[发明专利]基于激光共聚焦成像的波长调制表面等离子共振检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测生物分子反应的装置技术领域，特别涉及一种基于激光共聚焦成像的波长调制表面等离子共振检测装置。

背景技术

生命科学中，生物分子之间相互作用是一种基本的生命现象，也是现代生命科学研究的重大课题之一。研究生物分子之间相互作用的传统方法有多种，如放射免疫分析法、酶连结免疫分析法和标记示踪法等。然而，由于涉及不同种类和不同含量的细胞或生物分子，并且细胞或生物分子之间存在复杂的相互作用，因此上述传统方法很难准确获取相关的传递信息。另一方面，日益增加的新蛋白和DNA序列数据也迫切需要能够准确、快速鉴定生物分子之间相互作用的新方法。

近年来，许多新技术如激光共聚焦显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、微分干涉差显微镜、电子显微镜(TEM、SEM、AFM)和表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)等已被用于实时观察生物分子之间的相互作用过程。在这些技术中，表面等离子共振技术具有灵敏度较高、响应快、抗电磁干扰能力强、能实时监控、样品消耗低和操作简便等优点。特别是在生物科学领域，表面等离子共振技术可实时追踪生物分子之间相互作用的动力学信息，并能获得生物分子之间相互作用的动力学常数和平衡常数。因此，表面等离子共振技术引起了人们的极大兴趣，并在近十年中迅速发展。

目前，表面等离子共振技术获取信息主要有角度调制、波长调制、相位调制和强度调制四种方式。角度调制方式因其灵敏度高已成为商用和科研用表面等离子共振系统的主要检测方式。但是，与波长调制方式相比，角度调制方式仍然存在设备造价高和操作复杂的缺点。表面等离子共振技术的上述四种检测方式都存在难以区分非特异性吸附、无法原位精确观察生物分子之间的相互作用过程、以及对温度和样品组成等干扰因素敏感的问题。为了解决这些问题，研究人员对表面等离子共振系统进行了优化和改进，最常见的方法是将其与其它检测设备联合使用，如电化学表面等离子共振仪、腔环降(ring-down)表面等离子共振仪、近场光学扫描显微镜表面等离子共振仪、傅立叶变换表面等离子共振仪、MALDI-TOF质谱表面等离子共振仪和微流控多通道表面等离子共振检测仪等。

发明专利CNl01441175B基于角度调制型表面等离子共振系统，设计了激光扫描共聚焦表面等离子共振装置，将激光共聚焦技术与角度调制型表面等离子共振相结合，实现了对生物分子之间相互作用过程的原位、实时、定量和灵敏检测。该发明专利为深入了解不同物种包括小分子、蛋白分子、大分子、纳米单体、细胞之间的相互作用信息及其动力学过程提供了强有力的研究工具和手段。然而，该发明所述装置仍然存在如下两个缺点：

(1)需要斩波器和锁相放大器，设备昂贵，成本高，不利于推广使用；

(2)操作复杂，使用不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激光共聚焦成像的波长调制型表面等离子共振检测装置。

本发明提供的基于激光共聚焦成像的波长调制型表面等离子共振检测装置包括直角棱镜、一面镀有反射膜的基片、恒温流通池、光路机构、注射泵、倒置激光扫描共聚焦显微镜、光谱仪和处理系统；

所述光路机构包括白光光源、光束整形镜组、起偏器、聚焦透镜和光纤接收头；所述白光光源、光束整形镜组和起偏器依次设置在沿入射光的光路上，所述聚焦透镜和光纤接收头依次设置在沿出射光的光路上；

所述恒温流通池上端开口，所述基片设置在所述恒温流通池上使得所述恒温流通池上端封闭，所述基片镀有反射膜的一面朝向所述恒温流通池内；

所述棱镜设置在所述基片上，所述棱镜与所述基片之间有折射率匹配液；

所述恒温流通池的进液口和出液口通过管路分别与所述注射泵的出液口和进液口连接；

所述恒温流通池置于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜的载物台位置；

所述光纤接受头通过光纤与所述光谱仪连接，所述光谱仪与所述处理系统电连接，所述处理系统分别与所述注射泵和所述倒置激光扫描共聚焦显微镜电连接。

优选地，所述装置还包括三维调节机构，用于调节所述恒温流通池及置于其上的所述基片和所述棱镜的空间三维位置，以使得所述基片表面的所述反射膜位于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜的焦平面处。

优选地，所述装置还包括调角机构，用于调节入射光和/或出射光的光路方向。

优选地，通过所述调角机构的调节能够使入射光和/或出射光与所述反射膜之间的夹角在-20度到90度之间连续变化。