[發明專利]一種檢測圓二色性的裝置與方法

在審

• 申請號: 201811436071.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109387481A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張魯凝;葉克敏
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N21/19
• 分類號: G01N21/19
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，該裝置包括用于放置待測樣品的樣品臺(9)、設置在樣品臺(9)上方的物鏡(8)、與物鏡(8)連接的及激光單元和照明單元、設置在樣品臺(9)下方的聚光鏡(10)以及與聚光鏡(10)連接的檢測單元，所述待測樣品包括兩塊蓋玻片(19)、設置在兩塊蓋玻片(19)之間的透明微球(20)以及鋪設在下方蓋玻片(19)上表面的待測手性分子膜(21)，所述激光單元包括依次設置的激光光源(1)、一號二色向鏡(3)、偏振棱鏡(6)和手性光調制元件(7)，并可在相鄰兩個元件之間設置用于改變光傳播方向的反射鏡，所述照明單元包括依次設置的白光光源(4)、一號二色向鏡(3)、偏振棱鏡(6)和手性光調制元件(7)，并可在相鄰兩個元件之間設置用于改變光傳播方向的反射鏡，從所述手性光調制元件(7)射出的光射入物鏡(8)中，所述檢測單元包括二號二色向鏡(12)、一號透鏡(13)、二極管陣列檢測器(14)、二號透鏡(15)和CCD相機(16)，從所述二號二色向鏡(12)射出的一路光線經過二號透鏡(15)被CCD相機(16)檢測，所述CCD相機(16)與計算機連接用于觀測透明微球(20)的成像；從所述二號二色向鏡(12)射出的另一路光線經過一號透鏡(13)被二極管陣列檢測器(14)檢測，然后通過鎖相放大器(17)將光信號傳遞給計算機。

2.根據權利要求1所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，兩塊所述的蓋玻片(19)相互粘結并在中部留有中空區域，所述透明微球(20)和待測手性分子膜(21)設置在中空區域中，所述透明微球(20)的頂端和底端分別與兩塊蓋玻片(19)抵接，所述中空區域中填充水。

3.根據權利要求1所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，所述透明微球(20)為鈦酸鋇微球，所述透明微球(20)的直徑為2～100μm。

4.根據權利要求1所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，所述激光光源(1)為紫外-可見區激光。

5.根據權利要求4所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，所述激光光源(1)的波長為400～800nm。

6.根據權利要求1所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，所述手性光調制元件(7)為溫度穩定液晶可變相位延遲器。

7.根據權利要求6所述的一種檢測圓二色性的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于溫度穩定液晶可變相位延遲器偏振光切換頻率及鎖相放大器(17)切換頻率的頻率發生器(18)。

8.一種利用如權利要求1～7任一所述裝置進行檢測圓二色性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將待測樣品放置在樣品臺(9)上，打開白光光源(4)及激光光源(1)，通過計算機觀測所述CCD相機(16)的成像，然后調整樣品臺(9)的位置，使得激光光源(1)發出的激光聚焦在單個透明微球(20)上，固定樣品臺(9)并關閉白光光源(4)；

2)確定手性光調制元件(7)發出左圓偏振光和右圓偏振光時所需的電壓；

3)調節手性光調制元件(7)，使之發出的光在左圓偏振光和右圓偏振光兩者之間切換，并同時調整鎖相放大器(17)的檢測頻率使之與手性光調制元件(7)發出左圓偏振光或右圓偏振光相匹配，通過二極管陣列檢測器(14)檢測來自于聚光鏡(10)的光信號，并通過鎖相放大器(17)傳遞給計算機，完成檢測。

9.根據權利要求8所述的一種檢測圓二色性的方法，其特征在于，步驟2)中確定手性光調制元件(7)發出左圓偏振光和右圓偏振光時所需的電壓的步驟如下：

在手性光調制元件(7)下方添加一塊可拆卸的線偏振片，然后在線偏振片下方放置功率計，旋轉線偏振片，觀察功率計的度數變化，當旋轉一周線偏振片，功率計的讀數出現兩次0和兩次最大值時，可以確定該電壓下手性光調制元件(7)發出的為偏振光；

調節手性光調制元件(7)的電壓，當旋轉一周線偏振片，功率計的讀數最小值及最大值的幅度穩定在5％內時，即確定手性光調制元件(7)輸出的是是左圓偏振光或右圓偏振光。

10.根據權利要求8所述的一種檢測圓二色性的方法，其特征在于，所述鎖相放大器(17)將降噪后的檢測樣品的電信號數據傳遞給計算機，計算機根據數據采集卡得到一段時間內的檢測數據，然后根據一定檢測時間內的電壓值可以計算得到電壓值的變化圖，即為待測手性分子膜(21)的圓二色性。