體液拉曼光譜檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種體液拉曼光譜檢測裝置，包括樣品管和樣品池；樣品管包括管體和管蓋，管體的側(cè)面上設置有激光檢測窗口或/和表面增強拉曼散射芯片模塊；樣品池包括樣品池座、樣品架、樣品池蓋和驅(qū)動裝置；樣品架上設置有樣品管的豎向固定裝置，樣品池座上設置有橫向拉曼激光入射口；或者樣品架上設置有樣品管的橫向固定裝置，樣品池蓋上設置有豎向拉曼激光入射口。檢測時，將體液樣品裝入樣品管中，將樣品管插在樣品架上，再蓋上樣品池蓋，即可對體液樣品如血液、汗液、唾液、尿液等進行檢測，通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動樣品架，可快速對多個樣品進行檢測，檢測時間短，可滿足進出口檢驗檢疫和現(xiàn)場刑偵檢測的樣品非接觸、無損、快速準確等檢測需求。
【專利說明】體液拉曼光譜檢測裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉曼光譜檢測裝置，特別涉及一種體液拉曼光譜檢測裝置。

【背景技術】
[0002]當生物體組織處于不同狀態(tài)或生理狀況發(fā)生變化時，體內(nèi)外的代謝物質(zhì)在體液中將有所反映，通過分析生物體體液成分實現(xiàn)其狀態(tài)的檢測和診斷是國內(nèi)外學術界研究的熱點。
[0003]目前，針對體液鑒別的技術手段有用顯微鏡檢查體液中的細胞種類和大小、用氣相色譜液相色譜和質(zhì)譜分析鑒定、用酶聯(lián)免疫吸附試驗等方法對體液成分進行檢測分析。但這些檢測方法存在假陽性率較高，測試方法復雜，儀器昂貴，耗時較長等不同問題和瓶頸。
[0004]長期以來，在疾病診斷、刑偵檢測、海關進出口檢驗檢疫等領域，科研人員一直試圖研制出一種快速簡便、無需樣本前處理的體液分析方法。
[0005]拉曼光譜是重要的現(xiàn)代光譜技術之一，是鑒別物種強有力的工具。利用拉曼光譜技術對樣品進行無損分析，具有測試樣品非接觸、非破壞等優(yōu)點，此外還具有測試時間短、樣品所需量小、樣品無需制備，在分析過程中不會對樣品造成化學的、機械的、光化學和熱的分解等特點，是分析科學領域的研究熱點。拉曼光譜是一種散射光譜，它包含了分子振動、轉(zhuǎn)動等指紋信息，可以對樣品進行快速、無損分析。此外，由于水對拉曼光譜的影響很小，所以拉曼光譜可以在接近自然狀態(tài)或活性狀態(tài)下來研究生物體系的結(jié)構(gòu)及其變化。近年來，隨著納米科技的快速發(fā)展，表面增強拉曼光譜散射(Surface Enhanced RamanScattering, SERS)技術的出現(xiàn)極大地提高了拉曼光譜技術探測物質(zhì)的靈敏度。其利用物質(zhì)分子與金屬納米結(jié)構(gòu)相互作用，局域表面等離子激元被激發(fā)引起的電磁增強(即物理增強)，以及金屬納米結(jié)構(gòu)表面與吸附其上的物質(zhì)分子形成拉曼增強的活性點(即化學增強)，這兩者的作用使被測物的拉曼散射產(chǎn)生拉曼增強效應，其增強能力可達14?107。此夕卜，用拉曼分析體液樣品無需標記和前處理，因此拉曼光譜技術將在體液樣品分析檢測中極具潛力。
[0006]然而，目前缺乏用于體液樣品特別是血液樣品拉曼光譜分析測試的相關裝置和方法，因而無法滿足進出口檢驗檢疫和現(xiàn)場刑偵檢測的樣品非接觸、無損、快速準確等檢測需求，也限制了其在各個領域的應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種體液拉曼光譜檢測裝置，以解決目前缺乏用于體液樣品拉曼光譜分析測試的相關裝置，以滿足進出口檢驗檢疫和現(xiàn)場刑偵檢測的樣品非接觸、無損、快速準確等檢測需求。
[0008]本發(fā)明體液拉曼光譜檢測裝置，
[0009]包括樣品管和樣品池；
[0010]所述樣品管包括管體和管蓋，所述管體的側(cè)面上設置有激光檢測窗口或/和表面增強拉曼散射芯片模塊；
[0011]所述樣品池包括樣品池座、設置于樣品池座內(nèi)的樣品架、與樣品池座可拆分式連接的樣品池蓋、以及驅(qū)動樣品架繞豎向軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置；
[0012]所述樣品架上設置有使樣品管豎向固定在樣品架上的豎向固定裝置，所述樣品池座上設置有橫向拉曼激光入射口 ；或者所述樣品架上設置有使樣品管橫向固定在樣品架上的橫向固定裝置，所述樣品池蓋上設置有豎向拉曼激光入射口。
[0013]進一步，所述豎向固定裝置為設置在樣品架上的豎向樣品管插孔，所述樣品架上還設置有沿橫向與豎向樣品管插孔貫通的拉曼檢測孔。
[0014]進一步，所述橫向固定裝置為設置在樣品架上端的橫向樣品管卡槽。
[0015]進一步，所述表面增強拉曼散射芯片模塊為盒型結(jié)構(gòu)，盒型結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔為真空空腔，所述真空空腔與入射激光正對的側(cè)壁上設置有具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)；所述樣品管和表面增強拉曼散射芯片模塊上設置有將樣品管中樣品轉(zhuǎn)入真空空腔的開關裝置。
[0016]進一步，所述表面增強拉曼散射芯片模塊設置于樣品管內(nèi)，所述盒型結(jié)構(gòu)的頂部設置有樣品流入口，所述樣品管側(cè)壁上設置有與表面增強拉曼散射芯片模塊位置對應的激光檢測窗口 ；所述開關裝置包括密封樣品流入口的密封膜或封孔開關、以及設置在管蓋上用于刺穿密封膜或啟閉封口開關的頂桿，所述管蓋的頂部由彈性材料制成。
[0017]進一步，所述封孔開關包括鉸接在盒型結(jié)構(gòu)頂部的杠桿、連接在杠桿一端的密封墊和連接在杠桿另一端與盒型結(jié)構(gòu)上的彈簧，所述密封墊在彈簧推力下壓貼在樣品流入口上。
[0018]進一步，所述表面增強拉曼散射芯片模塊設置于樣品管外，所述開關裝置包括連接樣品管和真空空腔的引流管和設置在引流管上的閥門。
[0019]進一步，所述具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)材料為Au，Ag，Pt或Cu。
[0020]進一步，所述樣品池座的內(nèi)壁上涂有吸光材料。
[0021]進一步，所述樣品管上設置有與激光檢測窗口中心正對的第一定位槽，所述樣品架上設置有與豎向樣品管插孔和拉曼檢測孔的中心正對的第二定位槽，所述樣品池座上設置有與橫向拉曼激光入射口中心相對的第三定位槽。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]1、本發(fā)明體液拉曼光譜檢測裝置，將體液樣品裝入樣品管中，將樣品管插在樣品架上，再蓋上樣品池蓋，即可對體液樣品如血液、汗液、唾液、尿液等進行檢測，并且通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動樣品架，可快速對多組樣品進行檢測，檢測時間短，可滿足進出口檢驗檢疫和現(xiàn)場刑偵檢測的樣品非接觸、無損、快速準確等檢測需求。
[0024]2、本發(fā)明體液拉曼光譜檢測裝置，其表面增強拉曼散射芯片模塊的內(nèi)腔為真空結(jié)構(gòu)，可在使用前避免具有表面增強拉曼活性的納米結(jié)構(gòu)暴露于空氣中而失去活性，同時在使用時通過按壓樣品管管蓋，通過管蓋上的頂桿刺破密封膜或開啟封孔開關，樣品即可流入真空空腔進行檢測，使用方便，檢測速度快。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明設置有橫向拉曼激光入射口的體液拉曼光譜檢測裝置的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為表面增強拉曼散射芯片模塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為設有密封膜的表面增強拉曼散射芯片模塊的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為設有封孔開關的表面增強拉曼散射芯片模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為表面增強拉曼散射芯片模塊設置在管體外的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7為設置有豎向拉曼激光入射口的體液拉曼光譜檢測裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖標記說明:1_管體，2-管蓋，10-表面增強拉曼散射芯片模塊，3-樣品池座，4-樣品架，5-樣品池蓋，6-驅(qū)動裝置，7-橫向拉曼激光入射口，8-樣品管插孔，9-拉曼檢測孔，101-真空空腔，102-納米結(jié)構(gòu)，103-樣品流入口，104-激光檢測窗口，11-密封膜，12-頂桿，13-杠桿，14-密封墊，15-彈簧，16-引流管，17-閥門，18-第一定位槽，19-第二定位槽，20-第三定位槽，21-橫向固定裝置，22-豎向拉曼激光入射口。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0034]實施例一:如圖所示，本實施例體液拉曼光譜檢測裝置，包括樣品管和樣品池；
[0035]所述樣品管包括管體I和管蓋2，所述管體I的側(cè)面上設置有表面增強拉曼散射芯片模塊10 ;在具體實施例中，所述表面增強拉曼散射芯片模塊10可與樣品管制成一體，或者可在管體I的側(cè)面上設置插接槽等連接結(jié)構(gòu)來固定表面增強拉曼散射芯片模塊10 ;同時在具體實施中，所述樣品管可以為圓柱體管或長方體管等形狀。
[0036]所述樣品池包括樣品池座3、設置于樣品池座3內(nèi)的樣品架4、與樣品池座3可拆分式連接的樣品池蓋5、以及驅(qū)動樣品架4繞豎向軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置6 ；
[0037]所述樣品架4上設置有使樣品管豎向固定在樣品架上的豎向固定裝置，所述樣品池座3上設置有橫向拉曼激光入射口 7。
[0038]本實施例中，所述豎向固定裝置為設置在樣品架4上的豎向樣品管插孔8，所述樣品架4上還設置有沿橫向與豎向樣品管插孔8貫通的拉曼檢測孔9 ;當然在不同實施例中，所述豎向固定裝置還可為設置在樣品架4上的管夾、豎向插槽等其它結(jié)構(gòu)。
[0039]本實施例中，所述表面增強拉曼散射芯片模塊10為盒型結(jié)構(gòu)，盒型結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔為真空空腔101，所述真空空腔101與入射激光正對的側(cè)壁上設置有具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)102 ;所述樣品管和表面增強拉曼散射芯片模塊10上設置有將樣品管中樣品轉(zhuǎn)入真空空腔101的開關裝置。
[0040]本實施例中，所述表面增強拉曼散射芯片模塊10設置于樣品管內(nèi)，所述盒型結(jié)構(gòu)的頂部設置有樣品流入口 103，所述樣品管側(cè)壁上設置有與表面增強拉曼散射芯片模塊位置對應的激光檢測窗口 104，激光檢測窗口的材料可為石英、玻璃、塑料等。所述開關裝置包括密封樣品流入口的密封膜11、以及設置在管蓋2上用于刺穿密封膜11的頂桿12，所述管蓋2的頂部由彈性材料制成；檢測時用手按壓管蓋2的頂部，頂桿12下行刺破密封膜11，樣品即可從樣品管流入芯片的真空空腔內(nèi)。
[0041]在不同實施中，所述開關裝置還可為其它結(jié)構(gòu)，如可以用封口開關來替代本實施例中的密封膜11。如圖5所示，所述封孔開關包括鉸接在盒型結(jié)構(gòu)頂部的杠桿13、連接在杠桿13 —端的密封墊14和連接在杠桿13另一端與盒型結(jié)構(gòu)上的彈簧15，所述密封墊14在彈簧15推力下壓貼在樣品流入口上；檢測時，用手按壓管蓋2的頂部，頂桿12下行對杠桿13施加壓力，使杠桿13克服彈簧15的推力繞鉸接中心轉(zhuǎn)動，密封墊14上行，樣品便流入芯片的真空空腔中；松開按壓管蓋2的手，杠桿13在彈簧15推力下復位，密封墊14又重新將樣品流入口 103密封；采用本結(jié)構(gòu)開關裝置，其可避免進入芯片的樣品回流至樣品管中對樣品管中的樣品造成污染。
[0042]并且在不同實施例中，所述表面增強拉曼散射芯片模塊10還可設置于樣品管外，此結(jié)構(gòu)中管體I上可不設置激光檢測窗口，如圖6所示，所述開關裝置包括連接樣品管和真空空腔的引流管16和設置在引流管16上的閥門17，檢測時啟閉閥門17即可將樣品管中樣品轉(zhuǎn)入芯片的真空空腔中進行檢測。而且對于某些檢測樣品，還可不采用表面增強拉曼散射芯片模塊10，將拉曼激光直接引入管體I的側(cè)面上的激光檢測窗口 7，也能實現(xiàn)檢測目的。
[0043]本實施例體液拉曼光譜檢測裝置在檢測時，將體液樣品裝入樣品管，將樣品管插在樣品架4上的樣品管插孔8中，再蓋上樣品池蓋5，將拉曼激光導入樣品池座3上的橫向拉曼激光入射口 7，通過驅(qū)動裝置6控制樣品架4轉(zhuǎn)動，使拉曼檢測孔9與入射的拉曼激光正對，即可對體液樣品如血液、汗液、唾液、尿液等進行檢測。本體液拉曼光譜檢測裝置，其樣品架4上可設置多支樣品管，通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動樣品架，能快速對多個樣品進行檢測，檢測時間短，可滿足進出口檢驗檢疫和現(xiàn)場刑偵檢測的樣品非接觸、無損、快速準確等檢測需求。
[0044]本實施例中，所述具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)102為Au納米結(jié)構(gòu)層，當然在不同實施例例中也可采用Ag,Pt或Cu等其它材料的納米結(jié)構(gòu)層,納米結(jié)構(gòu)102可采用化學自組裝、真空蒸鍍等方法加工制備在真空空腔101的側(cè)壁上。
[0045]本實施例中，所述樣品池座3的內(nèi)壁上涂有吸光材料，用來降低外部雜散光對拉曼檢測效果的影響；在測試時，蓋上樣品池蓋5后，樣品池內(nèi)腔成為暗室，通過在樣品池座3的內(nèi)壁上涂吸光材料，可進一步避免內(nèi)壁反光等對測試結(jié)果造成影響。
[0046]本實施例中，所述樣品管上設置有與激光檢測窗口 104中心正對的第一定位槽18，所述樣品架4上設置有與豎向樣品管插孔8和拉曼檢測孔9的中心正對的第二定位槽19，所述樣品池座3上設置有與橫向拉曼激光入射口 7中心相對的第三定位槽20。
[0047]在檢測時，將管體I和管蓋2上的第一定位槽18對齊，即可快速的使頂桿12和樣品流入口 103正對，將第一定位槽18和第二定位槽19對齊，即可快速的使表面增強拉曼散射芯片模塊10和拉曼檢測孔9正對，將第二定位槽19和第三定位槽20對齊，即可快速的使拉曼檢測孔9和橫向拉曼激光入射口 7正對，從而在檢測時可大幅減少體液拉曼光譜檢測裝置的組裝調(diào)試時間，提高工作效率。
[0048]實施例二:如圖7所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于所述樣品架4上設置有使樣品管橫向固定在樣品架上的橫向固定裝置21，所述樣品池蓋5上設置有豎向拉曼激光入射口 22。本實施例中，所述橫向固定裝置21為設置在樣品架4上端的橫向樣品管卡槽，本實施例的其它結(jié)構(gòu)和實施例一相同，在此不再一一贅述。對比文件I適用于激光從水平方向投射的拉曼激光檢測儀器，而實施例適用于激光從上向下投射的拉曼激光檢測儀器。
[0049]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于: 包括樣品管和樣品池； 所述樣品管包括管體和管蓋，所述管體的側(cè)面上設置有激光檢測窗口或/和表面增強拉曼散射芯片模塊； 所述樣品池包括樣品池座、設置于樣品池座內(nèi)的樣品架、與樣品池座可拆分式連接的樣品池蓋、以及驅(qū)動樣品架繞豎向軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置； 所述樣品架上設置有使樣品管豎向固定在樣品架上的豎向固定裝置，所述樣品池座上設置有橫向拉曼激光入射口 ；或者所述樣品架上設置有使樣品管橫向固定在樣品架上的橫向固定裝置，所述樣品池蓋上設置有豎向拉曼激光入射口。
2.根據(jù)權利要求1所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述豎向固定裝置為設置在樣品架上的豎向樣品管插孔，所述樣品架上還設置有沿橫向與豎向樣品管插孔貫通的拉曼檢測孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述橫向固定裝置為設置在樣品架上端的橫向樣品管卡槽。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述表面增強拉曼散射芯片模塊為盒型結(jié)構(gòu)，盒型結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔為真空空腔，所述真空空腔與入射激光正對的側(cè)壁上設置有具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)；所述樣品管和表面增強拉曼散射芯片模塊上設置有將樣品管中樣品轉(zhuǎn)入真空空腔的開關裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述表面增強拉曼散射芯片模塊設置于樣品管內(nèi)，所述盒型結(jié)構(gòu)的頂部設置有樣品流入口，所述樣品管側(cè)壁上設置有與表面增強拉曼散射芯片模塊位置對應的激光檢測窗口 ；所述開關裝置包括密封樣品流入口的密封膜或封孔開關、以及設置在管蓋上用于刺穿密封膜或啟閉封口開關的頂桿，所述管蓋的頂部由彈性材料制成。
6.根據(jù)權利要求5所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述封孔開關包括鉸接在盒型結(jié)構(gòu)頂部的杠桿、連接在杠桿一端的S封塾和連接在杠桿另一端與盒型結(jié)構(gòu)上的彈簧，所述密封墊在彈簧推力下壓貼在樣品流入口上。
7.根據(jù)權利要求4所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述表面增強拉曼散射芯片模塊設置于樣品管外，所述開關裝置包括連接樣品管和真空空腔的引流管和設置在引流管上的閥門。
8.根據(jù)權利要求4所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述具有表面增強拉曼散射活性的納米結(jié)構(gòu)材料為Au, Ag, Pt或Cu。
9.根據(jù)權利要求1所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述樣品池座的內(nèi)壁上涂有吸光材料。
10.根據(jù)權利要求5所述的體液拉曼光譜檢測裝置，其特征在于:所述樣品管上設置有與激光檢測窗口中心正對的第一定位槽，所述樣品架上設置有與豎向樣品管插孔和拉曼檢測孔的中心正對的第二定位槽，所述樣品池座上設置有與橫向拉曼激光入射口中心相對的第三定位槽。
【文檔編號】G01N21/65GK104076023SQ201410350323
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】劉小紅, 府偉靈, 黃君富, 王云霞 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院