【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学检测，更具体地，涉及适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置。
技术介绍
1、拉曼光谱在生物组织检测方面具有独特的优势，生物结构特征信息通过光谱结构能够高分辨地解析物质的构成与空间分布图像，检测可以在水液环境进行中，避免了水液对其他类似检测技术的干扰。拉曼光谱在蛋白质二级结构的研究、dna和致癌物分子间的作用、视紫红质在光循环中的结构变化、动脉硬化操作中的钙化沉积和红细胞膜等研究中的应用均有文献报道。对于拉曼光谱在生物活体和单细胞的应用技术开拓和基础研究，近几年备受国内外研究机构和学者的关注。但拉曼光谱技术为了获得准确且高强度信号（非增强情况下，拉曼信号强度比荧光信号低5个数量级），必须采用激光激发。激光作为高能量密度的光，在不适当的情况下，由于热效应或光化学反应，极易对生物组织产生损伤，为生物组织的复杂性带来了荧光等因素的干扰，例如其中某些蛋白分子可能在激光作用下发射荧光，这种荧光发射会干扰拉曼信号的检测。由于上述诱导光化学作用与荧光，以及热积累等这些现实问题，现在拉曼光谱技术在活体检测方面，大多处于离体检测分析阶段。
2、由于常规的拉曼检测技术获得的拉曼信号极弱，在生物组织检测上，采用了增强技术，包括针尖共振增强，在生物组织表面喷金属颗粒增强受激拉曼技术。受激拉曼技术是基于不同波长的双光束激光激发生物组织，第二束激光的波长正好匹配第一束激光引起的拉曼散射波长，以此调制第二束激光的反射或透射散射光的光强，检测被增强的拉曼信号，此类检测技术涉及双光路控制而且两束激光共同作用在活体组织上也极易引起损伤。针
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置的新技术方案，解决了活性组织表面不平整造成的成像不稳定，定位控制难度高的技术问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，该装置包括：激光器、双色高反镜、汇聚镜组件、窗口镜片、微纳颗粒层和光纤拉曼光谱仪；所述微纳颗粒层制作在所述窗口镜片与组织接触面上；所述激光器发出激光束，经过所述双色高反镜反射至所述汇聚镜组件，由所述汇聚镜组件汇聚，在所述微纳颗粒层与生物组织的界面聚焦，所述聚焦激光诱导的拉曼信号所述微纳颗粒层的作用下被增强，位于所述微纳颗粒层与生物组织界面产生的逆向的拉曼散射信号，逆激光入射方向经过所述汇聚镜组件收集，以近平行光束的形式透射过所述双色高反镜，耦合到光纤拉曼光谱仪中。
4、优选的，所述双色高反镜的透射波长为635.5~780nm；反射波长为632.5nm。
5、优选的，所述微纳颗粒层的材料为金或银；颗粒尺寸在10~200nm，颗粒覆盖面占比低于20%，光的透射比不低于50%。
6、优选的，所述窗口镜片材料为双面高抛光的透明无荧光融石英，光透射比高于93%。
7、优选的，所述微纳颗粒层利用光刻工艺和热处理技术制备在所述窗口镜片上。
8、优选的，所述汇聚镜组件在垂直激光光轴方向做二维平动，并保持激光汇聚束腰在窗口镜前端。
9、优选的，所述汇聚镜组件的运动范围为1mm×1mm。
10、优选的，还包括：透镜组；所述逆向的拉曼散射信号，逆激光入射方向经过所述汇聚镜组件，以近平行光束的形式透过所述双色高反镜，由所述透镜组收集耦合到光纤拉曼光谱仪中。
11、优选的，所述汇聚镜组件和透镜组在620~780nm光谱范围做增透膜处理。
12、优选的，所述汇聚镜面直径与激光束直径的比在3-10之间。
13、有益效果：本专利技术采用背照式的设计与金属微纳颗粒增强拉曼模式提高了扫描成像的面分辨率；适用在位的活体组织，如脑开颅手术过程，检测病变或坏死的组织；利用采集窗口镜面接触生物组织表面形成平整面，提高了生物组织表面的平整度；窗口可定期更换；将均匀分布的金属颗粒固定在探测窗口面上，在不损伤生物组织的前提下，获得高信噪比的拉曼信号，即在生物组织表面实现拉曼信号增强模式，同时避免了毒性的污染；扫描成像时，光束汇聚与信号收集装置通过简单运动模式实现，即三维扫描降级为二维扫描，提高了信号的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，该装置包括：激光器、双色高反镜、汇聚镜组件、窗口镜片、微纳颗粒层和光纤拉曼光谱仪；所述微纳颗粒层制作在所述窗口镜片与组织接触面上；所述激光器发出激光束，经过所述双色高反镜反射至所述汇聚镜组件，由所述汇聚镜组件汇聚，在所述微纳颗粒层与生物组织的界面聚焦，所述聚焦激光诱导的拉曼信号所述微纳颗粒层的作用下被增强，位于所述微纳颗粒层与生物组织界面产生的逆向的拉曼散射信号，逆激光入射方向经过所述汇聚镜组件收集，以近平行光束的形式透射过所述双色高反镜，耦合到光纤拉曼光谱仪中。
2.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述双色高反镜的透射波长为635.5~780nm；反射波长为632.5nm。
3.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述微纳颗粒层的材料为金或银；颗粒尺寸在10~200nm，颗粒覆盖面占比低于20%，光的透射比不低于50%。
4.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述窗口镜片材料为双面高
5.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述微纳颗粒层利用光刻工艺和热处理技术制备在所述窗口镜片上。
6.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述汇聚镜组件在垂直激光光轴方向做二维平动，并保持激光汇聚束腰在窗口镜前端。
7.根据权利要求6所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述汇聚镜组件的运动范围为1mm×1mm。
8.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，还包括：透镜组；所述逆向的拉曼散射信号，逆激光入射方向经过所述汇聚镜组件，以近平行光束的形式透过所述双色高反镜，由所述透镜组收集耦合到光纤拉曼光谱仪中。
9.根据权利要求8所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述汇聚镜组件和透镜组在620~780nm光谱范围做增透膜处理。
10.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述汇聚镜面直径与激光束直径的比在3-10之间。
...【技术特征摘要】
1.适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，该装置包括：激光器、双色高反镜、汇聚镜组件、窗口镜片、微纳颗粒层和光纤拉曼光谱仪；所述微纳颗粒层制作在所述窗口镜片与组织接触面上；所述激光器发出激光束，经过所述双色高反镜反射至所述汇聚镜组件，由所述汇聚镜组件汇聚，在所述微纳颗粒层与生物组织的界面聚焦，所述聚焦激光诱导的拉曼信号所述微纳颗粒层的作用下被增强，位于所述微纳颗粒层与生物组织界面产生的逆向的拉曼散射信号，逆激光入射方向经过所述汇聚镜组件收集，以近平行光束的形式透射过所述双色高反镜，耦合到光纤拉曼光谱仪中。
2.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述双色高反镜的透射波长为635.5~780nm；反射波长为632.5nm。
3.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述微纳颗粒层的材料为金或银；颗粒尺寸在10~200nm，颗粒覆盖面占比低于20%，光的透射比不低于50%。
4.根据权利要求1所述的适用于脑组织在位检测的拉曼探测头装置，其特征在于，所述窗口镜片材料为双面高抛光的透明无...
【专利技术属性】
技术研发人员：周立祥，张卓迅，周睿峰，罗静彦，高岩昊，张立功，罗劲松，
申请(专利权)人：吉林大学第一医院，
类型：发明
国别省市：
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