[发明专利]光学表面等离子共振生物传感器双光源多自由度调整机构

说明书

技术领域

本发明涉及光学表面等离子共振(Surface plasmon resonance，SPR)生物传感器领域，具体涉及一种光学SPR生物传感器双光源多自由度调整机构。

背景技术

近几年，光学表面等离子共振(Surface plasmon resonance，SPR)生物传感技术在实现方式、仪器开发和应用领域的拓展上都获得了迅猛的发展。光学SPR生物传感器的检测机理如下：将生物分子的识别膜固定在光学SPR传感器Au膜表面，分子识别膜捕捉被测的分析物，致使传感器Au膜表面的折射率变化，因此无需标记分子就可直接进行测试，实现非破坏性的实时在线检测。光学SPR生物传感器按激发表面等离子波的本体不同，有光学棱镜型、光波导型、光栅型等，按光调制的方式不同以有强度调制型、波长调制型和相位调制型等，光纤SPR生物传感器可以检测附着在光纤表面的样品微小变化，具有很高的灵敏度，适用于定量测定样品溶液中的微量生物和化学物质。近些年来，光学SPR生物分析仪的便携化和微型化是一个新兴的研究热点，便携式光学SPR生物分析仪如果仍采用角度调整方法，则使操作复杂和适应环境差，便携式光学SPR生物分析仪要求光源固定、整体更换带有Au膜的生物芯片组件。现有的便携式光学SPR生物传感器由一线激光器、一套光学检测系统和生物传感器本体构成。一线激光器产生发散的一字线型光波，一字线型光波照射到金膜表面，共振信号沿金膜的长度方向移动，CCD监测共振信号的移动就可以获得被测样品的浓度值。通常一线激光器的位置是固定的，其光波照射至金膜表面的位置也是确定的，因此其检测范围是固定不变的，由于芯片表面的金膜较短，导致检测动态范围很窄，一般在1.34～1.38(折射率)。此类采用一线激光器式固定角度型光学SPR生物分析仪结构，其检测性能虽然比较稳定，但其检测范围较小，不利于对宽折射率范围的样品检测，这就造成了很大的局限性。在实际应用中，生物敏感膜随受感测被测对象的浓度而变化，对于折射率高于1.38的样品就需要稀释，导致检测过程复杂，耗时长。

本发明人参与研究的一篇专利文献CN 102095684A中公开了一种光学表面等离子共振生物传感器多自由度调整机构，仅使用了一台激光器，且激光器在一定范围内位置可调，检测范围虽有一定的拓展，但其移动位置难以保证在同一个圆周或圆弧上，因此其检测范围和系统误差难以满足测试的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测范围宽、测试精度高、检测性能稳定可靠的光学表面等离子共振生物传感器双光源多自由度调整机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种光学表面等离子共振生物传感器双光源多自由度调整机构，包括生物芯片组件调节单元、激光器调节单元、CCD调节单元、支撑板及安装支撑板的基座。所述激光器调节单元包括两组/个激光器及其对应的激光器载架与载架转轴，各激光器载架安装在其对应的载架转轴一端，载架转轴另一端则固定安装在所述支撑板上，所述激光器调节单元、CCD调节单元对称地分布在所述棱镜托架的两侧，调节两者的位置关系可使两组激光器、生物芯片组件和CCD之间形成对应的光路通道。

所述两组/个激光器的安装位置可使其光束分时入射到同一棱镜端面，并在棱镜端面产生的光斑部分重叠，且使表面等离子共振的反射光束照射到同一个CCD传感器。

所述生物芯片组件调整单元从下至上包括安装在所述基座上的载台、棱镜托架、契合于Au膜棱镜的微流池、压块、压块耦合架、拉杆及拉杆调节装置，所述棱镜托架安装在所述载台上，所述拉杆下端连接固定于所述压块耦合架，所述拉杆调节装置含有弹簧、弹簧卡位帽、固定螺帽、安装在拉杆上端的顶板、升降调节凸轮，所述弹簧、弹簧卡位帽依次套装在所述拉杆的下部，所述水平支板、固定螺帽由下至上依次套装在所述弹簧卡位帽外侧，且该水平支板一端固定在所述支撑板上，所述升降调节凸轮通过凸轮转轴安装于前支板上，且使其与所述顶板相匹配调节拉杆的升降，所述前支板安装在所述水平支板上，所述凸轮转轴一端设置有调节手柄，调节所述升降调节凸轮、弹簧卡位帽及固定螺帽的相对位置，能使微流池与棱镜托架中的Au膜棱镜紧密契合。

所述激光器调节单元包括两组激光器载架、载架转轴，激光器分别固定在载架上，载架又固定在转轴上，转轴的另一端安装于所述支撑板上的横向/纵向导槽中。