[发明专利]便携式表面等离子体谐振生化分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，是一种小型化、便携式的表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪。

背景技术

表面等离子体谐振(Surface Plasmon Resonance，SPR)传感技术是一项新兴的生物化学检测技术。自从Nylander和Liedberg于1982年首次将表面等离子体谐振(SPR)传感技术用于气体检测和生物传感器中，20年来，SPR传感技术在实现方式、仪器开发和应用领域扩展上都获得了飞速的发展。

目前国内外表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪通常体积庞大，而且需要计算机进行信号和数据处理，一般适用于实验室分析研究，不能满足现场检测的需要。为了适应多种领域在现场中检测的需要，小型化、便携式SPR生物传感器在国外开始出现，但大多需要和计算机联用，还不能单独使用。

小型化、便携式的表面等离子体谐振生化分析仪不仅可以使得价格大大降低，而且使用方便，应用范围得到很大的扩展。此外，微型化后的SPR生化分析仪在稳定性和可靠性上也会有很大提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种便携式表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪，采用固定支架光路系统、表面等离子体谐振(SPR)芯片、高分辨率线阵CCD检测、自动进样流通系统以及系统操作控制及数据处理系统，实现现场或无线、无人的表面等离子体谐振(SPR)定量测试，这种新型小型化的表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪器国外、国内未见报导。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种便携式表面等离子体谐振生化分析仪，包括光学系统、信号采集系统、表面等离子体谐振芯片及微测量池、自动进样流通系统、以及操作控制及数据处理系统；其光学系统包括激光或LED光源、透镜组、三棱镜、信号接收器；整体支架下端固接于生化分析仪基座，三棱镜经光学平台固定在整体支架上平面，三棱镜一边构成的平面与整体支架上平面平行；光源固定在整体支架上平面的一个固定臂上，透镜组固定在激光光源射出端，信号接收器固定在整体支架上平面的另一个固定臂上；激光光源经透镜组的射出光束对三棱镜的入射面，相互之间选择最佳入射角度后，信号接收器设于三棱镜的反射光路上，三者之间形成稳定牢固的位置结构；

在三棱镜的水平上平面上，设有表面等离子体谐振芯片和微测量池，微测量池在谐振芯片上方水平叠置，微测量池上连有输入管和输出管，输入管和输出管的另一端与自动进样流通系统相连通；

光学系统、信号采集系统、自动进样流通系统分别与嵌入式微控制器电连接。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述操作控制及数据处理系统，为嵌入微控制器处理方式，在微控制器内预装系统操作控制程序和数据采集处理程序，控制生化分析仪，监测信号接收器光强变化，测定SPR特征曲线；处理数据，并将检测结果在液晶显示屏上显示，或通过无线传感网络的节点发送检测结果信号到指挥中心，实现现场检测或无线无人检测；

其电路是：

信号接收器输出端顺序电连接运放模块、AD芯片、存储器，AD芯片、存储器分别与CPLD电连接；信号接收器输入端与CPLD电连接；CPLD与微控制器电连接；微控制器带有液晶显示屏及网络接点。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述操作控制及数据处理系统，为计算机处理方式，通过RS232端口将嵌入式微控制器与计算机相连，计算机预装有系统操作控制软件和数据采集处理软件，操控生化分析仪，监测信号接收器光强变化，测定SPR特征曲线；处理数据，并将检测结果在计算机上显示，实现现场检测；

其电路是：

信号接收器输出端顺序电连接运放模块、AD芯片、存储器，AD芯片、存储器分别与CPLD电连接；信号接收器输入端与CPLD电连接；CPLD与微控制器电连接；微控制器经RS232端口与计算机电连接。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述光学系统，其光源经透镜组形成楔形光束，以固定角度射入三棱镜，经三棱镜后再以固定角度射出，照在信号接收器上。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述信号接收器，为线阵CCD。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述微测量池，是用PDMS硅橡胶或其他密封材料制作的密封微测量池，测量池沟道位于中心成一字形。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述自动进样流通系统，为蠕动微泵或基于MEMS技术制备的微型泵、管道、储样容器相连接通的系统，以微泵驱动进样。

所述的表面等离子体谐振生化分析仪，其所述微控制器，为单片机。