一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置的制作方法

本实用新型涉及生物医学检测领域，更具体的说是一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置。

背景技术：

生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。生物医学的研究对人类健康来说至关重要，尤其是癌症、药品等研究对人来的健康与安全密切相关，因此生物细胞或蛋白的特异性检测装置的研究势在必行；特异性为通过酶-底物、抗原-抗体、配基-受体等之间的相互辨别和选择性结合反应，从立体结构角度上说就是相应的反应物之间构象的对应性。酶的特异性是指一种酶能在两种或多种不同底物之间作出辨别，并与其中构象最合适的一种底物结合，催化该底物进行化学反应，表现出酶对其底物具有严格的选择性。这种现象可用诱导楔合学说来解释，即酶与底物接近时诱导酶蛋白变构。在此基础上酶与底物互补楔合进行反应。通过X射线衍射分析证明，酶与底物结合时有显著的构象变化，故通过一定的检测手段可以检测出对应的两种检测物是否产生特异性结合。

光纤在我们的日常生活中得到了广泛应用，在生物医学、传感、通信与检测等领域得到了重视；光纤作为传输媒介具有众多优点，如电绝缘性好、化学性质稳定、传输速度快等，且可在易燃易爆、有毒、高温高压等恶劣的环境下工作，其具有广阔的研究前景。光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器主要是对外界环境某一物理量的变化进行感知与传输，物理量可以为温度、液体折射率、压力等。随着社会的发展与进步，对人们对生物特异性研究越来越深入，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，通过该装置可以实现生物细胞或蛋白的特异性检测，可以非接触性的对检测物进行捕捉，能够对检测物不产生任何破坏，而且可以对一种检测物的多种特性进行连续检测，且该装置检测灵敏度高，解决了生物医学特异性检测仪器贵重，仪器体积大，操作不便等问题。

技术实现要素：

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，可实现生物细胞或蛋白的特异性检测，可以非接触性的对检测物进行捕捉，能够对检测物不产生任何破坏，而且可以对一种检测物的多种特性进行连续检测，且该装置检测灵敏度高，解决了生物医学特异性检测仪器贵重，仪器体积大，操作不便等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，该医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置包括光源、注光光纤、三维微调节仪、SPR基片、环形芯光纤、接收光纤和光谱仪；

光源包括超连续谱光源和激光光源，超连续谱光源为光谱宽度 450nm—1100nm的超连续谱光源，用于产生激发SPR现象的激发光，激光光源用于捕捉粒子；注光光纤包括光纤Ⅰ和光纤Ⅱ，用于传输光源的光；三维微调节仪包括微调节仪Ⅰ、微调节仪Ⅱ和微调节仪Ⅲ，分别用于调节注光光纤、环形芯光纤和接收光纤的位置；环形芯光纤用于非接触捕捉特异性检测物；SPR基片表面覆有特异性结合物，特异性结合物设置有多种，特异性结合物包括结合物Ⅰ和结合物Ⅱ，SPR基片用于实现特异性检测，并产生SPR传感光谱；接收光纤用于接收并传输SPR传感光谱；光谱仪的光谱宽度为450nm—1100nm，用于接收、保存并显示SPR传感光谱；

超连续谱光源的输出端与光纤Ⅰ的输入端连接，光纤Ⅰ的输出端通过微调节仪Ⅰ的调节架固定，激光光源的输出端与光纤Ⅱ的输入端连接，光纤Ⅱ的输出端与环形芯光纤的输入端正对焊接，环形芯光纤的输出端置于SPR基片的表面，接收光纤的输出端和光谱仪的输入端连接，光纤Ⅰ的输出端和接收光纤的输入端置于 SPR基片底面，且光纤Ⅰ的输出光经SPR基片的反射被接收光纤接收；环形芯光纤的输出端通过微调节仪Ⅱ的调节架固定，接收光纤的输入端通过微调节仪Ⅱ的调节架固定。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的激光光源为980nm的激光光源或532nm的激光光源。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的注光光纤为阶跃多模光纤或渐变多模光纤。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的接收光纤为阶跃多模光纤或渐变多模光纤。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的特异性检测物为酶或抗原或蛋白质或配基或其他任一特异性检测物。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的结合物为底物或抗体或复合体或受体或其他任一与特异性检测物配对的结合物。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置还包括加热载物台，SPR基片置于加热载物台载物端。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置的有益效果为：

1.本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，通过该装置可以实现生物细胞或蛋白的特异性检测，可以非接触性的对检测物进行捕捉，能够对检测物不产生任何破坏，而且可以对一种检测物的多种特性进行连续检测，且该装置检测灵敏度高，解决了生物医学特异性检测仪器贵重，仪器体积大，操作不便等问题。

2.本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置能够可以非接触性的对检测物进行捕捉，能够对检测物不产生任何破坏。

3.本实用新型可以实现一种检测物的多种特性进行连续检测，工作效率高。

4.本实用新型通过三维微位移平台对光纤进行控制，控制精度高，故装置有较高的可控性。

5.本实用新型采用光纤SPR传感原理，故装置有较高的检测灵敏度。

6.本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置的结构简洁，装置材料易寻，节约成本，操作方便。

7.本实用新型可以连续工作，多次重复使用，节约成本，可靠性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置的检测过程中的结构示意图；

图3为本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置通过右半边SPR基片检测的示意图；

图4为本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置通过左半边SPR基片检测的示意图。

图中：光源1；超连续谱光源1-1；激光光源1-2；注光光纤2；光纤Ⅰ2-1；光纤Ⅱ2-2；三维微调节仪3；微调节仪Ⅰ3-1；微调节仪Ⅱ3-2；微调节仪Ⅲ3-3；加热载物台4；SPR基片5；环形芯光纤6；特异性检测物7；接收光纤8；光谱仪 9；特异性结合物10；结合物Ⅰ10-1；结合物Ⅱ10-2。

具体实施方式

下面结合图1、2、3、4说明本实施方式，本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，通过该装置可以实现生物细胞或蛋白的特异性检测，可以非接触性的对检测物进行捕捉，能够对检测物不产生任何破坏，而且可以对一种检测物的多种特性进行连续检测，且该装置检测灵敏度高，解决了生物医学特异性检测仪器贵重，仪器体积大，操作不便等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，该医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置包括光源1、注光光纤2、三维微调节仪3、SPR基片5、环形芯光纤6、接收光纤8和光谱仪9；

光源1包括超连续谱光源1-1和激光光源1-2，超连续谱光源1-1为光谱宽度450nm—1100nm的超连续谱光源，用于产生激发SPR现象的激发光，激光光源1-2用于捕捉粒子；注光光纤2包括光纤Ⅰ2-1和光纤Ⅱ2-2，用于传输光源1的光；三维微调节仪3包括微调节仪Ⅰ3-1、微调节仪Ⅱ3-2和微调节仪Ⅲ3-3，分别用于调节注光光纤2、环形芯光纤6和接收光纤8的位置，微调节仪Ⅰ3-1、微调节仪Ⅱ3-2和微调节仪Ⅲ3-3型号为HS6有X,Y,Z三个轴向调节方向的微操纵调节仪；环形芯光纤6用于非接触捕捉特异性检测物7；SPR基片5表面覆有特异性结合物10，特异性结合物10设置有多种，特异性结合物10包括结合物Ⅰ10-1和结合物Ⅱ10-2，SPR基片5用于实现特异性检测，并产生SPR传感光谱；接收光纤8用于接收并传输SPR传感光谱；光谱仪9的光谱宽度为450nm—1100nm，用于接收、保存并显示SPR传感光谱；

超连续谱光源1-1的输出端与光纤Ⅰ2-1的输入端连接，光纤Ⅰ2-1的输出端通过微调节仪Ⅰ3-1的调节架固定，激光光源1-2的输出端与光纤Ⅱ2-2的输入端连接，光纤Ⅱ2-2的输出端与环形芯光纤6的输入端正对焊接，环形芯光纤6的输出端置于SPR基片5的表面，接收光纤8的输出端和光谱仪9的输入端连接，光纤Ⅰ2-1的输出端和接收光纤8的输入端置于SPR基片5底面，且光纤Ⅰ2-1的输出光经SPR基片5的反射被接收光纤8接收；环形芯光纤6的输出端通过微调节仪Ⅱ3-2的调节架固定，接收光纤8的输入端通过微调节仪Ⅱ3-2的调节架固定；制作过程：取三段30cm-50cm的阶跃多模光纤或渐变多模光纤，利用光纤切割刀将光纤的光纤端面切平，且用无纺布蘸取酒精对六个光纤端面进行擦拭干净，分别作为光纤Ⅰ2-1、光纤Ⅱ2-2和接收光纤8；取一段30cm-50cm的环形芯光纤6制作为光纤光镊，首先利用光纤切割刀将两段光纤的光纤端面切平，且用无纺布蘸取酒精对输出端进行擦拭干净，将环形芯光纤6的输出端置于光纤磨锥机上将输出端磨制成圆台状，圆台角度为8°-20°，取出，用无纺布蘸取酒精对输出端进行擦拭干净，光镊制作完成，将环形芯光纤6的输入端用焊接与光纤Ⅱ2-2的输出端焊接，光纤Ⅱ2-2的输入端与激光光源1-2的输出端连接；将光纤Ⅰ2-1的输入端连接超连续谱光源1-1的输出端，光纤Ⅰ2-1的输出端固定在微调节仪Ⅰ3-1的调节架上，环形芯光纤6的输出端固定在微调节仪Ⅱ3-2的调节架上，接收光纤8的输入端固定在微调节仪Ⅲ3-3的调节架上，接收光纤8的输出端与光谱仪9连接；工作原理：将超连续谱光源1-1和光谱仪9的开关打开，连续谱光源1-1的光通过光纤Ⅰ2-1照射到SPR基片5底部，光在SPR基片5的底面的玻璃与纳米金膜的交界面产生倏逝波，SPR基片5表面置有结合物Ⅰ10-1 和结合物Ⅱ10-2，满足SPR现象的激发条件，发生SPR现象，倏逝波中某一频率的光与纳米金膜的自由电子的振动频率相等即发生共振，光子能量被自由电子吸收，则该频率的光的能量急剧下降，在SPR传感光谱中该共振频率产生衰减谷，外界环境折射率变化会影响共振频率的改变，因此改变SPR传感光谱的共振波谷的位置；反射光即SPR传感光谱被接收光纤8接收被传输至光谱仪9 中；首先采集两个基准光谱，没有放置特异性检测物7时的SPR基片5的左侧覆有结合物Ⅱ10-2的基准光谱，没有放置特异性检测物7时的SPR基片5的右侧覆有结合物Ⅰ10-1的基准光谱；打开激光光源1-2的开关，激光光源1-2的光通过光纤Ⅱ2-2注入环形芯光纤6的光镊中，在环形芯光纤6的输入端光汇聚产生强力的光阱力，可以实现对粒子的捕捉和控制，并将特异性检测物7置于SPR 基片5的左侧覆有结合物Ⅱ10-2的位置，通过环形芯光纤6捕捉并控制特异性检测物7，在显微镜下观察，将特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2紧靠，通过微调节仪Ⅰ3-1调节光纤Ⅰ2-1的位置靠近特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2，通过微调节仪Ⅲ3-3使得接收光纤8接收到SPR传感光谱被传输至光谱仪9中，得到新的SPR 传感光谱，将新的SPR传感光谱与基准光谱进行对比，观察SPR传感光谱是否发生变化，如果传感光谱发生变化即说明特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2产生特异性结合或反应；并通过微调节仪Ⅱ3-2调节环形芯光纤6的位置，环形芯光纤6制作的光镊捕获检测物7，故特异性检测物7的位置随环形芯光纤6的位置改变而改变，通过调节微调节仪Ⅱ3-2将特异性检测物7置于SPR基片5的右覆有侧结合物Ⅰ10-1的位置，使得特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1紧靠，通过微调节仪Ⅰ3-1调节光纤Ⅰ2-1的位置靠近特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1，通过微调节仪Ⅲ3-3使得接收光纤8接收到SPR传感光谱被传输至光谱仪9中，得到SPE传感光谱，通过与基准光谱进行对比即可发现特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1是否产生特异性结合或反应；即可检测出特异性检测物7的特性，该装置使用完毕，将超连续谱光源1-1、激光光源1-2和光谱仪9的开关。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的激光光源1-2为980nm的激光光源或532nm的激光光源。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的注光光纤2为阶跃多模光纤或渐变多模光纤，因为环形芯光纤6与SPR基片5接收面积较大，故此装置种不采用单模光纤。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的接收光纤8为阶跃多模光纤或渐变多模光纤，多模光纤接收SPR传感光谱能力较强，因此接收光纤8采用多模光纤有利于传感光谱的接收，提高SPR传感光谱的完整性。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的特异性检测物7为酶或抗原或蛋白质或配基或其他任一特异性检测物。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的结合物 10为底物或抗体或复合体或受体或其他任一与特异性检测物7配对的结合物。

本实用新型一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置，所述的一种医院用生物细胞或蛋白的特异性检测装置还包括加热载物台4，SPR基片5置于加热载物台4的载物端，加热载物台4为恒温载物台，型号为TS-4SMP–小培养皿载物台，可对载玻片进行恒温控制，TS-4MP热电控制器操作简便。简单控制前面板即可调控温度，温度控制范围-15°至+60°的任一温度，温度会实时显示在数显表上。单位可精确至0.1℃，所需最佳温度与人体体温37°保持一致即可，加热载物台4可以在一些特定反应中起到催化作用，通过温度的增加进而加快反应速度，提高实验效率。

本实用新型的工作原理是：

将超连续谱光源1-1和光谱仪9的开关打开，连续谱光源1-1的光通过光纤Ⅰ2-1照射到SPR基片5底部，光在SPR基片5的底面的玻璃与纳米金膜的交界面产生倏逝波，SPR基片5表面置有结合物Ⅰ10-1和结合物Ⅱ10-2，满足SPR现象的激发条件，发生SPR现象，倏逝波中某一频率的光与纳米金膜的自由电子的振动频率相等即发生共振，光子能量被自由电子吸收，则该频率的光的能量急剧下降，在SPR传感光谱中该共振频率产生衰减谷，外界环境折射率变化会影响共振频率的改变，因此改变SPR传感光谱的共振波谷的位置；反射光即SPR 传感光谱被接收光纤8接收被传输至光谱仪9中；首先采集两个基准光谱，没有放置特异性检测物7时的SPR基片5的左侧覆有结合物Ⅱ10-2的基准光谱，没有放置特异性检测物7时的SPR基片5的右侧覆有结合物Ⅰ10-1的基准光谱；打开激光光源1-2的开关，激光光源1-2的光通过光纤Ⅱ2-2注入环形芯光纤6 的光镊中，在环形芯光纤6的输入端光汇聚产生强力的光阱力，可以实现对粒子的捕捉和控制，并将特异性检测物7置于SPR基片5的左侧覆有结合物Ⅱ10-2 的位置，通过环形芯光纤6捕捉并控制特异性检测物7，在显微镜下观察，将特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2紧靠，通过微调节仪Ⅰ3-1调节光纤Ⅰ2-1的位置靠近特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2，通过微调节仪Ⅲ3-3使得接收光纤8接收到SPR 传感光谱被传输至光谱仪9中，得到新的SPR传感光谱，将新的SPR传感光谱与基准光谱进行对比，观察SPR传感光谱是否发生变化，如果传感光谱发生变化即说明特异性检测物7与结合物Ⅱ10-2产生特异性结合或反应；并通过微调节仪Ⅱ3-2调节环形芯光纤6的位置，环形芯光纤6制作的光镊捕获检测物7，故特异性检测物7的位置随环形芯光纤6的位置改变而改变，通过调节微调节仪Ⅱ3-2将特异性检测物7置于SPR基片5的右覆有侧结合物Ⅰ10-1的位置，使得特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1紧靠，通过微调节仪Ⅰ3-1调节光纤Ⅰ2-1的位置靠近特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1，通过微调节仪Ⅲ3-3使得接收光纤8接收到SPR传感光谱被传输至光谱仪9中，得到SPE传感光谱，通过与基准光谱进行对比即可发现特异性检测物7与右侧的结合物Ⅰ10-1是否产生特异性结合或反应；即可检测出特异性检测物7的特性，该装置使用完毕，将超连续谱光源1-1、激光光源1-2和光谱仪9的开关。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。