專利名稱：光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)表面等離子共振(Surface ρlasmon resonance, SPR)生物傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)SPR生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近幾年，光學(xué)表面等離子共振(Surface ρ lasmon resonance, SPR)生物傳感技術(shù)在實(shí)現(xiàn)方式、儀器開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展上都獲得了迅猛的發(fā)展。光學(xué)SI^R生物傳感器的檢測(cè)機(jī)理如下將生物分子的識(shí)別膜固定在光學(xué)sra傳感器Au膜表面，分子識(shí)別膜捕捉被測(cè)的分析物，致使傳感器Au膜表面的折射率變化，因此無需標(biāo)記分子就可直接進(jìn)行測(cè)試， 實(shí)現(xiàn)非破壞性的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。光學(xué)Sra生物傳感器按激發(fā)表面等離子波的本體不同，有光學(xué)棱鏡型、光波導(dǎo)型、光柵型等，按光調(diào)制的方式不同以有強(qiáng)度調(diào)制型、波長調(diào)制型和相位調(diào)制型等，光纖sra生物傳感器可以檢測(cè)附著在光纖表面的樣品微小變化，具有很高的靈敏度，適用于定量測(cè)定樣品溶液中的微量生物和化學(xué)物質(zhì)。近些年來，光學(xué)SI^R生物分析儀的便攜化和微型化是一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)，便攜式光學(xué)sra生物分析儀如果仍采用角度調(diào)整方法，則使操作復(fù)雜和適應(yīng)環(huán)境差，便攜式光學(xué)sra生物分析儀要求光源固定、整體更換帶有Au膜的生物芯片組件?，F(xiàn)有的便攜式光學(xué)sra生物傳感器由一線激光器、一套光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和生物傳感器本體構(gòu)成。一線激光器產(chǎn)生發(fā)散的一字線型光波，一字線型光波照射到金膜表面，共振信號(hào)沿金膜的長度方向移動(dòng)，CXD監(jiān)測(cè)共振信號(hào)的移動(dòng)就可以獲得被測(cè)樣品的濃度值。通常一線激光器的位置是固定的，其光波照射至金膜表面的位置也是確定的，因此其檢測(cè)范圍是固定不變的，由于芯片表面的金膜較短，導(dǎo)致檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍很窄，一般在1. 34 1. 38(折射率)。此類采用一線激光器式固定角度型光學(xué)SI^R生物分析儀結(jié)構(gòu)， 其檢測(cè)性能雖然比較穩(wěn)定，但其檢測(cè)范圍較小，不利于對(duì)寬折射率范圍的樣品檢測(cè)，這就造成了很大的局限性。在實(shí)際應(yīng)用中，生物敏感膜隨受感測(cè)被測(cè)對(duì)象的濃度而變化，對(duì)于折射率高于1. 38的樣品就需要稀釋，導(dǎo)致檢測(cè)過程復(fù)雜，耗時(shí)長。本發(fā)明人參與研究的一篇專利文獻(xiàn)CN 102095684A中公開了一種光學(xué)表面等離子共振生物傳感器多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)，僅使用了一臺(tái)激光器，且激光器在一定范圍內(nèi)位置可調(diào)，檢測(cè)范圍雖有一定的拓展，但其移動(dòng)位置難以保證在同一個(gè)圓周或圓弧上，因此其檢測(cè)范圍和系統(tǒng)誤差難以滿足測(cè)試的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測(cè)范圍寬、測(cè)試精度高、檢測(cè)性能穩(wěn)定可靠的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)，包括生物芯片組件調(diào)節(jié)單元、激光器調(diào)節(jié)單元、CCD調(diào)節(jié)單元、支撐板及安裝支撐板的基座。所述激光器調(diào)節(jié)單元包括兩組/個(gè)激光器及其對(duì)應(yīng)的激光器載架與載架轉(zhuǎn)軸，各激光器載架安裝在其對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸一端，載架轉(zhuǎn)軸另一端則固定安裝在所述支撐板上，所述激光器調(diào)節(jié)單元、CCD 調(diào)節(jié)單元對(duì)稱地分布在所述棱鏡托架的兩側(cè)，調(diào)節(jié)兩者的位置關(guān)系可使兩組激光器、生物芯片組件和CXD之間形成對(duì)應(yīng)的光路通道。所述兩組/個(gè)激光器的安裝位置可使其光束分時(shí)入射到同一棱鏡端面，并在棱鏡端面產(chǎn)生的光斑部分重疊，且使表面等離子共振的反射光束照射到同一個(gè)CCD傳感器。所述生物芯片組件調(diào)整單元從下至上包括安裝在所述基座上的載臺(tái)、棱鏡托架、 契合于Au膜棱鏡的微流池、壓塊、壓塊耦合架、拉桿及拉桿調(diào)節(jié)裝置，所述棱鏡托架安裝在所述載臺(tái)上，所述拉桿下端連接固定于所述壓塊耦合架，所述拉桿調(diào)節(jié)裝置含有彈簧、彈簧卡位帽、固定螺帽、安裝在拉桿上端的頂板、升降調(diào)節(jié)凸輪，所述彈簧、彈簧卡位帽依次套裝在所述拉桿的下部，所述水平支板、固定螺帽由下至上依次套裝在所述彈簧卡位帽外側(cè)，且該水平支板一端固定在所述支撐板上，所述升降調(diào)節(jié)凸輪通過凸輪轉(zhuǎn)軸安裝于前支板上， 且使其與所述頂板相匹配調(diào)節(jié)拉桿的升降，所述前支板安裝在所述水平支板上，所述凸輪轉(zhuǎn)軸一端設(shè)置有調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)所述升降調(diào)節(jié)凸輪、彈簧卡位帽及固定螺帽的相對(duì)位置，能使微流池與棱鏡托架中的Au膜棱鏡緊密契合。所述激光器調(diào)節(jié)單元包括兩組激光器載架、載架轉(zhuǎn)軸，激光器分別固定在載架上， 載架又固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的另一端安裝于所述支撐板上的橫向/縱向?qū)Р壑?。所述CCD調(diào)節(jié)單元包括CCD托架、托架轉(zhuǎn)軸及軸柄，所述CCD托架上設(shè)有托架導(dǎo)槽，所述軸柄一端活動(dòng)安裝于該托架導(dǎo)槽中，該軸柄另一端安裝在所述托架轉(zhuǎn)軸一端，該托架轉(zhuǎn)軸另一端活動(dòng)安裝于所述支撐板上的橫向/縱向?qū)Р壑?，且使所述托架?dǎo)槽與所述支撐板上的橫向/縱向?qū)Р鄄幌嗥叫小Ｔ谒錾嫡{(diào)節(jié)凸輪下方設(shè)置有凸輪支撐塊，該支撐塊一端固定安裝在所述前支板上。在所述凸輪支撐塊下方設(shè)置有導(dǎo)向塊。所述棱鏡托架安裝于所述載臺(tái)的滑動(dòng)導(dǎo)軌上。所述壓塊呈“工”字形，且與壓塊耦合架契合地封壓住微流池。所述微流池是由耐腐蝕的彈性材料制成的三通道微流池。本發(fā)明具有積極有益的效果兩個(gè)/組激光器的位置固定不變，減少了系統(tǒng)誤差，提高了檢測(cè)精度，擴(kuò)展了檢測(cè)范圍，檢測(cè)的折射率范圍可達(dá)1.30 1.56，且當(dāng)兩個(gè)/組激光器的波長不同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)雙波長的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器的功能。


圖ι為一種光學(xué)sra生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的縱剖視圖。圖中1為激光器載架，2為載架轉(zhuǎn)軸，3為支撐板，4為載架轉(zhuǎn)軸，5為壓塊，6為壓塊耦合架，7為彈簧，8為Au膜棱鏡，9為棱鏡托架，10為載臺(tái)，11為基座，12為CCD托架，13為前支板，14為調(diào)節(jié)手柄，15為升降調(diào)節(jié)凸輪，16為頂板，17為拉桿，18為彈簧卡位帽，19為固定螺帽，20為水平支板，21為激光器載架，26為頂板固定銷，27為凸輪轉(zhuǎn)軸，28為凸輪支撐塊，29為導(dǎo)向塊，30為微流池，31為螺釘。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并非是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實(shí)施例1 一種光學(xué)Sra生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)，參見圖1、圖2，包括激光器調(diào)節(jié)單元、生物芯片組件單元、CCD調(diào)節(jié)單元、支撐板3及安裝支撐板3的基座11，所述生物芯片組件調(diào)整單元從下至上包括安裝在基座11上的載臺(tái)10、棱鏡托架9、契合于Au 膜棱鏡8的微流池30、壓塊5、壓塊耦合架6、拉桿17及拉桿調(diào)節(jié)裝置，棱鏡托架9安裝在載臺(tái)10的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，拉桿17下端由螺釘31連接固定于壓塊耦合架6，所述拉桿調(diào)節(jié)裝置含有彈簧7、彈簧卡位帽18、固定螺帽19、安裝在拉桿17上端的頂板16、升降調(diào)節(jié)凸輪15， 彈簧7、彈簧卡位帽18依次套裝在拉桿17的下部，水平支板20、固定螺帽19由下至上依次套裝在彈簧卡位帽18外側(cè)，水平支板20 —端固定在支撐板3上，升降調(diào)節(jié)凸輪15通過凸輪轉(zhuǎn)軸27安裝于前支板13上，且使其與頂板16相匹配的調(diào)節(jié)拉桿17的升降，前支板13 安裝在水平支板20上，凸輪轉(zhuǎn)軸27 —端設(shè)置有調(diào)節(jié)手柄14，調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)凸輪15、彈簧卡位帽18及固定螺帽19的相對(duì)位置，能使微流池30與棱鏡托架9中的Au膜棱鏡8緊密契合，在升降調(diào)節(jié)凸輪15下方設(shè)置有凸輪支撐塊觀，該支撐塊觀一端固定安裝在前支板13 上，在凸輪支撐塊觀下方設(shè)置有導(dǎo)向塊四；所述激光器調(diào)節(jié)單元包括兩組激光器載架1、21 及對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸2、4，激光器載架1、21安裝在其對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸2、4 一端，載架轉(zhuǎn)軸2、 4另一端則固定安裝在支撐板3上；激光器調(diào)節(jié)單元、CCD調(diào)節(jié)單元對(duì)稱地分布在棱鏡托架 9的兩側(cè)，調(diào)節(jié)兩者的位置關(guān)系可使兩組激光器、生物芯片組件和CCD之間形成對(duì)應(yīng)的光路通道。微流池30是由耐腐蝕的彈性材料制成的三通道微流池。壓塊5呈“工”字形，且與壓塊耦合架6契合地封壓住微流池30。在載臺(tái)10、棱鏡托架9的同后側(cè)設(shè)置有限位板。上述光學(xué)sra生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)的各部件動(dòng)作關(guān)系①順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄14 (轉(zhuǎn)90° )，調(diào)節(jié)手柄14通過凸輪轉(zhuǎn)軸27，帶動(dòng)升降調(diào)節(jié)凸輪15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，頂起頂板16，從而提升拉桿17，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄14 (轉(zhuǎn)90° )， 調(diào)節(jié)手柄14通過凸輪轉(zhuǎn)軸27，帶動(dòng)升降調(diào)節(jié)凸輪15也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，拉桿17在其下部彈簧的作用下，上下滑動(dòng)；②調(diào)節(jié)彈簧卡位帽18，可調(diào)節(jié)彈簧7的壓力，從而調(diào)節(jié)微流池30與Au膜棱鏡8之間的壓力。當(dāng)調(diào)整到適當(dāng)?shù)膲毫?，旋緊固定螺帽19。上述光學(xué)sra生物傳感器多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)的操作使用方法①順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄14 (轉(zhuǎn)90° )，提升拉桿17，使微流池30處于上部位置；②水平置裝有Au膜棱鏡8的棱鏡托架9放置載臺(tái)10上，然后沿著載臺(tái)10上的導(dǎo)向軌道向前緩慢平推，直到輕觸到載臺(tái)10端部的限位板；③逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄14 (轉(zhuǎn)90° )，拉桿17下降，微流池30與Au膜棱鏡8之間壓緊接觸，如果微流池30與Au膜棱鏡8之間的壓緊力不合適，可以按照上述方法調(diào)節(jié)兩者之間的壓力；④轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)激光器載架1、21及C⑶托架12，使光路透過Au膜棱鏡8后，可到達(dá)CXD的合適位置，然后旋緊螺絲，固定CXD的位置。改變上述實(shí)施例中的各個(gè)具體部件的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，或者部件的等同替換等，可形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)，包括生物芯片組件調(diào)節(jié)單元、激光器調(diào)節(jié)單元、CCD調(diào)節(jié)單元、支撐板及安裝支撐板的基座，其特征在于，所述激光器調(diào)節(jié)單元包括兩組/個(gè)激光器及其對(duì)應(yīng)的載架和載架轉(zhuǎn)軸，各激光器載架安裝在其對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸一端，載架轉(zhuǎn)軸另一端則固定安裝在所述支撐板上；所述激光器調(diào)節(jié)單元、 CXD調(diào)節(jié)單元對(duì)稱地分布在所述棱鏡托架的兩側(cè)，調(diào)節(jié)兩者的位置關(guān)系可使兩組激光器、生物芯片組件和CXD之間形成對(duì)應(yīng)的光路通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述兩組/個(gè)激光器的安裝位置可使其光束分時(shí)入射到同一棱鏡端面，并在棱鏡端面產(chǎn)生的光斑部分重疊，且使表面等離子共振的反射光束照射到同一個(gè)CCD傳感ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述生物芯片組件調(diào)整單元從下至上包括安裝在所述基座上的載臺(tái)、棱鏡托架、契合于Au膜棱鏡的微流池、壓塊、壓塊耦合架、拉桿及拉桿調(diào)節(jié)裝置，所述棱鏡托架安裝在所述載臺(tái)上，所述拉桿下端連接固定于所述壓塊耦合架，所述拉桿調(diào)節(jié)裝置含有彈簧、 彈簧卡位帽、固定螺帽、安裝在拉桿上端的頂板、升降調(diào)節(jié)凸輪，所述彈簧、彈簧卡位帽依次套裝在所述拉桿的下部，所述水平支板、固定螺帽由下至上依次套裝在所述彈簧卡位帽外側(cè)，且該水平支板一端固定在所述支撐板上，所述升降調(diào)節(jié)凸輪通過凸輪轉(zhuǎn)軸安裝于前支板上，且使其與所述頂板相匹配調(diào)節(jié)拉桿的升降，所述前支板安裝在所述水平支板上，所述凸輪轉(zhuǎn)軸一端設(shè)置有調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)所述升降調(diào)節(jié)凸輪、彈簧卡位帽及固定螺帽的相對(duì)位置，能使微流池與棱鏡托架中的Au膜棱鏡緊密壓合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述CCD調(diào)節(jié)單元包括CCD托架、托架轉(zhuǎn)軸及軸柄，所述CCD托架上設(shè)有托架導(dǎo)槽，所述軸柄一端活動(dòng)安裝于該托架導(dǎo)槽中，該軸柄另一端安裝在所述托架轉(zhuǎn)軸一端，該托架轉(zhuǎn)軸另一端活動(dòng)安裝于所述支撐板上的橫向/縱向?qū)Р壑?，且使所述托架?dǎo)槽與所述支撐板上的橫向/縱向?qū)Р鄄幌嗥叫小?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，在所述升降調(diào)節(jié)凸輪下方設(shè)置有凸輪支撐塊，該支撐塊一端固定安裝在所述前支板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，在所述凸輪支撐塊下方設(shè)置有導(dǎo)向塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述棱鏡托架安裝于所述載臺(tái)的滑動(dòng)導(dǎo)軌上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述壓塊呈“工”字形，且與壓塊耦合架契合地封壓住微流池。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述微流池是由耐腐蝕的彈性材料制成的三通道微流池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)表面等離子共振生物傳感器雙光源多自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)。其包括生物芯片組件調(diào)節(jié)單元、激光器調(diào)節(jié)單元、CCD調(diào)節(jié)單元、支撐板及安裝支撐板的基座，所述激光器調(diào)節(jié)單元包括兩組激光器載架及對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸，各激光器載架安裝在其對(duì)應(yīng)的載架轉(zhuǎn)軸一端，載架轉(zhuǎn)軸另一端則固定安裝在所述支撐板上；所述激光器調(diào)節(jié)單元、CCD調(diào)節(jié)單元對(duì)稱地分布在所述棱鏡托架的兩側(cè)，調(diào)節(jié)兩者的位置關(guān)系可使兩組激光器、生物芯片組件和CCD之間形成對(duì)應(yīng)的光路通道。該調(diào)整機(jī)構(gòu)檢測(cè)范圍寬、測(cè)試精度高、檢測(cè)性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)G01N21/01GK102393357SQ20111036311
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者李會(huì)芹, 胡建東, 胡楓江, 陳陽, 魏文松 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)