[發明專利]基于表面等離子體共振的手機生化成像裝置

在審

• 申請號: 201810216384.9
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108489940A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 王毅;張慶文
• 申請（專利權）人: 溫州生物材料與工程研究所
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/41;G01N21/01;H04M1/21
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 蔡陳祥

本發明公開了一種基于表面等離子體共振的手機生化成像裝置，包括智能手機和成像配件，所述成像配件包括底座以及固定在底座上的光學元件支架和傳感器組件以及用以安裝傳感芯片的支架，所述傳感光路包括輸入光路、棱鏡、傳感芯片和輸出光路。本發明的基于表面等離子體共振的手機生化成像裝置，通過輸入光路、傳感芯片和輸出光路的設置，便可有效的利用智能手機的閃光燈作為光源，發出的光照射到棱鏡及傳感芯片上進行反射，到達智能手機的攝像頭內進行成像，可實現高通量、多分子的同時檢測。

技術領域

本發明涉及一種便攜式生化成像裝置，更具體的說是涉及一種基于棱鏡耦合式表面等離子體共振(SPR)的手機生化成像裝置，可實現高通量、多分子的同時檢測。

背景技術

智能手機已成為人類現代生活中不可或缺的一部分，因為它自帶Wi-Fi、藍牙、高像素相機、跟內置傳感器相結合的多媒體服務系統，如GPS導航、光線傳感器、溫度傳感器等。如此功能強大又便于攜帶的智能手機，已經慢慢取代電腦的許多用途，成為人們更方便快捷的一種生活方式。伴隨著手機軟件的大發展，如若智能手機帶有高像素的相機便可以發展作為顯微鏡，分光儀及各種傳感工具。

而近年來，生物傳感器在化學檢測、環境監測和食品檢測等領域得到廣泛的應用。但目前，生物傳感器的檢測仍然存在許多問題和挑戰，如制備選擇性好、活性高、穩定性好的傳感芯片；開發便攜式生物傳感器；開發實時分子檢測的傳感器及具有智能互聯網功能的生物傳感器等。因此，開發便攜式的具有智能互聯網功能的生物傳感器勢在必行。而智能手機的發展為便攜式生物傳感器的開發提供了新的機遇。與傳統的生化檢測裝置相比，智能手機傳感系統體積小易于攜帶，無需與電腦連接存儲數據。而且智能手機不需額外的光源和復雜的光學器件，利用智能手機的閃光燈作為光源系統，同一智能手機的攝像頭相機作為信號接收和成像系統。另外，部分研究小組已經利用智能手機進行化學和生物傳感檢測。

基于SPR的光學檢測原理的生物傳感器的市場需求越來越大。目前，市面上已有體積較小易于攜帶的SPR生化檢測設備，但是這些設備大都需要連接電腦來實現數據讀取。基于此，將兩者聯用，研發此便攜式表面等離子體共振生化成像裝置進行傳感應用，同時可實現高通量、多分子檢測。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種便攜式、基于棱鏡耦合式SPR的手機生化成像裝置，能夠實現多種生物分子的同時成像檢測。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種基于表面等離子體共振的手機生化成像裝置，包括智能手機和成像配件，所述成像配件可拆卸的連接在智能手機上，所述成像配件包括底座以及均固定在底座上的固定邊框和傳感光路以及用于連接流通池的樣品支架，所述傳感光路包括輸入光路、棱鏡、傳感芯片和輸出光路，所述智能手機安裝在固定邊框上，所述輸出光路靠近智能手機的攝像頭設置，所述棱鏡、輸入光路依次排列在輸出光路背向智能手機的一側，所述智能手機的閃光燈通過光纖與輸入光路連接，所述樣品支架設置在輸入光路與輸出光路之間，所述棱鏡和傳感芯片均固定在樣品支架上，并相互貼合后粘貼到樣品支架內的流通池上，所述智能手機閃光燈的光通過光纖進入到輸入光路內，然后通過棱鏡在傳感芯片表面反射后，輸出到輸出光路，并在智能手機的攝像頭內成像，另外，該閃光燈的出射光與傳感芯片存在入射角θ，該入射角θ大小滿足激發傳感芯片的表面等離子體共振。

作為本發明的進一步改進，所述輸入光路包括均安裝在底座上的安裝架以及分別依次對應的安裝在安裝架內的濾光鏡、擴束鏡組合、準直透鏡和偏光片，所述偏光片安裝在安裝架靠近樣品支架的位置上，所述濾光鏡、擴束鏡組合、準直透鏡和偏光片呈直線排列，所述濾光鏡安裝在安裝有偏光片的安裝架背向樣品支架的一側，所述底座靠近安裝有濾光鏡的安裝架的位置上設有光纖安裝板，所述光纖安裝板的上側邊開設有供光纖嵌入的光纖安裝孔，與智能手機的閃光燈連接的光纖嵌入到光纖安裝孔內，并且該光纖從智能手機的閃光燈導出的光路依次經過濾光鏡、擴束鏡組合、準直透鏡和偏光片，到達棱鏡耦合的傳感芯片形成輸入光路。