[发明专利]一种利用多模耦合光学平台实时原位表征爆炸物检测方法

摘要

本发明公开一种利用多模耦合光学平台实时原位表征爆炸物检测方法，该方法基于多模耦合光学平台，应用显微比色检测技术，拉曼光谱检测技术以及荧光成像技术三种综合检测手段，同时实时实现爆炸物检测过程中，微米级区域范围内样品的显微成像、荧光成像、显微光谱、荧光光谱和拉曼光谱的表征，或采用拉曼法和显微比色法实现爆炸物检测的表征，获得的数据量比传统单一检测手段提高了三至四倍，增加了检测的灵敏度以及准确度。由于在检测过程中样品无需二次转移，大大降低了操作难度，消除了由于样品转移造成的误差，显著提高了表征爆炸物检测的可靠性，具有良好的应用前景。实现了对爆炸物高灵敏度的检测。本方法检测爆炸物具有操作便捷，无需二次转移，灵敏度高等优点。

主权项

1.一种利用多模耦合光学平台实时原位表征爆炸物检测方法，其特征在于该方法涉及多模耦合光学平台是由拉曼光源模块（1）、光路切换模块（2）、荧光光源模块（3）、倒置显微镜模块（4）、光谱分析模块（5）、数据处理模块（6）、光谱仪CCD（7）、倒置显微镜CMOS相机（8）组成；其中拉曼光源模块（1）是由532 nm高亮度半导体激光器（9）、第一透镜（10）、第二透镜（11）、第一可变光阑（12）、带通滤波片（13），双色分光镜（14）、长通滤波片（15）、第一光纤耦合器（16）、第一反射镜（17）和第二反射镜（18）组成；荧光激发光源模块（3）是由第一光路转换器（19）、第三透镜（20）、第一可调式反射镜（21）和第四透镜（22）组成；所述光路切换模块（2）是由第一光路切换器（19）和第二光路切换器（32）组成，其中第一光路切换器（19）包括第三透镜（20）、第一可调式反射镜（21）和第四透镜（22）；第二光路切换器（32）包括第五透镜（33）、第三可调式反射镜（34）和第六透镜（35）；所述荧光光源模块（3）由第二可变光阑（23）、第三反射镜（24）、第二可调式反射镜（25）、氙灯光源（27）、第四反射镜（26）和白光光源（28）组成；所述倒置显微镜模块（4）是由第三可变光阑（29）和倒置显微镜（30）组成；所述光谱分析模块（5）是由光纤耦合器（36）和光谱仪（37）组成；所述数据处理模块（6）是由计算机（39）组成；所述光谱仪CCD（7）是由第二显微成像用检测器（38）组成；所述倒置显微镜CMOS相机（8）是由第一显微成像用检测器（31）组成；光路切换模块（2）分别与拉曼光源模块（1）、荧光光源模块（3）和倒置显微镜模块（4）连接，在倒置显微镜模块（4）上分别与光谱分析模块（5）和倒置显微镜CMOS相机（8）连接，在光谱分析模块（5）上设置有光谱仪CCD（7），数据处理模块（6）分别与光谱仪CCD（7）和倒置显微镜CMOS相机（8）串接；具体操作按下列步骤进行：/na、以塑封于铝塑袋中的装载有爆炸物检测试剂的水凝胶为检测基底，检测时撕开铝塑袋，用水凝胶粘取微量爆炸物粉末，并将其平铺于倒置显微镜载物台的载玻片上；/nb、切换多模耦合光学平台的光通路至倒置显微镜模块（4），调整载玻片位置及粗细准焦螺旋，使待测物清晰成像于显微镜视野中，切换多模耦合光学平台的光通路至拉曼光源模块（1），调整激光聚焦在待测物上，并在光谱仪CCD（7）中成像，调节载物台使得待观测样品的微米级颗粒置于CCD图像中心位置上，微区样品产生拉曼信号，经过光谱分析模块（5）后，其拉曼光谱信息保存于数据处理模块（6），并与数据处理模块（6）中的爆炸物标准拉曼光谱数据库进行比对，所得拉曼光谱和数据库中爆炸物的拉曼光谱一致，实现拉曼法表征爆炸物检测；/nc、切换多模耦合光学平台的光通路至倒置显微镜模块（4），调整粗细准焦螺旋，使待测物清晰成像于显微镜视野中，观察装载有爆炸物检测试剂的水凝胶基底的颜色变化，使用倒置显微镜的CMOS相机（8）记录颜色变化前后的成像结果于数据处理模块（6），并将反应后的颜色与标准颜色数据库进行比对，颜色与数据库中爆炸物变化后的颜色一致，实现显微比色法表征爆炸物检测；/nd、切换多模耦合光学平台的光通路至荧光光源模块（3），调整粗细准焦螺旋，观察装载有爆炸物检测试剂的水凝胶基底的荧光颜色变化，使用倒置显微镜的CMOS相机（8）记录荧光颜色变化前后的成像结果于数据处理模块（6），并将反应后的颜色与数据处理模块（6）中的标准荧光颜色数据库进行比对，变化后荧光颜色与数据库中爆炸物反应后的荧光颜色一致，实现显微荧光法表征爆炸物检测。/n