[发明专利]一种细胞内外光电一体化检测平台及其搭建方法和应用

权利要求书

1.一种细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，包括：光源部分、扫描系统、探测系统、第一信号收集检测系统和第二信号收集检测系统；

所述光源部分、扫描系统、探测系统和第一信号收集检测系统构成细胞内荧光检测系统；所述光源部分、探测系统和第二信号收集检测系统构成细胞外光电检测系统；

其中，

所述光源部分为光纤激光器（1）；

所述扫描系统基于激光共聚焦扫描单元，包括第一滤波片（2）、第二滤波片（3）、第一反射镜（4）、第二反射镜（5）、扫描器（9）和物镜（10）；

所述探测系统为基于多模光纤的带有锥形头部的光纤（11），在光纤表面还依次修饰有ITO、TiO₂、Ag₂S、DNA适配体，同时作为光电化学传感器；

所述第一信号收集检测系统与扫描系统部分重叠，包括物镜（10）、扫描器（9）、第二反射镜（5）、第二滤波片（3）、第三滤波片（6）、第四滤波片（7）、第三反射镜（8）、荧光检测仪（12）；

所述第二信号收集检测系统为由基于光纤（11）的工作电极、参比电极（13）、辅助电极（14）构成的三电极体系与电化学工作站（15）通过导线构成的回路，光电流信号从所述电化学工作站（15）输出。

2. 如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述光源部分的光纤激光器（1）激发中心波长为488 nm±0.5 nm；输出功率的设置范围为0-500 mW；线宽小于0.1 nm；输出接口为SMA905或FC/PC；工作电压为220 V。

3. 如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述扫描系统中的第一滤波片（2）为带通滤波片，仅用于透过488 nm的光；第二滤波片（3）为陷波滤波片，用于过滤488 nm入射光；所述第一反射镜（4）、第二反射镜（5）均为全反射镜；所述扫描器（9）为激光共聚焦扫描单元；所述物镜（10）放大倍数为10×，数值孔径NA为0.25。

4. 如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述探测系统中的光纤为多模光纤，纤芯直径为200微米，包层厚度为12.5微米，数值孔径NA为0.22，传输范围为400-1100 nm，所述光纤末端锥长为500微米，光纤尖端直径为500nm。

5. 如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述第一信号收集检测系统中的第三滤波片（6）、第四滤波片（7）均为带通滤波片，第三反射镜（8）为全反射镜；所述第三滤波片（6）用于分离出700 nm的荧光信号，所述第四滤波片（7）用于分离出600nm的荧光信号，所述第三反射镜（8）用于反射515 nm的荧光信号。

6.如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述探测系统中的光纤表面修饰的ITO用于使光纤导电，TiO₂和Ag₂S为光电化学传感器中电子传输的部分，DNA适配体用于特异性识别待测物质。

7.如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述第二信号收集检测系统中的工作电极为基于光纤（11）的电极，参比电极（13）为银/氯化银电极，辅助电极（14）为铂电极，电化学工作站（15）为辰华chi660电化学工作站。

8. 如权利要求1所述的细胞内外光电一体化检测平台，其特征在于，所述检测平台中进行荧光信号检测使用的荧光分子为已开发的比率型纳米荧光探针；所述比率型纳米荧光探针的荧光发射波长分别在700 nm，600 nm，515 nm；所述荧光分子的激发光为488 nm；所述荧光分子浓度为1 mM；所述荧光检测仪（12）的检测波长为700 nm，600 nm，515 nm；所述DNA适配体与对应的靶分子结合后能够使得直链的DNA弯曲，当电极检测到靶分子时，DNA远端的二茂铁更加靠近电极表面，能够提供更多的电子，出现光电流增加的现象，并以光电流的数值对靶分子进行定量。