[发明专利]一种适用于生物样品的拉曼信号增强装置

说明书

本发明一种适用于生物样品的拉曼信号增强装置，包括：设置有曲率结构的样品芯片以及反射层；所述反射层凃镀在所述设置有曲率结构的样品芯片的表面，用于反射激发光；所述曲率结构通过精密加工，与反射层配合后，可以将透射过来的激发光反射回样品，形成二次激发；使得第一次激发的拉曼信号和二次激发拉曼信号进入收集物镜，实现反射拉曼增强，本发明使激发光能够两次经过样品产生二次激发，而且透射方向的拉曼信号也能够通过反射镀层反射回拉曼收集系统，提高系统的拉曼信号信噪比；通过设置合适的低拉曼背景的反射膜层的反射面曲率，大大增强了物镜接收信号的数值。

技术领域

本发明涉及透明生物样本或超薄非透明生物样品拉曼检测领域，尤其是一种适用于生物样品的拉曼信号增强装置。

背景技术

拉曼光谱技术在分析生物样品成分时具有分析速度快、所需样品浓度低、样品无需预处理、非侵入式测量以及分析灵敏度较高等优点，现已成为生物学诸多研究领域中的有力检测工具；特别是在激光拉曼光谱、表面增强拉曼光谱的分子生物学、免疫学、生物化学、生物物理学、食品、医药、环境和能源等领域中，发挥着越来越大的作用，成为研究各种分子结构以及物质间相互作用机理的重要技术手段；但生物样品的拉曼信号因生物样品自身的激光损伤阈值较低，只能在有限的激光功率范围内做拉曼激发，因此大大限制了生物样品的检测范围；

为了增宽生物样品的检测范围，现有技术提出了一种基于表面增强技术的拉曼光谱，但该技术因为增强机制的不稳定，生物样品的拉曼光谱测试数据不稳定性较高，故不适宜做定量分析；

还有一种现有技术，在不增强激光功率的前提下，通过反射板的设置，达到拉曼信号的增强，例如，专利号为：201320163906.6，发明名称为：一种与拉曼检测探头配合使用的拉曼信号增强装置的实用新型专利，该专利涉及一种与拉曼检测探头配合使用的拉曼信号增强装置，包括一个与拉曼探头相连接的支架，由拉曼探头输出激光并接收拉曼散射光，其中，所述的支架上设置涂有金属纳米微粒层的弧面反射板，金属纳米微粒层设在弧面反射板的凹面上；可以与传统拉曼检测探头配合使用，实现较好的拉曼信号增强效果；

该实用新型专利虽然采用反射原理，在不提高激光功率的前提下，增强了反射这一环节，但该技术存在较大的局限性：

1、稳定的拉曼增强机制需要收集物镜完成良好的接收才算增强，否则即便增加反射结构，拉曼信号依然不能准确收集；

2、该实用新型通过纳米微粒层进行漫反射，在实际应用中，会产生大量的散色光，使得收集物镜不能很好的进行有效的定向收集，且纳米微粒层的间隙容易造成激发时穿透样品芯片后的拉曼信号散射缺失，降低了拉曼信号的采集；

3、采用简单的螺栓结构，调整弧面反射板与拉曼探头的距离，以此达到最大的接收效果，在实际应用中，此举完全违背拉曼信号增强原理的设计构思，因为弧面反射板的结构固定不变，而待测生物样品通过反射原理机制，是应该产生一次激发与二次激发信号的叠加，以此达到不增加激光功率，而增强了生物样品的拉曼信号的；此叠加的拉曼信号以散射为主，该实用新型的结构结合附图可以得出，仅通过改变距离长短，很容造成拉曼信号的丢失，将散射的拉曼信号散射到探头的侧壁上，而无法得到最大化的收集增强；

综述所示，目前仍然缺乏一种稳定的拉曼增强机制来保证生物样品测试数据的稳定性；因此，本专利提出一种基于拉曼信号反射增强的装置，能集大成的将四部分拉曼信号达到最优接收。

发明内容

本发明的目的是，提供一种适用于生物样品的拉曼信号增强装置,通过设置反射结构，使激发光能够两次经过样品，产生二次激发，而且透射方向的拉曼信号及二次激发的反向拉曼信号也能够通过反射镀层再次反射回拉曼收集系统，提高系统的拉曼信号信噪比；大大降低了传统生物样品平面基片载物片的拉曼信号的透射损耗，适用于生物样品测试的稳定的拉曼增强机制。