[发明专利]一种用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统

权利要求书

1.一种用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：由微悬臂梁传感单元和显微拉曼光谱单元构成；

在所述微悬臂梁传感单元中，多根微悬臂梁并列设置形成微悬臂梁阵列(4)，由激光器(2)发出的激光经激光导向装置(3)按设定的角度投向微悬臂梁阵列(4)；微悬臂梁阵列(4)固定设置在压电陶瓷驱动器(5)上，所述压电陶瓷驱动器(5)固定设置在音圈电机(26)上，由音圈电机(26)带动压电陶瓷驱动器(5)进行平动，从而带动微悬臂梁阵列(4)在沿微悬臂梁宽度方向上平移，使激光器(2)射出的激光光束随着微悬臂梁阵列(4)的平移逐一地投照在微悬臂梁阵列(4)中各微悬臂梁的自由端尖端部位，经尖端反射的激光反射光束由光电位置灵敏探测器(6)的接收靶面所接收；由压电陶瓷驱动器(5)激励微悬臂梁阵列(4)产生振荡，利用第一计算机(7)针对光电位置灵敏探测器(6)的输出信息进行数据处理，获得各微悬臂梁自由端的振动频率；当微悬臂梁自由端表面吸附有待测物时，其表面受力产生变化，由此引起微悬臂自由端的振动频率的变化，通过分析振动频率的变动量，获得待测物痕量质量的变化量；

所述显微拉曼光谱单元由分时工作的观察光路子单元和拉曼激光光路子单元构成；

所述观察光路子单元的结构形式是：白光源(8)输出的白光依次通过半透半反镜(9)和物镜(10)，使白光聚焦在微悬臂梁阵列(4)上，微悬臂梁阵列(4)上的白光反射光依次经过物镜(10)、半透半反镜(9)、反射镜(25)以及透镜套筒(11)传输到CCD传感器(12)，并利用与所述CCD传感器(12)联机的第二计算机(13)针对微悬臂梁进行观察，逐一获得各微悬臂梁自由端表面上样品的微观形貌；

所述拉曼激光光路子单元的结构形式是：拉曼激光器(14)出射的激光经入射光纤(15)导入准直器(16)，经准直器(16)扩束后由激光滤光片(17)滤除杂散光，再经二色向镜(18)反射后通过物镜(10)聚焦在微悬臂梁阵列(4)的自由端表面，从微悬臂梁阵列(4)反射的散射光经物镜(10)收集后透过二色向镜(18)，再由陷波滤光片(19)滤除瑞利杂散光获得拉曼散射光，所述拉曼散射光经耦合器(20)耦合到出射光纤(21)，并导入光谱仪(22)，在所述光谱仪(22)中经CCD图像处理器(23)后利用第三计算机(24)获得拉曼光谱，根据拉曼光谱谱图分析可得各微悬臂梁自由端表面上样品的分子结构信息。

2.根据权利要求1所述的用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：所述微悬臂梁阵列(4)与压电陶瓷驱动器(5)构成动态微悬臂梁阵列，压电陶瓷驱动器(5)的驱动信号来自函数信号发生器(27)，通过调节函数信号发生器(27)的相关参数改变驱动信号，进而激励微悬臂梁阵列(4)产生振荡；在微悬臂梁自由端的表面修饰敏感分子，当被测物分子与敏感分子相接触时发生吸附效应，导致微悬臂梁的有效质量发生改变，微悬臂梁质量的增加将引起振动频率的降低，通过测量微悬臂梁的弯曲信号并经数据处理获得频率偏移量的大小，以此反映微悬臂梁吸附被测物分子质量的多少，能够获得纳米级分辨率和灵敏度。

3.根据权利要求1所述的用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：所述观察光路子单元和拉曼激光光路子单元利用物镜(10)构成同轴光路系统，所述半透半反镜(9)和反射镜(25)为插拔式可拆装器件。

4.根据权利要求1所述的用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：所述白光源(8)为冷光源。

5.根据权利要求1所述的用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：所述拉曼激光器(14)为单纵模激光器，波长采用785nm，适用于无机材料检测。

6.根据权利要求1所述的用于获得痕量质量和分子结构信息的高通量探测系统，其特征是：所述激光滤光片(17)为激光窄带滤光片，用来滤除激光源中的等离子射线及其它杂散信号光，采用Semrock公司的MaxLine激光滤光片，其中心波长为785nm。