一种基于共振反应的酶溶液检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于共振反应的酶溶液检测装置，包含光源部件、流通部件、传感部件、光电转换器以及数据采集器，利用表面等离体激元共振技术，检测酶溶液的参数，具有检测速度快、灵敏度高等优点，因而在实际使用领域得到越来越广泛的应用。本实用新型专利技术使用简单，产品性能稳定，应用广泛。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于共振反应的酶溶液检测装置。
技术介绍
表面等离体激元共振技术是一种基于光物理现象的检测技术，这种技术无需标记、无需分离纯化，不仅能够在线实时检测生物大分子间的相互作用，而且还可以确定反应物种类以及浓度。它具有检测速度快、灵敏度高等优点，因而在生物、化学、医疗、制药、环境以及食品分析等领域得到越来越广泛的应用。目前市场上现有的酶溶液检测装置具有成本高、体积大、不便于携带、溶液的特性难以检测等缺点，很难得到广泛应用。随着表面等离体激元共振技术不断发展，与该技术结合检测酶溶液的特性成为新的发展趋势。综上所述，现在亟需一种体积小、与表面等离体激元相结合的酶溶液检测装置。
技术实现思路
：有鉴于此，技术要解决的技术问题是提供一种可操作性高、体积小的基于共振反应的酶溶液检测装置，用于解决酶溶液的检测问题；本技术的内容为：一种基于共振反应的酶溶液检测装置，其特征在于，依据表面等离体激元共振反应进行检测酶溶液的参数，包含光源部件、流通部件、传感部件、光电转换器以及数据采集器五个模块组成；传感部件包含棱镜与传感芯片、反射镜，棱镜为三角棱镜，用于折射光源，传感芯片位于棱镜的左上角，上面镀有金属薄膜，用于提供样品与光之间发生表面等离体激元共振的场所，并产生共振光谱曲线，反射镜作为反射面，置于棱镜的右上角，用于反射共振的光变化到光电转换器，使光源部件与光电转换器处于同一平面内，以减少装置的体积；传感芯片是在传感器中的感应头与芯片封装在一起的芯片，即传感器中的感应头与芯片封装在一起，也可以将感应头直接做在芯片上；流通部件包含流通池和进样机，用于提供样品流入、流出的设备，以使样品与传感芯片能充分接触，以便能够为样品中的生物分子与传感芯片中的金属薄膜表面配体的结合提供充分的时间，还能够避免样品液体高速流动造成金属薄膜损伤；流通池与所述传感芯片相邻，位于传感芯片的上方，用于控制样品与传感芯片接触的反应时间；进样机包括注射泵与两个软管，位于流通池的上方，注射泵通过软管与流通池相连，通过注射泵将样品注入，注射泵可以控制样品流动的速度，使样品流动缓慢，两个软管分别用于导入样品到流通池以及导出样品出流通池；光源部件位于棱镜的左下端，用于为酶溶液检测装置提供光源，实现光的发射，光源为宽光束，光电转换器位于棱镜的右下端，以及光源部件的右端，为光电转换器，将发生共振的光变化转换为电信号的变化；所述数据采集器用于实现实验数据的采集与分析，用于采集收集到的电信号，并把所述采集收集到的电信号用于分析，所述数据采集器与所述流通部件及所述光源部件、所述光电转换器相连；数据采集器用于实现实验数据的采集与分析，包含信号采集卡与数据分析模块，信号采集卡用于采集收集到的电信号，数据分析模块用于分析数据，数据采集系统与流通部件及光源部件、光电转换器相连。附图说明图1为一种基于共振反应的酶溶液检测装置的结构图。图中，1为进样机，2为流通池，3为传感芯片，4为棱镜，5为反射镜，6为数据采集器，7为光源部件，8为光电转换器具体实施方式一种基于共振反应的酶溶液检测装置，由光源部件发出一束光，该光束以不同角度穿透过棱镜照射到传感芯片表面，由于是宽光束入射，入射角大于临界角的入射光发生全反射，其中只有入射角等于共振角的部分发生表面等离体激元共振，光强急剧减小，之后光束通过反射镜反射到光电转换器上，光电转换器将接受到的光强信号转换成电信号，并通过数据采集卡和对应的软件显示到计算机上，最后处理得到共振光谱曲线和共振角。分别配置浓度范围为2％～20％的酶溶液，浓度梯度为2％。对不同浓度的酶溶液进行单次采样，其共振角与浓度、折射率的关系如下面所示：由上表分析可知，随着酶溶液浓度的增加，溶液折射率逐渐增大，其共振角也逐渐增大。金属膜的清洗：由于共振现象主要发生在金膜的表面，如果其表面有污垢存在，将会在很大程度上影响到实验结果。因此，清洗金膜表面，去除污垢十分必要，其具体操作为：配置浓度为4％的十二烷基磺酸钠溶液；使用棉布蘸取溶液少许，轻轻擦拭金膜表面，避免损坏金膜；使用无水酒精溶液冲洗金膜，去除金膜表面残留的清洗液(酒精溶液挥发性很强，清洗后会较快挥发)。棱镜清洗：称取20g重铬酸钾并置于烧杯中，然后往烧杯中加入40mL蒸馏水溶解，最后往烧杯中加入360mL浓硫酸，边搅拌边缓慢加入。此时，配置的混合溶液颜色为深红，由于倒入了浓硫酸溶液，因此该混合液具有一定的温度。放置混合溶液一段时间直至冷却，然后往此混合溶液中放入棱镜并且浸泡约24小时。之后，将棱镜取出，用大量蒸馏水清洗棱镜表面。最后，超声清洗棱镜数分钟，自然晾干，实现棱镜清洗。注射泵流速设定，为了能够充分检测溶液，得到SPR共振曲线，溶液在流通部件中的流速也应该控制在一个合适的范围内。本课题中，设置注射泵的流速为10μL/min。空气、水的检测，使用自制的检测装置分别对空气和水各进行十次实验，得到共振角。通过十次实验得到的共振角，可以判定检测装置的稳定性。稳定性是衡量检测装置性能的一个重要指标。而稳定性可以由重复测量得到的共振角标准偏差(SD)和相对标准偏差(RSD)来判定。检测装置的线性度可以通过计算检测已知折射率溶液的共振角得出。通过最小二乘法得到的拟合曲线方程为：y＝145.5x-129.9，相关系数R＝0.9958。由上述数据可知，折射率和共振角之间线性相关程度很高，即检测仪器具有很高的线性度。本技术的有益成果是，表面等离体激元共振是一种基于物理光学现象的技术，具有灵敏度高、实时在线、无需标记和分离纯化等优点，能够对生物分子相互作用、反应物种类和浓度进行检测，因此越来越广泛应用于生化、环境、食品分析以及医疗制药领域。目前，国内外研制的基于共振的酶溶液检测装置存在体积庞大、结构复杂、成本较高、不能实时在线检测等缺点。为了满足高灵敏度、低成本等要求，小型化酶溶液检测装置仪器的研制成为一种趋势，符合市场需求，具有重要的经济和社会意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于共振反应的酶溶液检测装置，其特征在于，依据表面等离体激元共振反应进行检测酶溶液的参数，包含光源部件、流通部件、传感部件、光电转换器以及数据采集器五个部分组成；所述光源部件位于棱镜的左下端，用于为酶溶液检测装置提供光源，在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，并实现光的发射，光源为宽光束；所述光电转换器位于棱镜的右下端，以及所述光源部件的右端，将发生共振的光变化转换为电信号的变化；所述传感部件包含棱镜与传感芯片、反射镜，所述棱镜为三角棱镜，用于折射光源，所述传感芯片位于所述棱镜的左上角，上面镀有金属薄膜，用于提供样品与光之间发生表面等离体激元共振的场所，并产生共振光谱曲线，所述反射镜作为反射面，置于所述棱镜的右上角，用于反射共振的光变化到所述光电转换器，使所述光源部件与所述光电转换器处于同一平面内，以减少装置的体积；所述流通部件包含流通池和进样机，用于提供样品流入、流出的设备，以使样品与所述传感芯片能充分接触，以便能够为样品中的生物分子与所述传感芯片中的金属薄膜中表面配体的结合提供充分的时间，还能够避免样品液体高速流动造成所述金属薄膜损伤；所述流通池与所述传感芯片相邻，位于所述传感芯片的上方，用于控制样品与所述传感芯片接触的反应时间；所述进样机由注射泵与两个软管组成，位于所述流通池的上方，所述注射泵通过所述软管与所述流通池相连，通过所述注射泵将样品注入，所述注射泵用于控制样品流动的速度，使样品流动缓慢，所述两个软管分别用于导入样品到所述流通池以及导出样品出所述流通池；所述数据采集器用于实现实验数据的采集与分析，用于采集收集到的电信号，并把所述采集收集到的电信号用于分析，所述数据采集器与所述流通部件及所述光源部件、所述光电转换器相连。...

【技术特征摘要】
1.一种基于共振反应的酶溶液检测装置，其特征在于，依据表面等离体激元共振反应进行检测酶溶液的参数，包含光源部件、流通部件、传感部件、光电转换器以及数据采集器五个部分组成；所述光源部件位于棱镜的左下端，用于为酶溶液检测装置提供光源，在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，并实现光的发射，光源为宽光束；所述光电转换器位于棱镜的右下端，以及所述光源部件的右端，将发生共振的光变化转换为电信号的变化；所述传感部件包含棱镜与传感芯片、反射镜，所述棱镜为三角棱镜，用于折射光源，所述传感芯片位于所述棱镜的左上角，上面镀有金属薄膜，用于提供样品与光之间发生表面等离体激元共振的场所，并产生共振光谱曲线，所述反射镜作为反射面，置于所述棱镜的右上角，用于反射共振的光变化到所述光电转换器，使所述光源部件与所述光电转换器处于同一平面内，以减少装置的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旦，
申请(专利权)人：李旦，
类型：新型
国别省市：上海;31