[发明专利]基于表面等离子体共振的手机生化成像装置

说明书

本发明公开了一种基于表面等离子体共振的手机生化成像装置，包括智能手机和成像配件，所述成像配件包括底座以及固定在底座上的光学元件支架和传感器组件以及用以安装传感芯片的支架，所述传感光路包括输入光路、棱镜、传感芯片和输出光路。本发明的基于表面等离子体共振的手机生化成像装置，通过输入光路、传感芯片和输出光路的设置，便可有效的利用智能手机的闪光灯作为光源，发出的光照射到棱镜及传感芯片上进行反射，到达智能手机的摄像头内进行成像，可实现高通量、多分子的同时检测。

技术领域

本发明涉及一种便携式生化成像装置，更具体的说是涉及一种基于棱镜耦合式表面等离子体共振(SPR)的手机生化成像装置，可实现高通量、多分子的同时检测。

背景技术

智能手机已成为人类现代生活中不可或缺的一部分，因为它自带Wi-Fi、蓝牙、高像素相机、跟内置传感器相结合的多媒体服务系统，如GPS导航、光线传感器、温度传感器等。如此功能强大又便于携带的智能手机，已经慢慢取代电脑的许多用途，成为人们更方便快捷的一种生活方式。伴随着手机软件的大发展，如若智能手机带有高像素的相机便可以发展作为显微镜，分光仪及各种传感工具。

而近年来，生物传感器在化学检测、环境监测和食品检测等领域得到广泛的应用。但目前，生物传感器的检测仍然存在许多问题和挑战，如制备选择性好、活性高、稳定性好的传感芯片；开发便携式生物传感器；开发实时分子检测的传感器及具有智能互联网功能的生物传感器等。因此，开发便携式的具有智能互联网功能的生物传感器势在必行。而智能手机的发展为便携式生物传感器的开发提供了新的机遇。与传统的生化检测装置相比，智能手机传感系统体积小易于携带，无需与电脑连接存储数据。而且智能手机不需额外的光源和复杂的光学器件，利用智能手机的闪光灯作为光源系统，同一智能手机的摄像头相机作为信号接收和成像系统。另外，部分研究小组已经利用智能手机进行化学和生物传感检测。

基于SPR的光学检测原理的生物传感器的市场需求越来越大。目前，市面上已有体积较小易于携带的SPR生化检测设备，但是这些设备大都需要连接电脑来实现数据读取。基于此，将两者联用，研发此便携式表面等离子体共振生化成像装置进行传感应用，同时可实现高通量、多分子检测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种便携式、基于棱镜耦合式SPR的手机生化成像装置，能够实现多种生物分子的同时成像检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于表面等离子体共振的手机生化成像装置，包括智能手机和成像配件，所述成像配件可拆卸的连接在智能手机上，所述成像配件包括底座以及均固定在底座上的固定边框和传感光路以及用于连接流通池的样品支架，所述传感光路包括输入光路、棱镜、传感芯片和输出光路，所述智能手机安装在固定边框上，所述输出光路靠近智能手机的摄像头设置，所述棱镜、输入光路依次排列在输出光路背向智能手机的一侧，所述智能手机的闪光灯通过光纤与输入光路连接，所述样品支架设置在输入光路与输出光路之间，所述棱镜和传感芯片均固定在样品支架上，并相互贴合后粘贴到样品支架内的流通池上，所述智能手机闪光灯的光通过光纤进入到输入光路内，然后通过棱镜在传感芯片表面反射后，输出到输出光路，并在智能手机的摄像头内成像，另外，该闪光灯的出射光与传感芯片存在入射角θ，该入射角θ大小满足激发传感芯片的表面等离子体共振。

作为本发明的进一步改进，所述输入光路包括均安装在底座上的安装架以及分别依次对应的安装在安装架内的滤光镜、扩束镜组合、准直透镜和偏光片，所述偏光片安装在安装架靠近样品支架的位置上，所述滤光镜、扩束镜组合、准直透镜和偏光片呈直线排列，所述滤光镜安装在安装有偏光片的安装架背向样品支架的一侧，所述底座靠近安装有滤光镜的安装架的位置上设有光纤安装板，所述光纤安装板的上侧边开设有供光纤嵌入的光纤安装孔，与智能手机的闪光灯连接的光纤嵌入到光纤安装孔内，并且该光纤从智能手机的闪光灯导出的光路依次经过滤光镜、扩束镜组合、准直透镜和偏光片，到达棱镜耦合的传感芯片形成输入光路。