[實用新型]波長/角度調制自由轉換偏光熒光成像表面等離子共振儀

有效

• 申請號: 201921623277.4
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN211697502U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張洪艷;馬海濤;張秀芹;張美玲
• 申請（專利權）人: 長春國科醫工科技發展有限公司;北京服裝學院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 高一明

本實用新型提供一種波長/角度調制自由轉換偏光熒光成像表面等離子共振儀，包括偏光正置熒光顯微光路、樣品三維載物臺、籠式入射光路、籠式反射光路、電動機械轉角裝置、數據處理系統、注射泵，樣品三維載物臺集成有直角棱鏡、鍍金膜的樣品基片和多通道微流控流通池，多通道微流控流通池的進液口和出液口通過管路分別與注射泵的出液口和進液口連接。本實用新型能夠實現對具有各向異性生物樣品間的相互作用進行高靈敏定量和定性波長角度調制自由轉換表面等離子共振檢測的同時通過偏光熒光成像實時觀察；折射率變化高達1.0×10^?5，檢測靈敏度達10^?11g/ml，圖像分辨率高達2um。

技術領域

本實用新型涉及多通道檢測生物分子反應技術領域，更為具體地，涉及一種基于偏光熒光顯微系統的實時觀測與一種波長/角度調制自由轉換表面等離子共振多通道微流控檢測技術相互作用的熒光偏光成像表面等離子共振儀器。

背景技術

在生命科學研究中，生物分子之間的相互作用是一種基本的生命現象，也是現代生命科學研究的重大問題之一，研究生物分子之間的相互作用的傳統方法有多種，如放射免疫分析方法、酶連結免疫分析方法、標記示蹤法等。然而，由于這些方法要涉及不同種類和含量的細胞、生物分子，而且各種物質間存在著復雜的相互作用，因而利用這些傳統的研究方法很難準確獲取生物分子之間的相關的傳遞信息，同時，日益增加的新蛋白和DNA序列數據也迫切需要能夠準確、高通量的快速鑒定生物分子之間的相互作用的方法。特別是生物體系中許多生物有機系統和化學材料中發現了高度有序的分子組裝體，如染色體、細胞壁、細胞質、蛋白質鏈和超分子自組裝等，然而對這些度有序的分子組裝體的組織結構和生理功能一直不是很清楚，更不用說各向異性體系內物種相互作用信息。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，不同偏振態差分光譜攜帶了雙極性吸收中各向異性的分布信息，但無法獲得定量動力學信息，通量也有限。因此90年代初，伴隨生物芯片技術發展起來的高通量芯片檢測技術目前主要分為兩種，一是化學方法，如同位素標記、熒光標記和電化學方法等，目前使用最多的是熒光標記方法，主要采用熒光激光共聚焦系統進行高通量檢測微陣列生物分子反應，這種方法的靈敏度較高，但需要對樣品進行前期處理、定量檢測困難、對待測樣品有損傷且易發生光漂泊現象；二是物理方法，如表面等離子激元顯微鏡、原子力顯微鏡、質譜法、橢偏儀等，其中橢偏儀由于它不需要對待測物作標記，也不會對待測生物分子活性造成任何擾動和損傷，具有實時和靈敏度較高等優點而被廣泛應用。目前已經出現了消光式橢偏儀、光度式橢偏儀、橢偏光譜儀、紅外橢偏光譜儀、成像橢偏儀和廣義橢偏儀等。其中用于芯片生物分子之間相互作用檢測的主要是成像橢偏儀，可進行生物分子的厚度、直徑和的三維形貌的測量；非標記實時生物芯片的掃描和各種生物分子的吸附、解吸附過程測量和動力學研究，通過它可以實時觀察分子之間相互作用過程中的變化情況，得到很多傳統技術難以提供的生物分子之間相互作用的信息。但是由于該領域的研究正處于發展階段，在實際應用中的許多科學問題尚待進一步探索，如成像橢偏儀一般都采用復色光或多波長激光光源，機械結構比較復雜；采用CCD器件，干擾了樣品反射光的偏振態，且有很強的本底信號，成像速度慢，無法實現原位高靈敏度在線檢測，數據處理復雜，準確性不夠高等；且對于多元陣列既同一芯片上的陣列有不同生化反應的精度測量還很難實現，多數實驗數據是在不精確的實驗設計下獲得的，而且檢測的精確度和方便程度都有一定的欠缺；無法避免服特異性吸附等。多通道技術能夠在一定程度上提高檢測通量，還能避免以上高通量檢測方法中存在的問題。如果將偏光熒光顯微技術與波長/角度自由轉換表面等離子共振技術相結合，利用偏光熒光顯微技術高靈敏性能獲取各向異性生物樣品間相互作用成像信息，波長/角度自由轉換表面等離子共振技術能夠擴展樣品檢測范圍，獲得樣品間互作動力學信息，及輔以微流控技術經濟集成的優點，有望實現對生物反應的原位實時、多通道、定性、定量多元靈敏檢測。而目前國內外還沒有集偏振熒光與波長/角度調制表面等離子共振技術于一體的商品化產品。盡管前期實用新型中有申請號為200710177653.7基于激光共聚焦成像的表面等離子共振裝置和申請號為201110436241.7偏振調制激光共聚焦成像的表面等離子共振，但共聚焦部分的造價高，大大增加各向異性樣品檢測的成本，且應用范圍受表面等離子共振單一調制方式的限制也很有限。