亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

一種角度掃描型SPR傳感器系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11627287閱讀:255來源:國知局
一種角度掃描型SPR傳感器系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種傳感器,具體涉及一種角度掃描型spr傳感器系統(tǒng),屬于光學(xué)傳感器領(lǐng)域。



背景技術(shù):

表面等離體激元共振(spr)是一種物理現(xiàn)象,即當入射光以大于臨界角的入射角照射到兩種不同折射率的介質(zhì)界面時,可引起金屬中的自由電子發(fā)生共振,吸收入射光的能量,使反射光在特定角度范圍內(nèi)大大減弱,其中,使反射光強度減少最顯著的入射角稱為spr角,spr角隨表面折射率的變化而發(fā)生改變,而折射率又和結(jié)合在金屬表面額生物分子有一定的比例關(guān)系。可以通過對spr角的檢測來得到生物分子相互作用信息。因此,可以通過對spr角的監(jiān)測來得到生物分子相互作用信息。具有生物樣品無需標記、無需純化、實時監(jiān)測等特點。廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、醫(yī)藥、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)檢測,特別是在生物大分子相互作用的實時監(jiān)測醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢。

現(xiàn)有的統(tǒng)角度調(diào)制模式spr是采用非掃描模式,利用光傳播特點,將激光束經(jīng)過發(fā)散、聚焦后,照射到棱鏡的光束具有不同的入射角,在反射光射出的地方使用線陣ccd作為接收裝置,整個過程中不需要機械轉(zhuǎn)動裝置即可完成角度調(diào)制檢測,但這種檢測可以測量的角度范圍只有幾度,限制了系統(tǒng)的使用,并且這種檢測通常只能執(zhí)行單個或者少數(shù)幾個通道的樣品檢測,很難實現(xiàn)多通道、多種樣品、多個探針的檢測。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供一種角度掃描型spr傳感器系統(tǒng),該傳感器可擴大角度掃描范圍,能增大可檢測區(qū)域面積,且能提高檢測精度,能實現(xiàn)高通量列陣檢測,既可以用于角度掃描又可用于光強調(diào)制檢測。

為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種角度掃描型spr傳感器系統(tǒng),包括光路系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和流通系統(tǒng),所述光路系統(tǒng)由激光光源、第一凸透鏡、凹透鏡、第二凸透鏡、偏振片和衰減片組成;

所述傳感系統(tǒng)由等腰直角三棱鏡和金屬薄膜組成;

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由動作機構(gòu)、ccd探測器組成;所述動作機構(gòu)包括大轉(zhuǎn)盤、小轉(zhuǎn)盤、支撐座、伺服電機一、伺服電機二和控制器;

所述流通系統(tǒng)包括流通池、注射泵、電磁換向閥一、電磁換向閥二、待測液容器、配體容器和緩沖液容器;

所述支撐座的中部設(shè)置有第一凹槽,所述大轉(zhuǎn)盤下部的旋轉(zhuǎn)軸通過軸承裝配于所述第一凹槽中,大轉(zhuǎn)盤的外圓面上設(shè)置有外齒圈,伺服電機一固定設(shè)置在支撐座上,伺服電機一的輸出軸上裝配有與所述外齒圈相嚙合的齒輪一;大轉(zhuǎn)盤的中心區(qū)域設(shè)置有凹臺,小轉(zhuǎn)盤可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述凹臺中,小轉(zhuǎn)盤下部中心區(qū)域設(shè)置開設(shè)有盲孔,所述盲孔中設(shè)置有內(nèi)齒圈,所述伺服電機二固定設(shè)置在所述凹臺的中心區(qū)域,伺服電機二的輸出軸上裝配有與所述內(nèi)齒圈嚙合的齒輪二;大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動角速度是小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角速度的2倍;

所述等腰直角三棱鏡固定設(shè)置于小轉(zhuǎn)盤的上部,等腰直角三棱鏡的底邊中心與小轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心重合;

所述金屬薄膜固定附著在等腰直角三棱鏡底邊所在的側(cè)面上;

所述流通池豎向地固定附著于金屬薄膜遠離等腰直角三棱鏡的一個側(cè)面上,流通池設(shè)置有流通池入口和流通池出口;所述流通池入口通過管路與電磁換向閥一的a口連接,流通池出口通過管路與所述注射泵連接;所述電磁換向閥一的c口通過管路與待測液容器連接,其b口通過管路與電磁換向閥二的a口連接;所述電磁換向閥二的c口通過管路與配體容器連接,其b口通過管路與緩沖液容器連接;

所述激光光源、第一凸透鏡、凹透鏡、第二凸透鏡、偏振片的中心處于同一條水平線上,且依次靠近大轉(zhuǎn)盤的設(shè)置;所述凹透鏡與第二凸透鏡的焦點重合以組成擴束系統(tǒng);

所述ccd探測器和衰減片均固定設(shè)置在大轉(zhuǎn)盤上,且均位于小轉(zhuǎn)盤外沿的外側(cè);所述衰減片位于等腰直角三棱鏡和ccd探測器之間;

所述注射泵、電磁換向閥一、電磁換向閥二和伺服電機一和伺服電機二均與控制器電連接。

本發(fā)明通過擴束系統(tǒng)對光源發(fā)出的光進行擴束以及ccd探測器的應(yīng)用實現(xiàn)金屬薄膜整個表面的傳感檢測,通過動作機構(gòu)中大小轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動能實現(xiàn)高精度的角度掃描以改變擴束光入射到金屬薄膜的入射角,掃描范圍能達到30°—70°,擴束系統(tǒng)和ccd探測器的設(shè)置可以顯著地擴大了檢測范圍及精度,ccd探測器上的一個像素可以對應(yīng)金屬膜片上一塊區(qū)域,經(jīng)過擴束的光打在金屬膜片上可有效增加檢測區(qū)域,能使被激光照射到的金屬膜片區(qū)域都能被檢測到,進而可實現(xiàn)高通量陣列檢測。

進一步,為了便于清洗金屬薄膜,所述金屬薄膜鍍在薄蓋玻片的一個側(cè)面上,薄蓋玻片的另一個側(cè)面與等腰直角三棱鏡底邊所在的側(cè)面固定連接。

進一步,為了避免交叉污染,進而能滿足不同試驗階段對不同溶液的需求,所述注射泵采取抽液的方式工作。

作為一種優(yōu)選,所述金屬薄膜為金膜或銀膜。

進一步,為了便于實現(xiàn)試驗圖像的顯示、處理和保存,所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括計算機,所述計算機通過usb通信線與ccd探測器連接。通過使計算機與ccd探測器連接,能便于通過算法計算選取區(qū)域的反射光強值以得到各個通道spr曲線,提高了檢測精度,其既可以用于角度掃描檢測又可用于光強調(diào)制檢測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明中流通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本發(fā)明中大轉(zhuǎn)盤和小轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動配合示意圖。

圖中:1-1、激光光源,1-2、第一凸透鏡,1-3、凹透鏡,1-4、第二凸透鏡,1-5、偏振片,1-6、衰減片,2-1、等腰直角三棱鏡,2-2、金屬薄膜,3-1、大轉(zhuǎn)盤,3-2、小轉(zhuǎn)盤,3-3、ccd探測器,3-4、計算機,3-5、usb數(shù)據(jù)線,4-1、流通池入口,4-2、流通池出口,4-3、流通池,4-4、注射泵,4-5、電磁換向閥一,4-6、電磁換向閥二,4-7、待測液容器,4-8、配體容器,4-9、緩沖液容器,5-1、支撐座,5-2、伺服電機一,5-3、伺服電機二,5-4、外齒圈,5-5、內(nèi)齒圈,5-6、齒輪一,5-7、齒輪二。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1至圖3所示,一種角度掃描型spr傳感器系統(tǒng),包括光路系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和流通系統(tǒng),所述光路系統(tǒng)由激光光源1-1、第一凸透鏡1-2、凹透鏡1-3、第二凸透鏡1-4、偏振片1-5和衰減片1-6組成;所述傳感系統(tǒng)由等腰直角三棱鏡2-1和金屬薄膜2-2組成;所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由動作機構(gòu)、ccd探測器3-3、計算機3-4和usb通信線3-5組成;所述動作機構(gòu)包括大轉(zhuǎn)盤3-1、小轉(zhuǎn)盤3-2、支撐座5-1、伺服電機一5-2、伺服電機二5-3和控制器;所述流通系統(tǒng)包括流通池4-3、注射泵4-4、電磁換向閥一4-5、電磁換向閥二4-6、待測液容器4-7、配體容器4-8和緩沖液容器4-9;所述支撐座5-1的中部設(shè)置有第一凹槽,所述大轉(zhuǎn)盤3-1下部的旋轉(zhuǎn)軸通過軸承裝配于所述第一凹槽中,大轉(zhuǎn)盤3-1的外圓面上設(shè)置有外齒圈5-4,伺服電機一5-2固定設(shè)置在支撐座5-1上,伺服電機一5-2的輸出軸上裝配有與所述外齒圈5-4相嚙合的齒輪一5-6;大轉(zhuǎn)盤3-1的中心區(qū)域設(shè)置有凹臺,小轉(zhuǎn)盤3-2可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述凹臺中,小轉(zhuǎn)盤3-2下部中心區(qū)域設(shè)置開設(shè)有盲孔,所述盲孔中設(shè)置有內(nèi)齒圈5-5,所述伺服電機二5-3固定設(shè)置在所述凹臺的中心區(qū)域,伺服電機二5-3的輸出軸上裝配有與所述內(nèi)齒圈5-5嚙合的齒輪二5-7;大轉(zhuǎn)盤3-1的轉(zhuǎn)動角速度是小轉(zhuǎn)盤3-2轉(zhuǎn)動角速度的2倍;即小轉(zhuǎn)盤3-2轉(zhuǎn)動θ°,大轉(zhuǎn)盤3-1轉(zhuǎn)動2θ°所述等腰直角三棱鏡2-1固定設(shè)置于小轉(zhuǎn)盤3-2的上部,等腰直角三棱鏡2-1的底邊中心與小轉(zhuǎn)盤3-2的旋轉(zhuǎn)中心重合;所述金屬薄膜2-2固定附著在等腰直角三棱鏡2-1底邊所在的側(cè)面上;所述金屬薄膜2-2表面可修飾抗體等生物分子實現(xiàn)特異性檢測,其可以是金膜或銀膜。所述流通池4-3豎向地固定附著于金屬薄膜2-2遠離等腰直角三棱鏡2-1的一個側(cè)面上,流通池4-3設(shè)置有流通池入口4-1和流通池出口4-2;流通池4-3的材料主要采用聚二甲基硅氧烷,這種材料無毒無味,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和疏水性,而且材料較軟,與金屬膜片2-2結(jié)合起來密封性較好,液體不易滲漏。所述流通池入口4-1通過管路與電磁換向閥一4-5的a口連接,流通池出口4-2通過管路與所述注射泵4-4連接;所述電磁換向閥一4-5的c口通過管路與待測液容器4-7連接,其b口通過管路與電磁換向閥二4-6的a口連接;所述電磁換向閥二4-6的c口通過管路與配體容器4-8連接,其b口通過管路與緩沖液容器4-9連接;所述激光光源1-1、第一凸透鏡1-2、凹透鏡1-3、第二凸透鏡1-4、偏振片1-5的中心處于同一條水平線上,且依次靠近大轉(zhuǎn)盤3-1的設(shè)置;所述凹透鏡1-3與第二凸透鏡1-4的焦點重合以組成擴束系統(tǒng);擴束光經(jīng)過所述偏振片1-5得到可以激發(fā)表面等離體激元共振的p波;所述ccd探測器3-3和衰減片1-6均固定設(shè)置在大轉(zhuǎn)盤3-1上,且均位于小轉(zhuǎn)盤3-2外沿的外側(cè);所述衰減片1-6位于等腰直角三棱鏡2-1和ccd探測器3-3之間;所述計算機3-4通過usb通信線3-5與ccd探測器3-3連接,以用于實現(xiàn)試驗圖像的顯示、處理和保存;計算機3-4通過計算ccd探測器3-3獲取視頻的感興趣通道區(qū)域的光強值以得到各通道spr曲線。所述控制器可以采用stc12c5410芯片及其外圍電路組成。

通過擴束系統(tǒng)對光源1-1發(fā)出的光進行擴束以及ccd探測器3-3的應(yīng)用實現(xiàn)金屬薄膜2-2整個表面的傳感檢測,通過動作機構(gòu)能實現(xiàn)高精度的角度掃描以改變擴束光入射到金屬薄膜2-2的入射角,掃描范圍能達到30°—70°,顯著地擴大了檢測范圍及精度,進而可實現(xiàn)高通量檢測。通過使計算機3-4與ccd探測器3-3連接,能便于通過算法計算選取區(qū)域的反射光強值以得到各個通道spr曲線,提高了檢測精度,其既可以用于角度掃描檢測又可用于光強調(diào)制檢測。

所述注射泵4-4、電磁換向閥一4-5、電磁換向閥二4-6、伺服電機一5-2和伺服電機二5-3均與控制器電連接。

為了便于清洗金屬薄膜,所述金屬薄膜2-2鍍在薄蓋玻片的一個側(cè)面上,薄蓋玻片的另一個側(cè)面與等腰直角三棱鏡2-1底邊所在的側(cè)面固定連接。薄蓋玻片與等腰直角三棱鏡2-1之間通過折射率匹配液進行固定,比如香柏油。

為了避免交叉污染,進而能滿足不同試驗階段對不同溶液的需求,所述注射泵4-4采取抽液的方式工作。

所述動作機構(gòu)還可以內(nèi)置光耦及二極管,以便于判斷光源1-1、等腰直角三棱鏡2-1底邊、ccd探測器3-3三者是否位于同一軸線上。

工作原理:激光光源1-1所發(fā)射的光經(jīng)過第一凸透鏡1-2后變?yōu)槠叫泄?,平行光再?jīng)過凹透鏡1-3和第二凸透鏡1-4組成的擴束系統(tǒng)形成擴束光,擴束光經(jīng)過偏振片1-5得到可以激發(fā)表面等離體激元共振的p波,經(jīng)等腰直角三棱鏡2-1折射后,光斑落在金屬薄膜2-2上,這個過程中,通過控制器控制注射泵4-4得電工作,控制電磁換向閥一4-5或電磁換向閥二4-6的電控口得電,使緩沖液、配體或待測液中的一種或兩種在注射泵4-4的吸取作用由流通池入口4-1進入流通池4-3,再由流通池出口4-1流出,即流通池4-3中始終有溶液,反應(yīng)物質(zhì)濃度或者物質(zhì)的變化均會改變?nèi)芤旱恼凵渎屎头瓷涔鈴?。?jīng)過等腰直角三棱鏡2-1底面反射的光出射被ccd探測器接收。大轉(zhuǎn)盤3-1和小轉(zhuǎn)盤3-2的設(shè)置,可以通過小轉(zhuǎn)盤3-2的轉(zhuǎn)動來改變光的入射角度,再通過大轉(zhuǎn)盤3-1的轉(zhuǎn)動,來使ccd探測器3-3和衰減片1-6對準到等腰直角三棱鏡2-1的反射腰面來進行對光強的檢測,從而能便于通過ccd探測器3-3找出不同入射角度下的最小光強點,即spr角??刂破魍ㄟ^控制伺服電機一5-2和伺服電機二5-3的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動大轉(zhuǎn)盤3-1和小轉(zhuǎn)盤3-2的轉(zhuǎn)動。

使用方法:1)將激光光源1-1、第一凸透鏡1-2、凹透鏡1-3、第二凹透鏡1-4放于光具座上并使光軸們于同一水平線上;打開光源電源1-1開關(guān)進行預(yù)熱;

2)角度掃描檢測時,通過控制器控制伺服電機一5-2和伺服電機二5-3驅(qū)動大轉(zhuǎn)盤3-1和小轉(zhuǎn)盤3-2達到初始角度;特別的為了保證ccd探測器3-3能夠接收到反射的光信號,小轉(zhuǎn)盤3-2的轉(zhuǎn)速是大轉(zhuǎn)盤的一半。控制器可以通過控制注射泵4-4來控制流通系統(tǒng)的流速,注射泵4-4對流通體系中的溶液(緩沖液、配體、待測液,緩沖液、配體、待測液分別存儲在待測液容器4-7、配體容器4-8和緩沖液容器4-9中)的抽取保持在設(shè)定的速率;具體選擇不同的溶液時通過電磁換向閥來控制,當電磁換向閥一4-5或電磁換向閥二4-6的電控口未通電時,電磁換向閥一4-5或電磁換向閥二4-6內(nèi)部的a口到b口的通道打開,當電磁換向閥通電一4-5或電磁換向閥二4-6的電控口通電時,電磁換向閥通電一4-5或電磁換向閥二4-6的a口到c口的通道打開??刂破鬟€可以根據(jù)計算機3-4的指令對電磁換向閥通電斷電的控制實現(xiàn)緩沖液、配體、與待測液的抽取。ccd探測器3-3將接收到的視頻數(shù)據(jù)通過通信單元傳至計算機3-4中視頻顯示。在計算機3-4中選取想要查看的區(qū)域的大小及數(shù)量,點擊開始按鈕,通信單元與控制器進行通訊,控制器通過調(diào)節(jié)伺服電機的頻率脈沖來驅(qū)動大小轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動來進行逐步掃描,計算機3-4中的分析數(shù)據(jù)顯示單元會顯示各個區(qū)域的spr曲線。進一步的分析數(shù)據(jù)與圖像會保存在計算機3-4的數(shù)據(jù)庫中。

3)光強檢測時:1、事先進行spr曲線預(yù)掃描,確定spr共振角的位置,基于預(yù)掃描得到的spr共振角,再通過控制器控制大轉(zhuǎn)盤3-1與小轉(zhuǎn)盤3-2轉(zhuǎn)到相應(yīng)的角度??刂破骺梢酝ㄟ^控制注射泵4-4來控制流通系統(tǒng)的流速,注射泵4-4對流通體系中的溶液(緩沖液、配體、待測液,緩沖液、配體、待測液分別存儲在待測液容器4-7、配體容器4-8和緩沖液容器4-9中)的抽取保持在設(shè)定的速率;具體選擇不同的溶液時通過電磁換向閥來控制,當電磁換向閥一4-5或電磁換向閥二4-6的電控口未通電時,電磁換向閥一4-5或電磁換向閥二4-6內(nèi)部的a口到b口的通道打開,當電磁換向閥通電一4-5或電磁換向閥二4-6的電控口通電時,電磁換向閥通電一4-5或電磁換向閥二4-6的a口到c口的通道打開??刂破鬟€可以根據(jù)計算機3-4的指令對電磁換向閥通電斷電的控制實現(xiàn)緩沖液、配體、與待測液的抽取。ccd探測器3-3將接收到的視頻數(shù)據(jù)通過通信單元傳至計算機3-4中視頻顯示。在計算機3-4中選取想要查看的區(qū)域大小及數(shù)量,點擊開始測量按鈕,計算機3-4中的分析數(shù)據(jù)顯示單元會計算通道內(nèi)光強隨時間變化情況并顯示各通道隨時間的變化的spr曲線。進一步的分析數(shù)據(jù)與圖像會保存在計算機3-4的數(shù)據(jù)庫中。

當前第1頁1 2 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1