一种单分子荧光检测装置及分析系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种单分子荧光检测装置及分析系统，包括：激光光源

【技术实现步骤摘要】
一种单分子荧光检测装置及分析系统


[0001]本技术涉及生物检测
，具体涉及一种单分子荧光检测装置及分析系统
。

技术介绍

[0002]由于单分子荧光的特性，检测需要高空间分辨率和高时间分辨率的仪器和方法
。
例如，通过亚波长纳米结构天线限制背景荧光的干扰
。
通过在金属膜上制造直径为
50
‑
200nm
的纳米孔，形成倏逝场照明，激发光可以在轴向上显示指数衰减；它具有较高的时间和空间分辨率
。
[0003]典型的零模波导只能在亚波长范围；即直径
≤200nm
的纳米孔内产生倏逝场效应
。
由于纳米孔尺寸的限制，当待测物体通过扩散加载到纳米孔底部时，只有体积较小的物体才能获得良好的加载
。
而无法加载外泌体
、
囊泡和凋亡小体等亚微米尺寸的生物材料
。
外泌体
、
囊泡和凋亡小体等亚微米生物材料的结构与细胞膜相似，是一种直径约为
30
‑
1000nm
的膜囊泡
。
但它们的体积比细胞小的多
。
这些亚微米生物材料可能在细胞间通讯中发挥重要作用，表面的受体相互作用对揭示生物学机制和疾病诊断具有重要意义
。
[0004]然而，对于一些现有的单分子荧光检测技术来说，在保证单分子荧光检测本身所需的高时间和空间分辨率的同时，单分子和外泌体之间尺寸差异不能够兼容，不能实现外泌体等生物材料表面分子相互作用的检测
。

技术实现思路

[0005]因此，本技术所要解决的技术问题在于对于一些现有的单分子荧光检测技术来说，在保证单分子荧光检测本身所需的高时间和空间分辨率的同时，单分子和外泌体之间尺寸差异不能够同时兼容，不能实现外泌体等生物材料表面分子相互作用的检测
。
[0006]为此，本技术提供一种单分子荧光检测装置，包括：
[0007]激光光源，所述激光光源用于发射激光；
[0008]聚焦控制结构，所述聚焦控制结构设置在所述激光光源的光路上，所述聚焦控制结构用于调节光路的传播路径；
[0009]纳米结构，所述纳米结构用于放置生物分子材料，所述纳米结构开设有纳米孔；
[0010]显微物镜，所述显微物镜设置在所述聚焦控制结构和所述纳米结构之间以折射激光以形成入射光照射所述纳米孔；
[0011]其中，所述纳米孔的直径为
200
‑
700nm
；所述入射光与所述纳米孔的轴线相交
。
[0012]可选地，上述的纳米孔开设有若干个，若干个所述纳米孔阵列设置在所述纳米结构上
。
[0013]可选地，上述的入射光与所述纳米孔的轴线形成入射角，所述入射角的调节范围为0‑
85
°
。
[0014]可选地，上述的入射角的调节范围为
50
‑
85
°
。
[0015]可选地，上述的纳米结构还包括基底层和金属层，所述基底层和所述金属层相接，所述纳米孔开设在所述金属层上
。
[0016]可选地，上述的金属层的厚度为
50
‑
200nm。
[0017]可选地，上述的基底层由透明材料制成；所述入射光穿过所述基底层照射所述纳米孔底部
。
[0018]可选地，上述的聚焦控制结构包括：第一反射镜
、
第二反射镜
、
聚焦透镜和二向色镜；所述第一反射镜和所述第二反射镜配合以调节激光光路；所述聚焦透镜拥有聚焦穿过所述第二反射镜的激光；
[0019]所述二向色镜用于反射被所述聚焦透镜聚焦后的激光至显微透镜上
。
[0020]可选地，上述的还包括采集件，所述采集件适于采集生物材料发出的荧光信号
。
[0021]一种分析系统，其特征在于，包括分析装置以及上述的单分子荧光检测装置
。
[0022]本技术提供的技术方案，具有如下优点：
[0023]1.
本实施例提供一种单分子荧光检测装置，包括：激光光源
、
聚焦控制结构
、
纳米结构和显微物镜；其中，激光光源用于发射激光；聚焦控制结构设置在激光光源的光路上，聚焦控制结构用于调节光路的传播路径；纳米结构用于放置生物分子材料；纳米结构开设有纳米孔；显微物镜设置在聚焦控制结构和纳米结构之间以折射激光以形成入射光照射纳米孔；纳米孔的直径为
200
‑
700nm
；入射光与纳米孔的轴线相交
。
此结构通过设置纳米结构；纳米结构上开设有纳米孔，纳米孔的直径为
200
‑
700nm
，能够将亚微米生物材料放置在纳米孔内；首先将生物材料加载到的纳米孔中，生物材料具体包括但不限于亚微米尺寸的外泌体
、
细胞外囊泡
、
凋亡小体
、
细胞器
、DNA
分子
、RNA
分子
、
蛋白质分子等；接着加入生物材料表面蛋白的带有荧光标记的结合抗体或核酸测序试剂；将聚焦控制结构设置在激光光源的光路上，聚焦控制结构将激光光源发出的激光调节，并将其反射在显微物镜上，显微物镜的突出端朝向聚焦控制结构，聚焦在显微镜物镜突出面上，使得入射光采用倾斜照射法倾斜照射在直径为
200
‑
700nm
的纳米孔中产生倏逝场效应，并激发样品中的荧光基团发出荧光；构成纳米孔天线
。
在一定激发角度下的有效激发体积与典型零模波导的值近似，突破典型零模波导的纳米孔的尺寸限制，扩大亚波长零模波导的应用范围，可应用于亚微米生物材料表面单分子相互作用过程的研究，如微泡
、
凋亡小体等；在兼容单分子和外泌体之间尺寸差异的同时，保证了高空间和时间分辨率
。
[0024]2.
在本实施例中，纳米孔开设有若干个，若干个纳米孔阵列设置在纳米结构上；通过在纳米结构上开设有多个纳米孔，可以通过标准光刻法批量制备纳米孔阵列，纳米孔尺寸较大，有利于提高产率
。
[0025]3.
在本实施例中，入射光与纳米孔的轴线形成入射角，入射角的调节范围为0‑
85
°
；入射角的调节范围为
50
‑
85
°
。
此结构通过设置通过调节入射激光的入射角度，调节范围为0‑
85
°
；使得激发体积被限制在纳米孔底部，而阻止激发光穿过纳米孔，从而抑制纳米孔上方的荧光背景噪声；入射角的调节范围为
50
‑
85
°
背景噪声较小；而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单分子荧光检测装置，其特征在于，包括：激光光源，所述激光光源用于发射激光；聚焦控制结构
(1)
，所述聚焦控制结构
(1)
设置在所述激光光源的光路上，所述聚焦控制结构
(1)
用于调节光路的传播路径；纳米结构
(2)
，所述纳米结构
(2)
用于放置生物分子材料，所述纳米结构
(2)
开设有纳米孔
(221)
；显微物镜
(3)
，所述显微物镜
(3)
设置在所述聚焦控制结构
(1)
和所述纳米结构
(2)
之间以折射激光以形成入射光照射纳米孔
(221)
；其中，所述纳米孔
(221)
的直径为
200
‑
700nm
；所述入射光与所述纳米孔
(221)
的轴线相交
。2.
根据权利要求1所述的单分子荧光检测装置，其特征在于，所述纳米孔
(221)
开设有若干个，若干个所述纳米孔
(221)
阵列设置在所述纳米结构
(2)
上
。3.
根据权利要求1所述的单分子荧光检测装置，其特征在于，所述入射光与所述纳米孔
(221)
的轴线形成入射角，所述入射角的调节范围为0‑
85
°
。4.
根据权利要求3所述的单分子荧光检测装置，其特征在于，所述入射角的调节范围为
50
‑
85
°
。5.
根据权利要求4所述的单分子荧光检测装置，其特征在于，所述纳米结构
(2)
还包括基底层
(21)

【专利技术属性】
技术研发人员：周连群，郭振，高庆学，李金泽，李传宇，姚佳，张威，张芷齐，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：新型
国别省市：