[發(fā)明專利]一種生物分子濃度檢測裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910847013.5 | 申請日： | 2019-09-09 |
| 公開（公告）號： | CN110542657A | 公開（公告）日： | 2019-12-06 |
| 發(fā)明（設計）人： | 賈振紅;張咪 | 申請（專利權(quán)）人： | 新疆大學 |
| 主分類號： | G01N21/25 | 分類號： | G01N21/25;G01N21/59;G01N21/03 |
| 代理公司： | 11348 北京鼎佳達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) | 代理人： | 孟阿妮;張小勇<國際申請>=<國際公布> |
| 地址： | 830000 新疆維*** | 國省代碼： | 新疆;65 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 生物分子樣品 圖像采集器件 多孔硅微腔 灰度 檢測 紅外激光 生物分子 平均灰度 顯示卡 處理器 生物傳感器技術(shù) 濃度檢測裝置 采集 圖像 可見光成像 可見光 激光光源 低成本 靈敏 承載 輸出 轉(zhuǎn)換 | ||
1.一種生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，包括：激光光源、依次設置于所述激光光源產(chǎn)生的紅外激光的光路上的多孔硅微腔、紅外激光顯示卡和圖像采集器件，以及與所述圖像采集器件連接的處理器；
所述多孔硅微腔用于承載待檢測生物分子樣品；
所述紅外激光顯示卡用于接收從所述多孔硅微腔透射出的紅外激光，并將接收到的紅外激光轉(zhuǎn)換為可見光后輸出；
所述圖像采集器件用于接收所述紅外激光顯示卡輸出的可見光，并根據(jù)所述可見光成像；
所述處理器用于獲取第一灰度值和第二灰度值，并根據(jù)所述第一灰度值和所述第二灰度值獲取所述待檢測生物分子樣品的濃度；
其中，所述第一灰度值為所述多孔硅微腔加入所述待檢測生物分子樣品后，所述圖像采集器件采集的圖像的平均灰度值，所述第二灰度值為所述多孔硅微腔未加入所述待檢測生物分子樣品前，所述圖像采集器件采集的圖像的平均灰度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述激光光源為功率為100mW、產(chǎn)生激光波長為1550nm的半導體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述多孔硅微腔，包括：布拉格反射鏡和缺陷層；
所述布拉格反射鏡和所述缺陷層滿足如下公式：
nHdH＝nLdL＝λC/4；
nCdC＝λC/2；
其中，nH為所述布拉格反射鏡的高折射率層的折射率，nL為所述布拉格反射鏡的低折射率層的折射率，nC為所述缺陷層的折射率，dH為所述布拉格反射鏡的高折射率層的厚度，dL為所述布拉格反射鏡的低折射率層的厚度；dC為所述缺陷層的厚度，λC為缺陷態(tài)共振峰的波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述多孔硅微腔的基材為晶向為100的P型單晶硅，所述多孔硅微腔透射頻譜的中心波長為1550nm，所述多孔硅微腔的電阻率為0.01-0.05Ω·cm；所述高折射率層的折射率為1.52，所述低折射率層的折射率為1.21，所述高折射率層的厚度為255nm，所述低折射率層的厚度為320nm，所述缺陷層的折射率為1.21，所述缺陷層的厚度為640nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述多孔硅微腔為經(jīng)過熱氧化處理、硅烷化處理、戊二醛處理的多孔硅微腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述紅外激光顯示卡由紅外上轉(zhuǎn)換材料制作形成，所述紅外上轉(zhuǎn)換材料的有效轉(zhuǎn)換波段為1500～1590nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述圖像采集器件為數(shù)字顯微鏡，所述數(shù)字顯微鏡的感光的波長范圍為350～1050nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述生物分子濃度檢測裝置還包括：測角儀；
所述多孔硅微腔固定于所述測角儀上，所述測角儀用于帶動所述多孔硅微腔旋轉(zhuǎn)至目標位置后固定；
其中，所述目標位置為所述多孔硅微腔透射的所述紅外激光的強度最大的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物分子濃度檢測裝置，其特征在于，所述處理器，具體用于根據(jù)所述第一灰度值、所述第二灰度值以及公式Y(jié)＝0.58X+6.9獲取所述待檢測生物分子樣品的濃度；
其中，Y為所述第一灰度值與所述第二灰度值的差值，X為所述待檢測生物分子樣品的濃度。
10.一種生物分子濃度檢測方法，其特征在于，應用于權(quán)利要求1-9任一項所述的生物分子濃度檢測裝置，所述方法包括：
獲取第一灰度值，所述第一灰度值為所述多孔硅微腔未加入待檢測生物分子樣品的情況下，所述圖像采集器件采集的圖像的平均灰度值；
獲取第二灰度值，所述第二灰度值為所述多孔硅微腔加入所述待檢測生物分子樣品的情況下，所述圖像采集器件采集的圖像的平均灰度值；
根據(jù)所述第一灰度值和所述第二灰度值獲取所述待檢測生物分子樣品的濃度。
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