[发明专利]一种液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪

权利要求书

1.一种液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，其特征在于，所述分析仪包括旋转扫描机构、液芯耦合表面等离子体共振单元、固定光学系统、电气控制系统和上位机，所述液芯耦合表面等离子体共振单元设置于所述旋转扫描机构之上，由其带动绕中心轴旋转；所述固定光学系统提供一束激发光，并检测所述液芯耦合表面等离子体共振单元的反射光。

2.根据权利要求1的成像分析仪，其特征在于，所述激发光与反射光的光轴均与所述中心轴垂直相交，当表面等离子体共振激发光角度改变时，所述激发光与反射光始终垂直入射或出射于所述液芯耦合表面等离子体共振单元。

3.根据权利要求1或2的成像分析仪，其特征在于，所述旋转扫描机构包括一可绕中心轴旋转的旋转平台、一所述液芯耦合表面等离子体共振单元的固定架和一光激发角度读数器。优选地，还包括一制动元件和一传送所述制动元件动力以驱动所述旋转平台转动的传动机构。

所述固定架位于所述旋转平台上，用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元并带动其绕所述中心轴旋转。所述光激发角度读数器用于读取光激发角度，即所述旋转平台的旋转角度。

4.根据权利要求1-3任一项的成像分析仪，其特征在于，所述液芯耦合表面等离子体共振单元包括一硬质腔体、一软质套管、一光学窗口元件、一传感芯片及传感芯片固定件，形成一个密封的空腔。进一步地，还包括光学透明的液体和一样品流通池。优选地，所述光学透明的液体通过一对输入、输出口充满该密封的空腔。所述激发光垂直入射于所述光学窗口元件，照射到所述传感芯片并发生反射，所述反射光垂直出射于所述光学窗口元件。

5.根据权利要求4的成像分析仪，其特征在于，所述硬质腔体（可由铝等金属或非金属材料制成）的内部空腔为直棱柱形状，如直三棱柱、直四棱柱等，具有两个互相垂直的侧面，其中一个侧面上具有反射层，称为反射侧面，另一个侧面上有一开孔，所述传感芯片通过传感芯片固定件密封安装于该开孔内；在与所述两个互相垂直的侧面的直角夹角相对的一个侧面上有一个大孔，在所述大孔的外侧有一圆形安装环，该安装环的圆心位于所述大孔的中心法线上。

所述软质套管的一端与所述安装环密封连接，所述软质套管的另一端与所述光学窗口元件密封连接；优选地，所述硬质腔体的内部空腔的上、下底面上各有一个小孔，分别用作所述光学透明的液体的输入孔和输出孔。

所述样品流通池位于传感芯片上。所述传感芯片包括一光学透明基片及制备于其上的传感膜。所述光学透明基片与所述光学透明的液体直接接触；所述传感膜与样品流通池直接接触。

6.根据权利要求1-5任一项的成像分析仪，其特征在于，所述液芯耦合表面等离子体共振单元的硬质腔体安装在所述液芯耦合表面等离子体共振单元的固定架内，所述旋转平台的中心轴的延长线位于所述传感芯片的光学透明基片与传感膜间的界面内。

优选地，所述固定光学系统包括一光源及激发光整形单元、一光检测单元和一光学窗口元件固定架。所述光源及激发光整形单元包括光源、光准直元件和偏光元件；所述光检测单元包括成像元件和检测器；所述光学窗口元件固定架用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元的光学窗口元件。所述光源及激发光整形单元发出的激发光垂直透过光学窗口、入射到传感芯片上，反射光经反射侧面再次反射后、再次垂直透过所述光学窗口，由光检测单元成像并检测。

优选地，所述电气控制系统同时电连接所述光激发角度读数器、制动元件和检测器。

优选地，所述上位机电连接所述电气控制系统，所述上位机内预设置数据采集处理模块和系统控制模块；所述系统控制模块通过所述数据采集处理模块实时接收所述电气控制系统采集到的图像和光激发角度，并对采集到的数据进行图像处理和数据存储，同时对所述制动元件和检测器进行控制。

优选地，所述检测器为阵列电荷耦合器件（CCD）、阵列互补金属氧化物半导体（CMOS）或阵列光电二极管。

7.根据权利要求1-6任一项的成像分析仪，其特征在于，所述光学透明的液体选自光学透明的水、油、离子液、磁流体等各种纯净或混合的液体。

优选地，所述传感芯片的光学透明基片可以是玻璃、石英、硅、塑料等光学透明材料制成。

所述传感膜为金、银等能够发生表面等离子体共振的材料，可根据需要对传感膜进行功能修饰。

所述软质套管可由橡胶、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等材料制成。

所述反射层为银、铝、金等金属或介质。

8.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述光学窗口元件包括光学窗口和光学窗口固定件，所述光学窗口可以是光学透明的玻璃、石英、硅、塑料等材料制成。

所述液芯耦合表面等离子体共振单元的固定架可以由金属合金或工程塑料等通过机械加工得到。