[实用新型]一种小型化低功耗的生物芯片检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用共振光散射原理检测生物芯片的装置，具体涉及提出一种小型化低功耗的生物芯片检测装置。

背景技术

共振光散射检测是一种暗场检测方式，激发光源光线不直接进入检测器视场，检测器收集的光子仅来自于金属纳米粒子的散射光，噪声来自于检测器的暗电流噪声，因此可以有效地提高信噪比和检测的灵敏度。同时，共振光散射检测技术使用白光作为检测光源，设备简单，价格低廉，检测成本大幅下降。

波导（Waveguide）是一种用于微波或可见光波传输的装置，其中使用光纤作为传输媒介的光波导（Optical/light Waveguide）被广泛应用于网络接入和数字通信当中，在不同折色率介质间，由于电磁波的全反射使光波局限在波导及其周围有限区域内传播，当光束由光密介质入射光疏介质时，当且仅当入射角大于临界角时，光信号发生全反射，利用光波导向周围有限区域辐射能量这一原理，将生物芯片作为光波导，激发光由生物芯片边缘大于临界角入射，在生物芯片上下内表面以全反射方式传播，光波导激发方式的优点是激发选择性强，即只激发位于生物芯片表面的发色团，光能量利用率高和系统背景噪声低。

2013年05月22日曾公布的专利申请号为201310025477.0的名称为基于共振光散射检测生物芯片的装置，包括光源驱动器、光纤、激发光源、耦合透镜组、生物芯片载物台、光电传感器、上位机、运动平台和多轴导轨驱动。该装置实现了基于共振光散射的生物芯片检测。但是上述装置存在以下技术问题：1、使用氙灯作为激发光源，存在发热、使用寿命短和功耗高等不足；2、激发光从左侧入射生物芯片激发共振光散射，存在单侧激发光源造成左右不同位置的相同反应浓度信号强度不一致的问题，影响检测系统的准确性；3、使用三个电动位移平台作为传动结构，体积庞大和结构复杂；4、该装置采用小视场高分辨率图像拼接的解决方案，图像拼接的数据量大，存在检测的时间成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有设备存在的以上技术问题，提供一种小型化低功耗的生物芯片检测装置。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种小型化低功耗的生物芯片检测装置，该生物芯片检测装置主要由四部分组成，分别是激发光源，激发媒介、传动结构和检测结构；

所述激发光源包括：光源驱动器、两个或两个以上LED光源、及两个或两个以上整形透镜组；

所述激发媒介为生物芯片；

所述传动结构包括：生物芯片载物台、运动平台和多轴导轨驱动；

所述检测结构包括：光电传感器和光学镜头；

该生物芯片检测装置还包括上位机；

所述光源驱动器控制LED光源产生激发光，激发光通过各自的整形透镜组进行光束整形，整形后的激发光以大于临界角的角度分别由相对的两个侧边入射至生物芯片载物台上的生物芯片；

生物芯片上的样品受到激发光的激发后发生共振光散射，向外辐射特定波长的共振散射光，共振散射光通过光学镜头入射至光电传感器中，将光信号转换为电信号；

所述上位机接收转换后的电信号并对其进行采集分析，上位机控制运动平台移动，再次获取光电信号，多次重复后得到扫描图像；

所述上位机控制多轴导轨驱动进而带动生物芯片载物台移动，对生物芯片的整个区域进行扫描。

在上述技术方案中，所述运动平台是由一个或一个以上的直线位移平台组成。

在上述技术方案中，所述生物芯片检测装置还包括系统主控制器和系统电源，所述的系统主控制器用于控制整个生物芯片检测装置，所述系统电源为生物芯片检测装置的工作提供所需电力。

本实用新型提供的一种小型化低功耗的生物芯片检测装置的有益效果是：

本实用新型在现有基于共振光散射检测生物芯片的装置的基础上使用LED光源替代氙灯作为激发光源，有效地降低了系统的能耗，提高了系统光学效率，并采取双向对射互补激发方式，解决了单侧氙灯激发时造成左右不同位置的相同反应浓度信号强度不一致的问题。

本实用新型使用光学手段压缩检测系统视场角，使系统检测视场与生物芯片大小相匹配，为设计更简单的传动结构奠定了基础。同时使用优化后的光学镜头，有效地减少了图像拼接的时间成本，提高了检测速度。

本实用新型仅使用一个直线位移平台完成现有设备使用三轴位移平台完成的工作，简化了系统结构，提高了系统的稳定性和降低了系统体积。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。