖5，包括儲樣瓶17、密封圈18、泵19、樣品池20、傳感棱鏡21、樣品流動方向22、廢液瓶23。
分析系統(tǒng)中的棱鏡21通常由光學(xué)玻璃制成，也可以采用其它高折射率透光材料制做。傳感膜為鍍在棱鏡表面上的化學(xué)修飾金或銀膜，金屬膜的厚度控制在20-80nm之間。樣品由可調(diào)節(jié)流速的微量泵19引入樣品池20，由密封圈18將傳感膜和棱鏡21接觸封接。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)樣品輸送和清洗系統(tǒng)自動程序控制；傳感棱鏡21由分立棱鏡和傳感片組成，中間通過折射率匹配的粘和介質(zhì)粘接；樣品分析池20體可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計和更換。
4.反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)D主要由柱透鏡或球面反射鏡和透鏡組成，用于校正因光線通過棱鏡后所產(chǎn)生的圖像變形和偏差。利用柱透鏡可以進(jìn)行拉長或縮短圖像的矯正。通過透鏡組的調(diào)整，需使矯正后的圖像剛好聚焦在CCD檢測器E傳感表面上。
5.檢測器E根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇檢測器E及相關(guān)配置，在成像結(jié)構(gòu)中，可從CCD攝像頭、CMOS、電荷注入檢測器E、普通光電管或光電倍增管中選用一種，檢測器E可接收從傳感膜反射出的全部光束，實(shí)時顯示共振成像圖。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)一檢測器E可選用點(diǎn)陣或線陣CCD和掃描光電倍增管，通過快速掃描而成像。
擴(kuò)展結(jié)構(gòu)二如需轉(zhuǎn)換成測定共振波長的表面等離子體共振儀，用連續(xù)波長光源，并選用與成像結(jié)構(gòu)同樣的檢測器E，但檢測器E前應(yīng)配接光柵，接收從傳感膜反射出的光(亦可用光纖接收并將其傳輸?shù)焦鈻胖?，由檢測器E顯示波長掃描共振信號。
6.控制與數(shù)據(jù)記錄處理系統(tǒng)F該部分主要由計算機(jī)和軟件組成，完成系統(tǒng)控制及信號記錄、處理和輸出等任務(wù)。圖像記錄處理所用軟件既可以是商業(yè)圖形軟件，也可用自編軟件。利用商業(yè)軟件一般只能采集二維圖像，相關(guān)數(shù)據(jù)需離線分析；利用本發(fā)明提供的軟件可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、實(shí)時顯示、離線顯示、數(shù)據(jù)后續(xù)處理、圖形與共振譜線信號選擇與轉(zhuǎn)換等操作。自編軟件根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行設(shè)計，可進(jìn)行二維圖像中的同一圖像和不同圖像的信號比較，實(shí)現(xiàn)圖像的任意調(diào)控并可同時監(jiān)測多個樣品點(diǎn)的動態(tài)過程，SPR信號可實(shí)時輸出為一維、二維及三維圖譜且能進(jìn)行相關(guān)譜圖的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)定性定量分析。
自編軟件包括數(shù)據(jù)采集、動態(tài)分析、靜態(tài)分析、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存取。數(shù)據(jù)采集部分是根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇適當(dāng)?shù)牟杉袷胶筒杉翱趥€數(shù)，且可以進(jìn)行圖像格式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與其它商業(yè)軟件兼容。動態(tài)分析是為了獲得SPR的動態(tài)信號，該部分可以增強(qiáng)信噪比，能進(jìn)行單樣品點(diǎn)和多樣品點(diǎn)的譜線分析，實(shí)時地觀察不同樣品點(diǎn)相互作用的動態(tài)過程。靜態(tài)分析主要是完成定量分析和三維圖像處理，獲得更加豐富的樣品點(diǎn)相互作用的定性定量信息。控制系統(tǒng)部分為了使儀器中各個部分處于最優(yōu)化的狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)光路系統(tǒng)、樣品分析系統(tǒng)的流量、速度和采集控制的調(diào)控，能精確地調(diào)節(jié)光的入射角度，使儀器在最佳條件下工作。數(shù)據(jù)存取包括數(shù)據(jù)讀取、格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)保存，實(shí)現(xiàn)與其它相關(guān)商業(yè)軟件的兼容。
全系統(tǒng)工作原理P偏振平行光A進(jìn)入光入射角調(diào)制系統(tǒng)B，該系統(tǒng)B將光調(diào)制到所需角度后進(jìn)入樣品輸送與分析系統(tǒng)C，激發(fā)棱鏡底部傳感膜表面等離子體而產(chǎn)生共振，直接導(dǎo)致反射光強(qiáng)度的變化。從棱鏡射出的反射光進(jìn)入反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)D，反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)D矯正圖像變形，使矯正后的圖像正確聚焦在檢測器E上。檢測器E電壓信號由高速A/D接口如圖像采集卡，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)F計算機(jī)，計算機(jī)將所得數(shù)據(jù)通過軟件處理達(dá)到定性定量分析目的，并實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時屏幕顯示。
實(shí)施例一棱鏡底部鍍有一層50nm厚的金膜作為高反射的傳感膜，傳感膜首先用巰基十一酸處理，通過化學(xué)修飾組裝上牛血清白蛋白點(diǎn)。儀器采用CCD作檢測器，在溶液中的表面等離子體共振成像圖見圖6、圖7，圖8分別為三維圖和線性疊加圖。
實(shí)施例二與實(shí)施例一用相同的方法修飾傳感膜，分別修飾牛血清白蛋白和聚賴氨酸。儀器采用CCD作檢測器，在溶液中的表面等離子體共振成像圖見圖9(左三列為牛血清白蛋白，右三列為聚賴氨酸)，圖10為其三維圖。
實(shí)施例三固定入射光角度采用CCD作檢測器并配接光柵，與實(shí)施例一用相似的方法修飾傳感膜，傳感膜上接有牛血清白蛋白。首先往樣品池通入緩沖溶液，然后再通入配于相同緩沖溶液中的葡萄糖樣品，同時啟動實(shí)時檢測操作，分別記錄緩沖溶液和葡萄糖溶液共振波長的變化，見圖11，由此實(shí)現(xiàn)對葡萄糖的實(shí)時與動態(tài)分析。
本發(fā)明的SPR軟件流程，請見圖12～圖17。
權(quán)利要求
1.一種多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，由P-偏振平行光光源、光入射角調(diào)制系統(tǒng)、樣品輸送與分析系統(tǒng)、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)、檢測器、數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)組成，其特征在于，在一平臺上，設(shè)置P-偏振平行光光源，在P-偏振平行光光源射出光的光路上，依序設(shè)有光入射角調(diào)制系統(tǒng)、樣品輸送與分析系統(tǒng)、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)和檢測器，檢測器與數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述光源，包含連續(xù)波長光源，激光器或發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述P-偏振平行光光源，包括激光器、光束擴(kuò)展器、起偏振器，其中起偏振器可以是晶體或多界面透射—反射結(jié)構(gòu)，能輸出線偏振光；起偏振器可后置于信號接收結(jié)構(gòu)中的檢測器前。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述P-偏振平行光光源，由白光光源、狹縫、單色器、擴(kuò)束平行光路結(jié)構(gòu)、P-偏振片組成，其中單色器和起偏振器可后置于信號接收系統(tǒng)中的檢測器前。
5.如權(quán)利要求4所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，用發(fā)光二極管為基礎(chǔ)光源時，不需要單色器。
6.如權(quán)利要求4或5所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述單色器，為濾光片或光柵。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述P-偏振平行光光源的激光器，為單波長或多波長激光器。
8.如權(quán)利要求2、3或7所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述激光器，為He-Ne激光器、染料激光器或半導(dǎo)體激光器。
9.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述光入射角調(diào)制系統(tǒng)，包括入射光臂、信號檢測臂、棱鏡、傳感舌片、精密螺絲桿、電機(jī)、角度傳感器、導(dǎo)軌；其中，棱鏡固定在入射光臂和信號檢測臂之間，入射光臂和信號檢測臂頂部由螺絲連接，但下面可自由張開或收縮，入射光臂底部連在導(dǎo)軌上；信號檢測臂底部與傳感舌片相連，由角度傳感器控制電機(jī)通過精密螺絲桿帶動傳感舌片在導(dǎo)軌上來回移動，從而使入射光臂和信號檢測臂自由張開或收縮達(dá)到精確控制棱鏡入射光的角度。
10.如權(quán)利要求1或9所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述光入射角調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精確度≤10-3度。
11.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述樣品輸送與分析系統(tǒng)，由棱鏡、傳感膜、微升級樣品池、進(jìn)樣口、出樣口、微量泵及相關(guān)管路組成，傳感膜為高反射金屬膜，棱鏡與傳感膜用與棱鏡折射率相匹配液體介質(zhì)粘連，傳感膜與樣品池之間用墊圈密封，樣品的輸入輸出由微量泵控制。
12.如權(quán)利要求11所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述傳感膜上，通過控制化學(xué)修飾形成定址樣品微點(diǎn)陣，用于各種樣品分子的識別和檢測，該法特別適合于生物大分子及細(xì)胞的檢測。
13.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)，是將反射光經(jīng)由柱面或球面反射鏡和透鏡組矯正圖像變形，并使圖像正確聚焦在檢測器上。
14.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述檢測器，為CCD攝像頭、CMOS sensor、電荷注入檢測器、普通光電管或光電倍增管。
15.如權(quán)利要求2所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，在用連續(xù)波長光作光源時，檢測器前配接光柵，即轉(zhuǎn)換成測定共振波長的表面等離子體共振儀。
16.如權(quán)利要求1所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)，設(shè)有計算機(jī)，檢測數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行接收、存儲、處理并顯示或輸出。
17.如權(quán)利要求1或16所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)，其接收的圖像數(shù)據(jù)，可用商業(yè)圖形軟件離線處理、顯示和輸出，或用自編制軟件進(jìn)行實(shí)時顯示、處理、顯示和輸出；自編制軟件提供全局、局部圖像采集的隨意選擇和實(shí)時優(yōu)化功能，能把表面等離子體共振信號實(shí)時輸出為一維、二維或三維圖像；圖像顯示可局域任意調(diào)控，并同時監(jiān)測不同樣品點(diǎn)信號的動態(tài)變化過程；軟件具備定性定量功能。
18.如權(quán)利要求11或12所述的多功能光激發(fā)表面等離子體共振成像儀，其特征在于，所述金屬膜，為金或銀膜，厚度在20-80nm之間。
全文摘要
本發(fā)明是利用表面等離子體共振現(xiàn)象構(gòu)造的多功能成像儀，主要由P－偏振平行光光源、光入射角調(diào)制系統(tǒng)、樣品輸送與分析系統(tǒng)、反射光糾偏與調(diào)制系統(tǒng)、檢測器、數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)等六部分組成。該儀器利用P偏振光和棱鏡的色散作用激發(fā)傳感膜表面等離子體的共振而檢測共振信號，通過光源的轉(zhuǎn)換可檢測到表面等離子體共振成像信號或波長掃描共振信號，對傳感膜進(jìn)行微點(diǎn)陣處理后可達(dá)到芯片研究的效果，并能實(shí)現(xiàn)成像與共振波長譜圖分析轉(zhuǎn)換。它可完成對生物樣品和非生物樣品組分的定性和定量分析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場或模擬研究分子相互作用的目的，并提供一種快速和非標(biāo)記的檢測方法。本發(fā)明儀器結(jié)構(gòu)靈活，可變換和擴(kuò)展，整個裝置簡單便宜，易推廣使用。
文檔編號G01N21/63GK1629618SQ20031012233
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者陳義, 黃昊文, 余曉, 齊莉 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所