[发明专利]光学表面等离子共振生物传感器多自由度调整机构

说明书

技术领域

本发明涉及光学表面等离子共振(Surface plasmon resonance，SPR)生物传感器领域，具体涉及一种光学SPR生物传感器多自由度调整机构。

背景技术

近10年来，光学SPR生物传感技术在实现方式、仪器开发和应用领域的拓展上都获得了迅猛的发展。光学SPR生物传感器的检测机理如下：将生物分子的识别膜固定在光学SPR传感器Au膜表面，分子识别膜捕捉被测的分析物，致使传感器Au膜表面的折射率变化，因此无需标记分子就可直接进行测试，实现非破坏性的实时在线检测。光学SPR生物传感器按激发表面等离子波的本体不同，有光学棱镜型、光波导型、光栅型等，按光调制的方式不同以有强度调制型、波长调制型和相位调制型等，光纤SPR生物传感器可以检测附着上光纤表面微小变化的样品，具有很高的灵敏度，适用于定量测定样品溶液中的微量生物和化学物质。近些年来，光学SPR生物分析仪的便携化和微型化是一个新兴的研究热点，便携式光学SPR生物分析仪如果仍采用传统的更换芯片方法，则使操作十分困难，便携式光学SPR生物分析仪要求整体更换带有Au膜的生物芯片组件。光学SPR生物传感器由一套光学检测系统和生物传感器本体构成，单一的生物传感器由在玻璃基板表面生长50nm的Au膜和生物耦联膜组成。生物传感器表面的50nm Au膜和生物敏感膜是光学SPR生物传感器的关键，在实际应用中，生物敏感膜随受感测次数的增加而功能退化，进而难以对被测样品产生正确的信号响应。在使用时，光学SPR生物传感器中的Au膜、生物耦联膜(生物芯片)与光学表面等离子波产生本体是不可分离的，这时就需要将生物传感器一起更换。如中国专利文献CN101539570A中公开了一种光学SPR生物芯片、传感器与微流池的耦合装置，但该装置只能耦合利用国外进口的集成式生物传感器，导致仪器整体造价高昂，势必增加用户的使用、维护成本，难以得到普及应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光学SPR生物传感器多自由度调整机构，利用本装置可快速方便地更换生物芯片组件(Au膜、生物耦联膜和光学表面等离子波产生本体)，可以大幅度降低光学SPR传感器的制造、使用维护成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

设计一种光学SPR(表面等离子共振)生物传感器多自由度调整机构，包括激光器调节单元、生物芯片组件、CCD(图像传感器)调节单元、支撑板及安装支撑板的基座，所述生物组件调整单元从下至上包括安装在所述基座上的载台、棱镜托架、契合于棱镜上的流通池、压块、压块耦合架、拉杆及拉杆调节装置，所述棱镜托架安装在所述载台上，所述拉杆下端连接固定于所述压块耦合架，所述拉杆调节装置含有弹簧、弹簧卡位帽、固定螺帽、安装在拉杆上端的顶板、升降调节凸轮，所述弹簧、弹簧卡位帽依次套装在所述拉杆的下部，所述水平支板、固定螺帽由下至上依次套装在所述弹簧卡位帽外侧，且该水平支板一端固定在所述支撑板上，所述升降调节凸轮通过凸轮转轴安装于前支板上，且使其与所述顶板相匹配调节拉杆的升降，所述前支板安装在所述水平支板上，所述凸轮转轴一端设置有调节手柄，调节所述升降调节凸轮、弹簧卡位帽及固定螺帽的相对位置，能使流通池与棱镜托架中的三棱镜紧密契合；所述激光器调节单元包括激光器载架及载架转轴，所述激光器载架安装在该载架转轴一端，其另一端则活动安装于所述支撑板上的纵向/横向导槽中；所述CCD调节单元包括CCD托架、托架转轴及轴柄，所述CCD托架上设有托架导槽，所述轴柄一端活动安装于该托架导槽中，该轴柄另一端安装在所述托架转轴一端，该托架转轴另一端活动安装于所述支撑板上的横向/纵向导槽中，且使所述托架导槽与所述支撑板上的横向/纵向导槽不相平行；所述激光器调节单元、CCD调节单元对称地分布在所述棱镜托架的两侧，调节两者的位置关系可使激光器、生物芯片组件和CCD之间形成一定的光路通道。

在所述载台、棱镜托架的同一侧面设置有限位板。

在所述升降调节凸轮下方设置有凸轮支撑块，该支撑块一端固定安装在所述前支板上。

在所述凸轮支撑块下方设置有导向块。

所述棱镜托架安装于所述载台的滑动导轨上。

所述压块呈“工”字形，且与压块耦合架契合地封压住流通池。

所述流通池是由耐腐蚀的弹性材料制成的三通道流通池。

本发明具有积极有益的效果：