本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置，該裝置包括直角棱鏡(1)、一面鍍有反射膜的基片(2)、恒溫流通池(3)、第一光路機構(gòu)(4)、注射泵(5)、第二光路機構(gòu)(6)、第一鎖相放大器(7)、處理系統(tǒng)(8)和第二鎖相放大器(9)。所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對具有各向異性的生物樣品之間的反應(yīng)進行高靈敏定量和/或定性表面等離子信號檢測的同時進行熒光成像觀察；所述裝置能夠同時檢測具有各向異性的生物樣品的P偏振光特性和S偏振光特性；通過所述調(diào)角機構(gòu)的調(diào)節(jié)能夠使所述第一光路機構(gòu)的入射光和/或出射光與所述反射膜之間的夾角在0-90度之間連續(xù)變化，操作簡便；所述裝置能夠檢測的折射率變化高達2×10-5，檢測靈敏度高達10-11g/ml，圖像分辨率高達2μm。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及檢測生物分子反應(yīng)的裝置
，特別涉及一種能夠檢測生物分子各向異性的偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置。
技術(shù)介紹
研究人員在許多生物有機系統(tǒng)和化學材料中發(fā)現(xiàn)了高度有序的分子組裝體，如染色體、細胞壁、細胞質(zhì)、蛋白質(zhì)鏈和超分子自組裝等，然而對這些高度有序的分子組裝體的組織結(jié)構(gòu)和生理功能一直不是很清楚。偏振光譜測量能夠提供包含各向異性分子組裝體的復雜體系的重要信息，并且可以通過Mueller矩陣來闡述光與分子組裝體之間的相互作用信息，不同偏振態(tài)差分光譜攜帶了雙極性吸收中各向異性的分布信息。目前，對各向異性分子組裝體的研究主要依賴于偏振光譜技術(shù)。近年來發(fā)展起來的偏振顯微技術(shù)主要應(yīng)用于晶體拓撲、材料科學和生物科學。差分光譜技術(shù)可以提高顯微系統(tǒng)的分辨率，通過差分偏振顯微技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對各向異性有機分子的成像。一些研究人員已經(jīng)通過在激光共聚焦顯微鏡系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入差分可調(diào)偏振設(shè)備及相應(yīng)的差分設(shè)備，通過高頻調(diào)制和鎖相放大檢測達到對各向異性分子的高分辨率成像。也有研究人員在表面等離子共振系統(tǒng)中加入光彈調(diào)制和鎖相放大元件獲得高分辨率的各向異性材料的表面等離子共振數(shù)據(jù)。上述兩種系統(tǒng)都無法通過熒光圖像定量區(qū)分復雜有機分子體系、生物組織和細胞內(nèi)的各向異性結(jié)構(gòu)的分布。分子的各向異性特性可以通過光與分子之間相互作用時光的偏振態(tài)的改變體現(xiàn)出來。這方面的檢測一直依賴于偏振光譜技術(shù)，無法實現(xiàn)直觀成像。目前，非常需要一種新的檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)對極性熒光與分子之間相互作用共聚焦成像的同時得到精確的定量信息，為深層次了解生物復雜體系的分子結(jié)構(gòu)和生物功能提供更有力的工具。專利技術(shù)內(nèi)容本專利技術(shù)的目的是提供一種偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置。本專利技術(shù)提供的偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置包括直角棱鏡、一面鍍有反射膜的基片、恒溫流通池、第一光路機構(gòu)、注射泵、第二光路機構(gòu)、第一鎖相放大器、處理系統(tǒng)和第二鎖相放大器；所述第一光路機構(gòu)包括第一激光器、光束整形鏡組、第一光彈調(diào)制器、斬波器、聚焦透鏡、第一偏振分析器和第一探測器；所述第一激光器、所述光束整形鏡組、所述第一光彈調(diào)制器和所述斬波器依次設(shè)置在沿入射光的光路上；所述聚焦透鏡、所述第一偏振分析器和所述第一探測器依次設(shè)置在沿出射光的光路上；所述第二光路機構(gòu)包括第二激光器、第二光彈調(diào)制器、第一孔徑光闌、分色反射鏡、XY掃描鏡、倒置激光掃描共聚焦顯微鏡、第三光彈調(diào)制器、第二孔徑光闌、第二偏振分析器、第二探測器和控制器；所述第二激光器、所述第二光彈調(diào)制器、所述第一孔徑光闌和所述分色反射鏡依次設(shè)置在沿激發(fā)光的光路上；所述倒置激光掃描共聚焦顯微鏡、所述XY掃描鏡、所述分色反射鏡、所述第三光彈調(diào)制器、所述第二孔徑光闌、所述第二偏振分析器和所述第二探測器依次設(shè)置在沿熒光的光路上；所述控制器分別與所述第二光彈調(diào)制器和所述第三光彈調(diào)制器電連接；所述恒溫流通池上端開口，所述基片設(shè)置在所述恒溫流通池上使得所述恒溫流通池上端封閉，所述基片鍍有反射膜的一面朝向所述恒溫流通池內(nèi)；所述棱鏡設(shè)置在所述基片上，所述棱鏡與所述基片之間有折射率匹配液；所述恒溫流通池的進液口和出液口通過管路分別與所述注射泵的出液口和進液口連接；所述恒溫流通池置于所述倒置激光掃描共聚焦顯微鏡的載物臺位置；所述第一探測器依次與所述第一鎖相放大器和所述處理系統(tǒng)電連接，所述處理系統(tǒng)分別與所述注射泵、所述倒置激光掃描共聚焦顯微鏡和所述第二鎖相放大器電連接，所述第二鎖相放大器分別與所述第二探測器和所述控制器電連接。優(yōu)選地，所述裝置還包括三維調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述恒溫流通池及置于其上的所述基片和所述棱鏡的空間三維位置，以使得所述基片表面的所述反射膜位于所述倒置激光掃描共聚焦顯微鏡的焦平面處。優(yōu)選地，所述裝置還包括調(diào)角機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述第一光路機構(gòu)的入射光和/或出射光的光路方向。優(yōu)選地，通過所述調(diào)角機構(gòu)的調(diào)節(jié)能夠使所述第一光路機構(gòu)的入射光和/或出射光與所述反射膜之間的夾角在0-90度之間連續(xù)變化。優(yōu)選地，所述第一鎖相放大器和所述第二鎖相放大器分別用于將來自所述第一探測器和所述第二探測器的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并將轉(zhuǎn)換后的電信號發(fā)送到所述處理系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述倒置激光掃描共聚焦顯微鏡用于對生物樣品的反應(yīng)過程進行成像并將其發(fā)送到所述處理系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述處理系統(tǒng)包括帶有BNC適配器的數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述數(shù)據(jù)處理裝置電連接。優(yōu)選地，所述BNC適配器用于接受來自所述第一鎖相放大器和所述第二鎖相放大器的電信號，所述數(shù)據(jù)采集卡用于采集所述BNC適配器輸出的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理裝置用于對來自所述數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理。優(yōu)選地，所述恒溫流通池的側(cè)壁和底面采用石英玻璃材質(zhì)；所述恒溫流通池的進液口和出液口采用聚四氟乙烯材質(zhì)的密封圈密封。優(yōu)選地，所述棱鏡和所述基片的材質(zhì)相同。優(yōu)選地，所述基片表面的所述反射膜包括金膜、銀膜AiK45nm)/ 4/Au (20nm)復合膜、Au (25nm) / 2/Au (30nm)復合膜、金納米陣列結(jié)構(gòu)、Au (45nm) / 4/Au (20nm)納米陣列結(jié)構(gòu)或 Au (25nm) / 2/Au (30nm)納米陣列結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述第一激光器是波長為632. Snm的He-Ne激光器；所述第二激光器是波長分別為488nm、514nm和457nm的多線氬離子激光器。本專利技術(shù)具有如下有益效果(1)所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對具有各向異性的生物樣品之間的反應(yīng)進行高靈敏定量和 /或定性表面等離子信號檢測的同時進行熒光成像觀察；(2)所述裝置能夠同時檢測具有各向異性的生物樣品的P偏振光特性和S偏振光特性；(3)通過所述調(diào)角機構(gòu)的調(diào)節(jié)能夠使所述第一光路機構(gòu)的入射光和/或出射光與所述反射膜之間的夾角在0-90度之間連續(xù)變化，操作簡便；(4)所述裝置能夠檢測的折射率變化高達2 X 10_5，檢測靈敏度高達10_、/πι1，圖像分辨率高達2 μ m。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例1提供的偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置的示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖及實施例對本專利技術(shù)的
技術(shù)實現(xiàn)思路
作進一步的描述。實施例1如圖1所示，本實施例提供的偏振調(diào)制型激光共聚焦表面等離子共振裝置包括直角棱鏡1、一面鍍有反射膜的基片2、恒溫流通池3、第一光路機構(gòu)4、注射泵5、第二光路機構(gòu) 6、第一鎖相放大器7、處理系統(tǒng)8和第二鎖相放大器9、三維調(diào)節(jié)機構(gòu)(圖中未示出)和調(diào)角機構(gòu)(圖中未示出)。所述第一光路機構(gòu)4包括第一激光器401、光束整形鏡組402、第一光彈調(diào)制器 403、斬波器404、聚焦透鏡405、第一偏振分析器406、第一探測器407和兩個機械臂(圖中未示出)；其中，在一機械臂上沿入射光的光路方向依次設(shè)置有所述第一激光器401、所述光束整形鏡組402、所述第一光彈調(diào)制器403和所述斬波器404，在另一機械臂上沿出射光的光路方向依次設(shè)置有所述聚焦透鏡405、所述第一偏振分析器406和所述第一探測器 407。所述第二光路機構(gòu)6包括第二激光器601、第二光彈調(diào)制器602、第一孔徑光闌 603、分色反射鏡604、XY掃描鏡605、倒置激光掃描共聚焦顯微鏡606、第三光彈調(diào)制器607、 第二孔徑光闌608、第二偏振分析器609、第二探測器610和控制器本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張洪艷，汪鵬飛，
申請(專利權(quán))人：中國科學院理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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