[发明专利]一种利用表面等离激元散射成像检测病毒的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及纳米物质检测技术领域，尤其涉及一种利用表面等离激元散射成像检测病毒的方法和装置。

背景技术

从2013年中国的SARS爆发到最近的西非埃博拉病毒蔓延，病毒对人类生命安全的威胁越来越严重，并引起广泛关注。由于病毒致病剂量低、感染性强，为了防止疾病蔓延，针对于外环境中低浓度病毒的快速有效高灵敏度的病毒在线检测手段变得至关重要。

病毒检测的常用手段包括电子显微镜法、生物方法以及物理光学方法。病毒尺寸很小，一般在20到400纳米之间，其中大部分病毒尺寸集中在100纳米以下，常规的光学显微镜由于受到光学衍射极限的限制，无法对尺寸小于200纳米的病毒进行检测。透射电子显微镜技术的检测极限可达到几纳米，可对病毒的形貌及蛋白质外壳细节进行精密探测，但是透射电子显微镜设备昂贵，需要真空操作、操作时间长，检测灵敏度相对较低，检测结果的准确性与操作者的技能和经验有直接关系，只能用于实验室检测。传统的生物方法主要包括噬斑法、免疫技术、聚合酶链式反应(PCR)、序列测定等检测技术。这些方法能测定病毒活性、种类，但对病毒浓度、活性、检测前样品处理要求极高，对低浓度病毒需要进行浓缩、扩增等长时间的前处理，属于实验室检测技术。特定的物理光学手段也可以用来检测病毒，质谱分析仪器可以检测多种病毒，但也需要对病毒进行成功率不能保证的扩增、纯化等预处理；基于布朗运动原理的动态光散射以及病毒计数仪可以快速检测病毒的尺寸与浓度，但是无法分辨病毒的种类，而且这种方法仅仅是宏观统计方法，测量误差较大，虽然可以快速检测病毒，仍无法满足病毒在线检测的需要。

发明内容

本申请提供一种利用表面等离激元散射成像检测病毒的方法和装置，解决了现有技术中的检测方法成本高、检测性能不稳定，检测速度慢、灵敏度低，不可直接对低浓度的病毒样品进行检测的技术问题。

本申请提供一种利用表面等离激元散射成像检测病毒的方法，所述方法包括：在芯片基底的成像区域上镀金薄膜；在金薄膜表面制备病毒抗体；对待检测液进行过滤；通过微流体泵将过滤后的所述待检测液泵到所述金薄膜上；所述病毒抗体特异性捕获所述待检测液中的病毒；光源发出的光经过扩束整形后，以p偏振态聚焦到油浸物镜的后焦平面；调节入射光在油浸物镜的后焦平面上的位置，使入射光斜入射到所述芯片基底的成像区域上，在所述金薄膜表面激发表面等离激元，所述表面等离激元沿金薄膜表面传播，与所述待检测液的病毒产生散射；所述表面等离激元散射转化为光信号与反射光一起被油浸物镜收集；通过CCD对所收集的光进行成像；对成像信息进行采集、处理和分析，获得病毒的信息。

优选地，所述对待检测液进行过滤，具体包括：采用活性炭滤芯对所述待检测液进行过滤；采用微孔过滤膜对粗过滤后的所述待检测液进行过滤。

优选地，所述方法包括：定期检测纯水通过所述过滤器的透过量；判断所述透过量是否小于一预设值；若是，则更换所述活性炭滤芯和所述微孔过滤膜。

优选地，所述通过CCD对所收集的光进行成像，包括：用CCD测量无任何病毒的反射光作为背景光斑；用CCD测量有所述病毒的反射光作为当前光斑；将所述背景光斑与所述当前光斑相减，获得所述病毒引起表面等离激元散射场。

一种利用表面等离激元散射成像检测病毒的装置，所述装置包括：过滤器，用于对待检测液进行过滤；芯片基底，所述芯片基底上镀有金薄膜；微流体泵，用于将过滤后的所述待检测液泵到所述金薄膜上，所述金薄膜表面制备病毒抗体；光源，用于发出光；油浸物镜；线偏振器和薄膜分束器，用于将光进行扩束整形，以偏振态聚焦到油浸物镜的后焦平面，再斜入射到所述芯片基底的成像区域上，在所述金薄膜表面激发表面等离激元，所述表面等离激元沿金薄膜表面传播，与所述所述待检测液的病毒产生散射；所述油浸物镜还用于收集所述表面等离激元散射转化的光信号和反射光；CCD，对所收集的光进行成像；处理器，对成像信息进行采集、处理和分析，获得病毒的信息。

优选地，所述芯片基底和所述金薄膜之间镀设有铬薄膜。

优选地，所述过滤器包括活性炭滤芯和微孔过滤膜。

本申请有益效果如下：