[发明专利]一种扫描式局域增强生化传感装置

说明书

本发明公开了一种扫描式局域增强生化传感装置，包括：光源系统出射的光束垂直聚焦到二维扫描温度控制系统中的多通道微流控传感单元；二维扫描温度控制系统控制阵列传感单元依次通过聚焦光束并往返循环扫描，同时光谱仪实时获取对应的光谱；自动进样及清洗系统向多通道微流控传感单元注入被测样品；从传感单元透过的光束经显微成像系统中的分光镜分为两束光，透射光进入显微成像系统中的CCD探测器成像并将信号传输至计算机及上位机分析系统进行处理分析；而反射光进入光谱仪后，光谱仪采集到的光谱数据传输至计算机及上位机分析系统进行处理分析，计算机及上位机分析系统实时显示多通道检测情况。可实现高通量、多通道并行检测、实时动态检测。

技术领域

本发明属于生化传感技术领域，具体涉及一种扫描式局域增强生化传感装置。

背景技术

生化传感技术是传感技术的重要分支，关系到人们生活息息相关的公共安全、病毒、细菌检测、临床医学、环境检测等领域。传统生化传感技术通常需要标记，其中90％的工作量用在标记，主要使用放射性同位素、酶或荧光等作为标识物，安全性差和稳定性差，同时系统体积大、灵敏度低、过程繁琐、效率低。不能满足快速、灵敏、特效和高通量检测的需求。

近年来，随着纳米技术、物理化学与生命科学的交叉融合，金属微纳结构的优良电磁性质和生物亲和性引起了人们的广泛关注，无标记生化检测技术得到迅速发展，特别是表面等离子体共振(SPR)传感技术，目前利用SPR技术的分析仪已经商品化，并进入市场，已被广泛应用于临床诊断、环境监测和视频安全等，其工作原理是采用棱镜耦合加上高进度角度扫描的方式进行信号探测，BIACORE公司所产的BIACORE3000-SPR分析仪售价高达几百万，仪器体积较大，根本无法实现普及应用和满足外场探测的需求，很难达到高通量、多通道并行传感检测的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服传统SPR生化传感技术低通量、成本高、系统复杂、周期长等不足，提供一种扫描式局域增强生化传感装置，利用二维扫描方式、局域表面等离子体共振技术和微流控技术，实现高通量、高灵敏度、免标记、实时显示结果以及特定温度下测量的生化传感检测技术。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种扫描式局域增强生化传感装置，包括光源系统、二维扫描温度控制系统、多通道微流控传感单元、显微成像系统、光谱采集系统、计算机及上位机分析系统、自动进样及清洗系统、废液装置。其中：光源系统出射的光束垂直聚焦到二维扫描温度控制系统中的多通道微流控传感单元；二维扫描温度控制系统中的二维电动平移台移动使聚焦光束依次通过阵列传感单元并往返循环扫描，同时光谱采集系统实时获取对应的光谱；自动进样及清洗系统向多通道微流控传感单元注入被测样品；从传感单元透过的光束经显微成像系统中的分光镜分为两束光，透射光进入显微成像系统中的CCD探测器成像并将信号传输至计算机及上位机分析系统进行处理分析；而反射光进入光谱采集系统后，光谱采集系统采集到的光谱数据传输至计算机及上位机分析系统进行处理分析，计算机及上位机分析系统实时显示多通道检测情况及结果。

上述方案中，所述光源系统包括光源、准直器和聚焦透镜；从光源出射的光束经准直器准直为平行光束，然后经聚焦透镜聚焦到传感单元。所述光源系统包含的光源采用卤钨灯、LED灯中的一种，光源的光谱范围为300～2000nm。

上述方案中，所述二维扫描温度控制系统由二维电动平移台和温度控制系统组成，该二维电动平移台采用中间镂空设计，移动精度达微米量级，用于安装多通道微流控传感单元；该温度控制系统安装在二维电动平移台上，为传感检测提供恒温条件。

上述方案中，多通道微流控传感单元包括底层的石英载玻片和上层的PDMS层，传感单元呈阵列式覆载在载波片上，单个传感单元为金属纳米阵列结构，上层PDMS层包含微流道、反应室及多通道进出口；所述石英载玻片和PDMS层通过等离子键合。