[发明专利]一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪

权利要求书

1.一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：包括光学系统、温度自动控制系统、微流控系统、机械系统和嵌入式控制和通信系统；

所述光学系统包括光学透镜组、棱镜、激发光源和光电探测器；所述激发光源固定在支撑平台一侧，通过光学透镜组引导，经过棱镜在生物传感芯片汇聚成线形光束；通过固定在支撑平台另一侧的光电探测器接收经过棱镜后的反射光并成像，所述光电探测器是多感光像元光电检测器阵列；

所述机械系统包括固定基座、传动系统、对称机构和光学支撑平台；所述传动系统由齿轮组和齿条构成，步进电机通过联轴器和动力轴驱动齿轮组运动，齿轮带动齿条相向对称运动；所述对称机构由四根连杆组成，包括左入射、右出射连杆以及连接齿条的左、右短连杆；所述光源和光电探测器分别安装在共轴的左入射连杆和右出射连杆上；所述传感芯片位于入射和出射连杆的旋转中心；左、右短连杆一端连接到齿条上，另一端分别连接到入射和出射连杆上；

所述微流控系统包括生物传感芯片、流通池、流通管路、进样泵；所述生物传感芯片是多单元表面等离子体共振传感阵列芯片，固定在棱镜上方；所述流通池水平叠置在生物传感芯片上方，所述流通管路一端连接到流通池，另一端连接到进样泵上；

所述温度控制系统包括光源以及流通池恒温控制系统；所述光源恒温控制系统和流通池恒温控制系统包括温度传感器、温度采集电路、嵌入式微处理器、半导体制冷器驱动电路和导热、散热元件；温度传感器安装在待测区域，通过温度采集电路获取实时温度；

所述嵌入式控制和通信系统包括中央处理单元、I/O接口和通信接口；通过中央处理单元对所述光学系统中光电探测器光电转换后的信号进行处理；将所述温度控制系统采集的激光器和流通池的实时温度作为测量值，和设定值进行PID运算后通过I/O接口输出控制信号，控制半导体制冷器工作使温度保持恒定。

2.根据权利要求1所述的一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：所述光学系统中，通过精密的齿轮-齿条传动结构设计提升SPR检测系统的角度分辨率和精度；所述传动系统、对称机构和光学支撑平台均安装在固定基座上。

3.根据权利要求1所述的一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：所述导热和散热元件包括TEC、导热片、金属散热片和散热风扇。

4.根据权利要求1所述的一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：所述微流控系统中，通过所述进样泵和多通阀实现实验试剂的自动注入和排出。

5.根据权利要求1所述的一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：将采集的温度信息传输到所述嵌入式微处理器后通过PID运算，输出占空比可调的脉宽调制PWM波控制半导体制冷器TEC驱动电路的开启和关断，从而实现恒温控制。

6.根据权利要求1所述的一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪，其特征在于：所述嵌入式控制和通信系统控制机械系统、温度控制系统、流通系统、光学系统的协调运行；所述通信接口通过RS232或USB接口和上位机进行通信，接收上位机发送的指令，通过I/O接口控制所述机械系统的传动系统中的步进电机工作实现角度扫描和精确定位；通过I/O接口输出控制信号调节激光器输出电流，搭配负反馈电路实现激光器的自动功率控制；将处理完毕的光强信息传输到上位机，便于后续保存和分析；控制所述流通系统中泵和阀运行完成实验试剂的注入和排出。