專利名稱：激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高通量檢測生物分子反應(yīng)的裝置，特別涉及一種基于激光共聚焦顯微系統(tǒng)的實時觀測和高通量檢測生物分子微陣列(生物芯片)反應(yīng)的斜入射橢偏成像檢測裝置。
背景技術(shù)：
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(xiàn)象，也是現(xiàn)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(tǒng)方法有多種，如放射免疫分析方法、酶連結(jié)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(zhì)間存在著復(fù)雜的相互作用，因而利用這些傳統(tǒng)的研究方法很難準確獲取生物分子之間的相關(guān)的傳遞信息，同時，日益增加的新蛋白和DNA序列數(shù)據(jù)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。上個世紀80年代初期，有人提出通過微電子技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合，制作出具有生物活性的微結(jié)構(gòu)的構(gòu)想來實現(xiàn)高通量檢測生物分子之間的相互作用，這就是生物芯片技術(shù)的原型。但是由于加工技術(shù)等相關(guān)科技手段的限制，直到上個世紀90年代，生物芯片技術(shù)才取得長足的進步。目前生物芯片特別是二維生物芯片已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。伴隨生物芯片技術(shù)發(fā)展起來的芯片檢測技術(shù)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(tǒng)進行高通量檢測微陣列生物分子反應(yīng)，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(fā)生光漂泊現(xiàn)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(zhì)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(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。目前已經(jīng)出現(xiàn)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(tǒng)技術(shù)難以提供的生物分子之間相互作用的信息。但是由于該領(lǐng)域的研究正處于發(fā)展階段，在實際應(yīng)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(fù)色光或多波長激光光源，機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；采用CCD器件，干擾了樣品反射光的偏振態(tài)， 且有很強的本底信號，成像速度慢，無法實現(xiàn)原位高靈敏度在線檢測，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，準確性不夠高等；對于多元陣列既同一芯片上的陣列有不同生化反應(yīng)的精度測量還很難實現(xiàn)， 多數(shù)實驗數(shù)據(jù)是在不精確的實驗設(shè)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。因此橢偏系統(tǒng)仍需優(yōu)化、原理和數(shù)據(jù)處理方法上有待改進和提高。其中方法之一是與其它儀器聯(lián)合使用以提高儀器靈敏度和可靠性，如文獻 (Wei-Liang Hsu, Shu-Sheng Lee, Chih-Kung Lee, J. Biomed. Opt. ,2009,14,024036) 紹了 ffei-Liang Hsu等人將其與表面等離子共振結(jié)合起來提高生物芯片檢測的靈敏度和準確性等，文獻(Schuy S, Faiss S, Yoder NC, Kalsani V, Kumar K, Janshoff A, et al, J. Phys. Chem. B Biointerfaces, 2008,112,8250.)介紹了 Schuy S 等人將其與全內(nèi)反射光譜相結(jié)合來實現(xiàn)高靈敏檢測等。方法之二就是新技術(shù)和有效算法的使用，如文獻(Cormier G，BoudreauR. Opt. Soc. Am，2000，1，129.)中介紹了偏振調(diào)制器的使用和遺傳算法的引入。 斜入射橢偏法是在傳統(tǒng)光學橢偏技術(shù)的基礎(chǔ)上有了很大的靈活性。傳統(tǒng)光學橢偏的入射光是接近正入射，只適用于表面各向異性的材料光學特性的檢測，斜入射差分光學橢偏技術(shù)在斜入射光路中加入了調(diào)整背底強度的器件來消除背底信號，這樣使其測量不限于具有表面光學各向異性的材料，同時采用差分的方法大大提高了精度。如果將激光共聚焦技術(shù)與光學橢偏技術(shù)相結(jié)合，利用斜入射橢偏技術(shù)的高靈敏性，能獲取分子間相互作用的動力學信息，及激光共聚焦技術(shù)的高三維圖像分辨率和較深的穿透性等特點，輔以微流控技術(shù)經(jīng)濟集成的優(yōu)點，有望實現(xiàn)對生物陣列反應(yīng)的原位實時、高通量、定性、定量多元靈敏檢測。而目前國內(nèi)外還沒有集激光共聚焦技術(shù)與光學橢偏技術(shù)于一體的商品化產(chǎn)品。本發(fā)明的裝置可以應(yīng)用于包括小分子，蛋白分子，大分子，納米單體，細胞之間的相互作用及動力學過程實現(xiàn)原位實時，定量、定性靈敏檢測中的應(yīng)用，同時也使研究領(lǐng)域從生物體系擴展至納米、 信息、材料等領(lǐng)域，從而進一步豐富人們對微觀世界的認識和了解，為揭示生命科學、納米科學、信息科學、材料科學研究中的基本物理化學問題提供新的研究方法和手段。本發(fā)明的建立一套激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置，在傳統(tǒng)橢偏原理上又引入了差分偏振法，結(jié)合激光共聚焦技術(shù)靈敏熒光成像的特點，輔以微流控和化學手段避免了非特異吸附，可實現(xiàn)生物芯片的原位、實時、定量、定性、高通量、多元反應(yīng)的精確檢測。同時采用有效的數(shù)學物理方法研究典型生物反應(yīng)機理，拓展了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的開展能夠開發(fā)出我國自主知識產(chǎn)權(quán)的多元生化反應(yīng)檢測系統(tǒng)，提高我國在生物芯片檢測儀器方面的國際競爭力，有巨大應(yīng)用前景和經(jīng)濟價值。研制的成像系統(tǒng)能夠應(yīng)用于不同物種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將激光共聚焦技術(shù)與斜入射橢偏技術(shù)相結(jié)合，利用橢偏檢測技術(shù)的高靈敏性能獲取分子間相互作用的動力學信息，及利用激光共聚焦技術(shù)的高三維圖像分辨率和較深的穿透性等特點，輔以微流控技術(shù)，以實現(xiàn)對生物分子的高通量、原位實時、定量靈敏檢測，從而提供一種既能原位定性定量檢測又能實時觀測生物分子反應(yīng)的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置。本發(fā)明的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置是基于激光共聚焦顯微系統(tǒng)，所采用的原件均為市售產(chǎn)品；所述的裝置包括樣品平臺、手動機械轉(zhuǎn)角裝置、橢偏檢測單元、共聚焦單元、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。一具有三維電動調(diào)節(jié)機構(gòu)的所述的樣品平臺上有載有生物樣品微陣列的樣品基片，在所述的樣品基片下方有多通道恒溫流通池；所述的多通道恒溫流通池的進液口通過管路與多通道注射泵的出液口相連接，多通道恒溫流通池的出液口通過管路與多通道注射泵的進液口相連接，以使多通道恒溫流通池中的液體循環(huán)流通；所述的共聚焦單元包括一倒置激光共聚焦顯微鏡，在倒置激光共聚焦顯微鏡的載物臺位置安置所述的多通道恒溫流通池；所述的手動機械轉(zhuǎn)角裝置包括固定在所述的樣品平臺對應(yīng)兩邊的兩個對稱豎直放置的帶有凹槽的平板，及兩個分別安裝在兩個凹槽中的機械臂；所述的機械臂可在豎直方向上進行角度0-90°之間的隨意調(diào)節(jié)(通過手動控制機械臂的轉(zhuǎn)動，可以調(diào)節(jié)聚焦在樣品上的入射光束和出射光束的角度)；所述的橢偏檢測單元包括安裝在所述的一機械臂上的沿入射光路方向順序設(shè)置的激光器、起偏器、光彈調(diào)制器、相移器和聚焦透鏡，安裝在所述的另一機械臂上的沿反射光路方向順序設(shè)置的聚焦透鏡、斬波器、偏振分析器和光電探測器；所述的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機；所述的鎖相放大器的數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的光電探測器的數(shù)據(jù)出口端相連接，鎖相放大器的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)入口端相連接， 所述的數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的一數(shù)據(jù)入口端相連接，計算機的另一數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的多通道注射泵的控制器相連接。所述的多通道恒溫流通池采用石英玻璃或毛玻璃做四壁和底面，由橡膠密封圈實現(xiàn)密封。所述的數(shù)據(jù)采集卡帶有BNC適配器和數(shù)據(jù)采集軟件，數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集， 并由數(shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)處理軟件進行簡單的數(shù)據(jù)處理。所述的BNC適配器接收所述的鎖相放大器的輸出數(shù)據(jù)信號，由數(shù)據(jù)采集卡采集 BNC適配器輸出的數(shù)據(jù)，并傳送給所述的計算機，計算機對數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送來的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)存儲、分析和處理并成像。所述的沿入射光路上方向順序設(shè)置的激光器、起偏器、光彈調(diào)制器、相移器和聚焦透鏡，沿反射光路方向順序設(shè)置的聚焦透鏡、斬波器、偏振分析器和光電探測器分別集成在兩個機械臂上，兩個機械臂分別安裝在兩個對稱的帶有凹槽的平板上，通過手動轉(zhuǎn)動機械臂，可以調(diào)節(jié)聚焦在樣品基片上的入射光束和反射光束的角度。所述的橢偏檢測單元中的激光器是波長為632. Snm的He-Ne激光器。所述的光彈調(diào)制器的調(diào)制頻率0 = 50kHz。所述的樣品基片是普通蓋玻片或載玻片。上述激光器輸出的光通過起偏器成線偏振光后，經(jīng)過光彈調(diào)制器產(chǎn)生P偏振光和 S偏振光的周期變化，再經(jīng)過相移器進入聚焦透鏡聚焦后照射到樣品上，反射光進入聚焦透鏡后，再經(jīng)斬波器和偏振分析器后，由光電探測器接收，再由數(shù)據(jù)線輸出到鎖相放大器進行振幅與位相分離后再由數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，并由計算機中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成圖像。 本發(fā)明結(jié)合倒置激光共聚焦顯微鏡和橢偏檢測的優(yōu)點，可以同時對生物樣品間的反應(yīng)進行定量定性橢偏信號檢測的同時進行熒光成像觀察。本發(fā)明具有(1)本發(fā)明采用光路不動，樣品做二維移動的方式，結(jié)合斜入射和位相調(diào)制方式， 提高了信噪比和檢測靈敏度。(3)本發(fā)明可實現(xiàn)固相和液相生物樣品的高通量檢測。(3)本發(fā)明的裝置中結(jié)合了微流控技術(shù)，能夠真正實現(xiàn)多種反應(yīng)同時高通量檢測。
(4)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，能應(yīng)用于化學、生物、醫(yī)學、材料、環(huán)境、安全等多個領(lǐng)域。為納米科學、材料科學、生物化學及交叉領(lǐng)域的科學問題的深入研究提供新的高效率研究手段。


圖1.本發(fā)明的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.本發(fā)明實施例1的采用激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置對在同一蓋玻片上進行不同生物蛋白分子檢測的結(jié)果；其中，圖加和圖2b分別為橢偏成像和共聚焦熒光成像結(jié)果。附圖標記 1. He-Ne 激光器4.相移器7.倒置激光共聚焦顯微鏡10.斬波器13.鎖相放大器16.載有生物樣品微陣列的蓋玻片
2.起偏器 5.聚焦透鏡 8.多通道注射泵 11.偏振分析器 14.數(shù)據(jù)采集卡
3.光彈調(diào)制器 6.多通道恒溫流通池 9.聚焦透鏡 12.光電探測器 15.計算機
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明做進一步的解釋和說明。實施例1請參見圖1，激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置包括樣品平臺、手動機械轉(zhuǎn)角裝置、橢偏檢測單元、共聚焦單元、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。一具有三維電動調(diào)節(jié)機構(gòu)的所述的樣品平臺上有載有生物樣品微陣列的蓋玻片 16，在所述的蓋玻片下方有尺寸為15mmX15mmX3mm的多通道恒溫流通池6，所述的多通道恒溫流通池6是采用石英玻璃聚四氟乙烯材料做四壁和底面，由橡膠密封圈密封。所述的多通道恒溫流通池6的進液口通過管路與多通道注射泵8的出液口相連接，多通道恒溫流通池6的出液口通過管路與多通道注射泵8的進液口相連接，多通道注射泵作為多通道恒溫流通池中液體的流通動力源，以使多通道恒溫流通池中的液體循環(huán)流
ο所述的共聚焦單元包括一倒置激光共聚焦顯微鏡7，在倒置激光共聚焦顯微鏡7 的載物臺位置安置所述的多通道恒溫流通池6。所述的手動機械轉(zhuǎn)角裝置包括固定在所述的樣品平臺對應(yīng)兩邊的兩個對稱豎直放置的帶有凹槽的平板，及兩個分別安裝在兩個凹槽中的機械臂；所述的機械臂可在豎直方向上進行角度0-90°之間的隨意調(diào)節(jié)。所述的橢偏檢測單元包括安裝在上述兩機械臂中的一機械臂上的沿入射光路方向順序設(shè)置的激光器1、起偏器2、光彈調(diào)制器3、相移器4和聚焦透鏡5，安裝在上述兩機械臂中的另一機械臂上的沿反射光路方向順序設(shè)置的聚焦透鏡9、斬波器10、偏振分析器11 和光電探測器12 ；激光器1輸出的光通過起偏器2成線偏振光后，經(jīng)光彈調(diào)制器3及相移器4后，由聚焦透鏡5聚焦后入射到樣品臺上的載有生物樣品微陣列的蓋玻片16上；經(jīng)生物樣品的反射，經(jīng)由聚集透鏡9進入斬波器10，再由偏振分析器11后被光電探測器12接收后，再由數(shù)據(jù)線輸出。所述的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括鎖相放大器13、帶有BNC適配器和數(shù)據(jù)采集軟件的數(shù)據(jù)采集卡14和計算機15。所述的鎖相放大器13的數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的光電探測器12的數(shù)據(jù)出口端相連接，鎖相放大器13的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的數(shù)據(jù)采集卡14的數(shù)據(jù)入口端相連接，所述的數(shù)據(jù)采集卡14的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機15的一數(shù)據(jù)入口端相連接，計算機15的另一數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的多通道注射泵8的控制器相連接。本裝置中的激光器是采用功率為10mW，波長為632. Snm的He-Ne激光器作為光源，出光孔徑為3mm ；從激光器1出射的激光束經(jīng)由起偏器(NewFocus 5524)校正偏振方向后變成偏振方向平行于入射面的線偏振光，經(jīng)PEM100光彈調(diào)制器(調(diào)制頻率0 = 50kHz) 后產(chǎn)生P偏振光和S偏振光建的周期變化(調(diào)制周期為50kHz)，再經(jīng)相移器補償(多級半玻片)調(diào)節(jié)相位后聚焦到載有生物樣品微陣列的蓋玻片上；所述的蓋玻片上用化學的方法修飾有生物敏感膜如IgG抗體分子陣列，通過手控轉(zhuǎn)角裝置調(diào)節(jié)光束的入射角度，使入射光入射角在80-90°間，蓋玻片帶有生物樣品一面的下面的多通道恒溫流通池里流通有anti-IgG，并與生物分子微陣列接觸發(fā)生反應(yīng)，通過多通道注射泵(74901-15 :0. OOlul/ hr 147ml/hr流速，適配IOul 140ml注射器，最小步進為9. 5 X 10-6mm/min，可以實現(xiàn) 10個通道同時自動吸注)控制anti-IgG反應(yīng)物進出多通道恒溫流通池與生物分子微陣列反應(yīng)引起折射率改變，折射率的改變引起橢偏檢測信號的變化。所述多通道恒溫流通池的溫度范圍為20°C 45°C，精度士0. 5°C，anti-IgG反應(yīng)物進出多通道恒溫流通池的流速范圍為0. 005 380ml/min，精度為士 1%。；所述的載有生物樣品的蓋玻片16采用市場上購買的K9玻璃，蓋玻片固定于一市場上可以買到的三維電動調(diào)載物臺上，載物臺與倒置激光共聚焦顯微鏡配套使用。所述的倒置激光共聚焦顯微鏡(Nikon Cl Si)分辨率為2um。經(jīng)生物樣品表面反射的光經(jīng)聚焦透鏡9后，由斬波器10 (Stanford ResearchSystems SR540)斬波和偏振分析器 11 (CVI Laser CPAD-10. 0-425-675)后由光電探測器12 (硅光電二極管9863/100B)接收；鎖相放大器13 (StanfordResearch Systems SR830 DSP)通過數(shù)據(jù)線收到光電探測器12的光信號，光信號轉(zhuǎn)換成電信號后由數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)讀取。本發(fā)明的裝置是采用固定光路樣品二維移動的方式，具體是將兩個分別集成有入射光路和反射光路元件的機械臂(鋁合金加工而成)的側(cè)面通過螺釘固定在同一個帶有凹槽的平板上，兩個機械臂可以在凹槽中進行垂直于水平面的轉(zhuǎn)動，可同時以同一點為軸轉(zhuǎn)動，從而可以按照實驗的需要在80° 90°之間調(diào)節(jié)光束的入射角度，由此組成手動機械轉(zhuǎn)角裝置；同時樣品置于可精密移動的電動控制樣品臺上，這樣實現(xiàn)了樣品移動光路固定的檢測裝置。所述的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括鎖相放大器13、帶有BNC適配器(BNC-2110) 和Labview編寫的數(shù)據(jù)采集軟件的數(shù)據(jù)采集卡14(PCI_6220)和計算機15。鎖相放大器13 輸出的電信號首先經(jīng)由BNC適配器進行分通道處理，鎖相放大器輸出的信號被分成振幅信息和位相信息兩個部分，然后將鎖相放大器的振幅信息和位相信息分別送入數(shù)據(jù)采集卡采集，最后把采集到的數(shù)據(jù)傳送給用Labview編寫的數(shù)據(jù)處理程序進行存儲、分析和處理，同時倒置激光共聚焦顯微鏡對反應(yīng)過程進行成像，結(jié)果輸入到計算機15與橢偏檢測信號數(shù)據(jù)實時對比。采用上述實驗裝置能夠檢測到折射率變化2X10_4，樣品檢測靈敏度達到10_"g/ ml，并達到熒光圖像分辨率為2 μ m,縱向分辨率為0. 05nm。圖2為采用激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置對在同一蓋玻片上進行不同生物蛋白分子與被檢測單一目標相互作用的結(jié)果。蓋玻片上有3X4生物分子陣列，第一列為牛血清蛋白(BSA)，第二列為前列腺特異性抗體(anti-PSA)，第三列為羊抗鼠IgG(Goat Anti-Mouse IgG)，第四列為癌胚抗體(anti-CEA)。通過四通道注射泵為多通道樣品池中每個通道注入相同濃度的Cy3熒光標記前列腺特性抗原(PSA)，通入PSA 后只有第二列的anti-PSA與其能夠發(fā)生相互作用，圖加和圖2b分別為使用本發(fā)明的裝置得到的斜入射橢偏和共聚焦熒光成像的結(jié)果。在圖加中只有第二列的斜入射橢偏成像在 PSA通入前后有明顯的變化，第一列基本沒有變化，第三和第四列變化均不明顯。圖2b中只有第二列在通入PSA后有明顯的熒光。通過圖加和圖2b的比較，進一步確定只有anti-PSA 才能與PSA發(fā)生特異性反應(yīng)。以上結(jié)果表明本發(fā)明的裝置可以同時實現(xiàn)高通量生物分子反應(yīng)的激光共聚焦和橢偏成像，能夠?qū)ι锓肿臃磻?yīng)進行定量和定性靈敏檢測，熒光圖像可以排除橢偏成像中的非特異性吸附，使得檢測結(jié)果更加準確。實施例2裝置的結(jié)構(gòu)與實施例1相同，只是硅光電二極管12采用型號為9863/100B的光電倍增管，其它與實施例1相同，本實施例的裝置的靈敏度和檢測精度能提高2個數(shù)量極。實施例3裝置的結(jié)構(gòu)與實施例1相同，只是硅光電二極管12采用感光面積為1.0mm2的方形高速感應(yīng)硅光二極管(BPX-65)組成30X30 二維陣列，其它與實施例1相同，本實施例的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對面積為9(cm)2微陣列生物樣品進行檢測。實施例4裝置的結(jié)構(gòu)與實施例1相同，只是硅光電二極管12采用1300X10M的C⑶面陣 (AM1300)，其它與實施例1相同，本實施例的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對面積為9(cm)2微陣列生物樣品進行檢測。實施例5采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將愛滋病毒1型(HIV-I)核心蛋白PM的抗體修飾在蓋玻片表面上，多通道恒溫流通池中流有不同濃度的愛滋病毒ι型 (HIV-I)核心蛋白pM的抗原，其它與實施例1相同，可以對愛滋病毒1型同時進行多種濃度診斷檢測的動力學分析。實施例6采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將蓋玻片表面修飾有可以識別汞離子的熒光探針，多通道恒溫流通池中流有被汞離子污染的生物細胞蛋白，其它與實施例1相同，可以對生物體內(nèi)的汞離子進行檢測。實施例7
采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將蓋玻片表面修飾有可以識別鋅離子的熒光探針，多通道恒溫流通池中流有被鋅離子污染的生物細胞蛋白，其它與實施例1相同，可以對生物體內(nèi)的鋅離子進行檢測。實施例8采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將蓋玻片表面修飾有可以識別鎂離子的熒光探針，多通道恒溫流通池中流有被鎂離子污染的生物細胞蛋白，其它與實施例1相同，可以對生物體內(nèi)的鎂離子進行檢測。實施例9將表面修飾有生物分子的蓋玻片倒放，即將有樣品的面向上，在不使用施例1中的多通道流通池和多通道注射泵情況下，可實現(xiàn)對點樣儀制備的固體蛋白質(zhì)芯片的高通量檢測。實施例10采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將蓋玻片表面修飾有可以識別氟離子的熒光探針，多通道恒溫流通池中流有被氟離子污染的生物細胞蛋白，其它與實施例1相同，可以對生物體內(nèi)的氟離子進行檢測。實施例11采用實施例1的裝置，只是采用化學修飾的方法，將蓋玻片表面修飾有可以同時識別汞離子、鋅離子、鎂離子、氟離子和鎘離子的熒光探針，多通道恒溫流通池中流有被汞離子、鋅離子、鎂離子、氟離子和鎘離子污染的生物細胞蛋白，其它與實施例1相同，可以對生物體內(nèi)的汞離子、鋅離子、鎂離子、氟離子和鎘離子進行同時檢測。實施例12將甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、糖鏈抗原19_19 (CA199)、糖鏈抗原 24-2 (CA242)、糖鏈抗原125 (CA125)、糖鏈抗原15-3 (CA153)、游離前列腺特意性抗原 (F-PSA)、前列腺特意性抗原(PSA)、神經(jīng)元烯醇化酶(NSE)、絨毛膜促性腺激素(HCG)、人生長素(HGH)、鐵蛋白(Ferritin)等腫瘤標記物修飾到同一片蓋玻上，其它與實施例1相同， 可以同時實現(xiàn)對多種腫瘤標記物的實時定量檢測。
權(quán)利要求
1.一種激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置，所述的裝置包括樣品平臺、手動機械轉(zhuǎn)角裝置、橢偏檢測單元、共聚焦單元、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；其特征是一具有三維電動調(diào)節(jié)機構(gòu)的所述的樣品平臺上有載有生物樣品微陣列的樣品基片，在所述的樣品基片下方有多通道恒溫流通池；所述的多通道恒溫流通池的進液口通過管路與多通道注射泵的出液口相連接，多通道恒溫流通池的出液口通過管路與多通道注射泵的進液口相連接；所述的共聚焦單元包括一倒置激光共聚焦顯微鏡，在倒置激光共聚焦顯微鏡的載物臺位置安置所述的多通道恒溫流通池；所述的手動機械轉(zhuǎn)角裝置包括固定在所述的樣品平臺對應(yīng)兩邊的兩個對稱豎直放置的帶有凹槽的平板，及兩個分別安裝在兩個凹槽中的機械臂；所述的機械臂可在豎直方向上進行角度0-90°之間的隨意調(diào)節(jié)；所述的橢偏檢測單元包括安裝在所述的一機械臂上的沿入射光路方向順序設(shè)置的激光器、起偏器、光彈調(diào)制器、相移器和聚焦透鏡，安裝在所述的另一機械臂上的沿反射光路方向順序設(shè)置的聚焦透鏡、斬波器、偏振分析器和光電探測器；所述的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機； 所述的鎖相放大器的數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的光電探測器的數(shù)據(jù)出口端相連接，鎖相放大器的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)入口端相連接，所述的數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)出口端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的一數(shù)據(jù)入口端相連接，計算機的另一數(shù)據(jù)入口端通過數(shù)據(jù)線與所述的多通道注射泵的控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置， 其特征是所述的多通道恒溫流通池是采用石英玻璃或毛玻璃做四壁和底面，由橡膠密封圈實現(xiàn)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置， 其特征是所述的數(shù)據(jù)采集卡帶有BNC適配器和數(shù)據(jù)采集軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置， 其特征是所述的激光器是波長為632. Snm的He-Ne激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置， 其特征是所述的光彈調(diào)制器的調(diào)制頻率0 = 50kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置， 其特征是所述的樣品基片是蓋玻片或載玻片。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光共聚焦斜入射橢偏高通量生物分子反應(yīng)成像檢測裝置。在樣品平臺上有載有生物樣品微陣列的樣品基片，樣品基片下方有進出液口與多通道注射泵相連接的多通道恒溫流通池；在一倒置激光共聚焦顯微鏡的載物臺位置安置多通道恒溫流通池；在樣品平臺的對應(yīng)兩邊分別有兩個對稱豎直放置帶有凹槽的平板，且在凹槽中分別安裝有沿入射光路方向順序設(shè)置的激光器、起偏器、光彈調(diào)制器、相移器和聚焦透鏡的機械臂，和沿反射光路方向順序設(shè)置的聚焦透鏡、斬波器、偏振分析器和光電探測器的機械臂；一鎖相放大器的數(shù)據(jù)入出口端分別與光電探測器的數(shù)據(jù)出口端及數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)入口端相連接，計算機分別與數(shù)據(jù)采集卡和多通道注射泵的控制器相連接。
文檔編號G01N21/64GK102262052SQ201010183340
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者劉衛(wèi)敏, 張洪艷, 汪鵬飛 申請人:中國科學院理化技術(shù)研究所