检测导模共振滤波器光谱的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种检测导模共振滤波器光谱的系统及方法，其系统包括：一光源，用于发射一主光束；一分束镜，所述分束镜设置于所述主光束的光路，用于将所述主光束分解为一第一子光束和一第二子光束；一导模共振滤波器，所述导模共振滤波器设置于所述第一子光束的光路；一反射镜，所述反射镜设置于所述第二子光束的光路；一第一光谱分析仪和一第二光谱分析仪。由于采用了本发明的一种检测导模共振滤波器光谱的系统及方法，能够实现同一处生物样品由不同面入射的检测，大大减少重新调整光路以及重新涂覆生物样品所引起的误差，具有操作便捷、精确度高的优点。
【专利说明】检测导模共振滤波器光谱的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物制药领域，尤其涉及一种检测导模共振滤波器光谱的系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着导模共振在生物制药领域中越来越广泛的应用，对其检测精度也有了越来越高的要求。目前检测往往需要几次涂覆生物样品，从而难免需要对生物样品，进行反复涂抹和擦拭，然而由于导模共振滤波器的光栅层在生物样品的反复涂覆和擦拭过程中极易受到损坏；且检测结果也会由于滤波器的调整和生物样品滴加不同而受到影响，检测精确度低；同时也增加了检测的操作流程，加大了检测流程的复杂程度；造成了生物样品的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种检测导模共振滤波器光谱的系统及方法，能够实现同一处生物样品由不同面入射的检测，大大减少重新调整光路以及重新涂覆生物样品所引起的误差，避免了生物样品资源的浪费，具有操作便捷、精确度高的优点。
[0004]实现上述目的的技术方案是:
[0005]本发明的一种检测导模共振滤波器光谱的系统，包括:
[0006]一光源,用于发射一主光束；
[0007]—分束镜，所述分束镜设置于所述主光束的光路，用于将所述主光束分解为一第一子光束和一第二子光束；
[0008]一导模共振滤波器，所述导模共振滤波器设置于所述第一子光束的光路；
[0009]一反射镜，所述反射镜设置于所述第二子光束的光路；
[0010]一第一光谱分析仪，所述第一光谱分析仪接收第一光信号，其中，所述第一光信号由所述第一子光束自所述导模共振滤波器的第一面射入并自所述导模共振滤波器的第二面射出形成；
[0011]一第二光谱分析仪，所述第二光谱分析仪接收第二光信号，其中，所述第二光信号由所述第二子光束经所述反射镜反射后自所述导模共振滤波器的第二面射入并自所述导模共振滤波器的第一面射出形成。
[0012]本发明的进一步改进在于，所述导模共振滤波器包括依次层叠布设的一光栅层、
一导波层和一基底层。
[0013]本发明的进一步改进在于，还包括设置于所述导模共振滤波器与所述第一光谱分析仪之间光路的一第一光纤耦合器和设置于所述导模共振滤波器与所述第二光谱分析仪之间光路的一第二光纤稱合器。
[0014]本发明的进一步改进在于，还包括设置于所述光源与所述分束镜之间光路的一第三光纤稱合器。
[0015]本发明的进一步改进在于，所述光源采用放大自发辐射光源。
[0016]基于本发明检测导模共振滤波器光谱的系统的一种检测导模共振滤波器光谱的方法，包括步骤:
[0017]S1:打开所述光源发出所述主光束；
[0018]S2:通过所述分束镜将所述主光束分解为所述第一子光束和所述第二子光束；
[0019]S3:调节涂覆有生物样品的所述导模共振滤波器，使得所述第一子光束通过所述生物样品，且所述第一子光束从所述导模共振滤波器第一面射入并自所述导模共振滤波器的第二面射出形成所述第一光信号；
[0020]S4:调节所述反射镜，使得经过所述反射镜反射的第二子光束通过所述生物样品，且所述第二子光束从所述导模共振滤波器第二面射入并自所述导模共振滤波器的第一面射出形成所述第二光信号；
[0021]S5:所述第一光谱分析仪接收所述第一光信号进行实时监测并记录所述第一光信号的光谱信息；所述第二光谱分析仪接收所述第二光信号进行实时监测并记录所述第二光信号的光谱信息。
[0022]本发明的进一步改进在于，在所述步骤S5中，所述第一光信号通过第一光纤耦合器后被所述第一光谱分析仪接收，其中，所述第一光纤耦合器设置于所述导模共振滤波器与所述第一光谱分析仪之间的光路；所述第二光信号通过所述第二光纤耦合器后被所述第二光谱分析仪接收，所述第二光纤耦合器设置于所述导模共振滤波器与所述第二光谱分析仪之间的光路。
[0023]本发明的进一步改进在于，在所述步骤S2中，所述主光束通过所述第三光纤耦合器后被所述分束镜分解，所述第三光纤耦合器设置于所述光源与所述分束镜之间光路。
[0024]本发明的进一步改进在于，所述光谱信息包括波峰位置信息、波长信息和光谱透过率数据；在所述步骤S5后还包括步骤:
[0025]S6:通过对比所述波长信息与所述光谱透过率的数据，分析第一光信号和第二光信号的共振峰的差异，分析第一子光束和第二子光束对导模共振滤波器透射光谱的影响。
[0026]本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果:
[0027]光源用于提供检测光源，分束镜用于将主光束分解为两束，以获得第一子光束和第二子光束；导模共振滤波器用于承载被检测生物样品并对入射的第一子光束和第二子光束进行过滤获得第一光信号和第二光信号；由于导模共振滤波器具有滤波光谱效率高，窄带宽的特性，可以用于测试生物样品抗体抗原的结合反应。反射镜用于改变第二子光束的传播路径，使得反射后的第二子光束自导模共振滤波器第二面射入，配合导模共振滤波器设置于第一子光束光路，实现第一子光束和第二地光束分别自导模共振滤波器的第一面和第二面射入，从而实现一次对涂覆于导模共振滤波器的生物样品正、反两面的同时入射检测，避免了重新涂覆生物样品和调整光路引起的误差，简化了检测的流程并提高了检测的精确度。第一光谱分析仪和第二光谱分析仪用于接收第一光信号和第二光信号，对被检测生物样品进行实时检测。第一光纤耦合器和第二光纤耦合器用于光束的准直扩束。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明检测导模共振滤波器光谱的系统的结构示意图；
[0029]图2为本发明检测导模共振滤波器光谱的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0031]请参阅图1，本发明的一种检测导模共振滤波器光谱的系统，包括:一光源1、一分束镜2、一导模共振滤波器3, 一反射镜4、一第一光谱分析仪51、一第二光谱分析仪52、一第一光纤稱合器61、一第二光纤稱合器62和一第三光纤稱合器63。
[0032]其中光源1，用于发射一主光束，本实施例中光源I米用放大自发福射光源I (ASE光源)。分束镜2设置于主光束的光路,用于将主光束分解为一第一子光束和一第二子光束。本实施例中，分束镜2和光源I之间还设置有第三光纤稱合器63。
[0033]导模共振滤波器3设置于第一子光束的光路。本实施例中导模共振滤波器3采用导模共振滤波器。导模共振滤波器包括依次层叠布设的一光栅层、一导波层和一基底层。
[0034]反射镜4设置于第二子光束的光路。第一子光束自导模共振滤波器3的第一面射入并自导模共振滤波器3的第二面射出形成一第一光信号；第二子光束经反射镜4反射后自导模共振滤波器3的第二面射入并自导模共振滤波器3的第一面射出形成一第二光信号。本实施例中导模共振滤波器3的第一面为光栅层,导模共振滤波器3的第二面为基底层。在其他实施例中，也可将导模共振滤波器3的第一面设置为基底层，将导模共振滤波器3的第二面设置为光栅层。
[0035]第一光谱分析仪51接收第一光信号；第二光谱分析仪52接收第二光信号。本实施例中导模共振滤波器3与第一光谱分析仪51之间设置有第一光纤耦合器61 ;导模共振滤波器3与第二光谱分析仪52之间设置有第二光纤稱合器62。
[0036]通过本发明的系统能够实现导模共振滤波器3上同一位置点的生物样品由不同入射方式的光谱特性的检测。由不同入射面的入射光束是光源I经分束镜2分为相同的两束光。该两束光分别入射到滤波器一面耦合至一光谱分析仪和经反射镜4后入射到滤波器另一面耦合至另一光谱分析仪。通过本发明的系统，可通过分析共振峰的不同，从而分析光束分别由正、反面入射时对检测导模共振滤波器3光谱的影响。利用光谱分析仪可以实现生物样品特性的动态监测，实现检测的实时性。
[0037]另外，如通过调整入射端的位置或者翻转滤波器通过方位角的改变来实现由正、反面检测导模共振滤波器3光谱，光路中入射端位置或导模共振滤波器3的微小调整都会导致峰值位置的不同，从而影响检测得的结果。本发明通过分束镜2、反射镜4以及导模共振滤波器3的光路配合，无需调整入射端的位置或者翻转导模共振滤波器3通过方位角的改变即可实现由正、反面检测导模共振滤波器3光谱，从而提高了检测精确度。
[0038]请参阅图2，基于本发明系统的一种检测导模共振滤波器光谱的方法，包括步骤:
[0039]S1:打开光源发出主光束；
[0040]S2:通过分束镜将主光束分解为第一子光束和第二子光束；本实施例中，主光束通过第三光纤稱合器后被分束镜分解，第三光纤稱合器设置于光源与分束镜之间光路。
[0041]S3:调节涂覆有生物样品的导模共振滤波器，使得第一子光束通过生物样品，且第一子光束从导模共振滤波器第一面射入并自导模共振滤波器的第二面射出形成第一光信号;
[0042]S4:调节反射镜，使得经过反射镜反射的第二子光束通过生物样品，且第二子光束从导模共振滤波器第二面射入并自导模共振滤波器的第一面射出形成第二光信号；
[0043]S5:第一光谱分析仪接收第一光信号进行实时监测并记录第一光信号的光谱信息；第二光谱分析仪接收第二光信号进行实时监测并记录第二光信号的光谱信息。本实施例中，第一光信号通过第一光纤耦合器后被第一光谱分析仪接收，其中，第一光纤耦合器设置于导模共振滤波器与第一光谱分析仪之间的光路；第二光信号通过第二光纤耦合器后被第二光谱分析仪接收，第二光纤耦合器设置于导模共振滤波器与第二光谱分析仪之间的光路。本实施例中，光谱信息包括峰值位置信息、波长信息和光谱透过率数据。
[0044]S6:通过对比所述波长信息与光谱透过率数据，分析所述第一光信号和第二光信号的共振峰的差异，分析第一子光束和第二子光束对导模共振滤波器透射光谱的影响。
[0045]在本实施例中，由光源发出的主光束经第三光纤耦合器后到达分束镜，主光束经分束镜后分为相同的两束光，即第一子光束和第二子光束。其中第一子光束，到达放有生物样品的导模共振滤波器的光栅层(或基底层)的某处，透射过导模共振滤波器经第一光纤耦合器后，送至第一光谱分析仪进行峰值的实时监测并记录光谱信息；而第二子光束，到达反射镜，经反射后到达导模共振滤波器的基底层(或光栅层)的同一处，透射后经第二光纤耦合器后，送至第二光谱分析仪进行峰值的实时监测并记录光谱信息。这样就能够避免导模共振滤波器的移动造成的误差，并且保证不同入射方式下入射点和接收点在同一位置。
[0046]通过本发明的方法，通过一个检测光路即可实现同一位置生物样品由不同面入射的检测，不会受到因滤波器的调整和生物样品涂覆不同而造成的影响。只需要改变连接至光谱分析仪的接收端的耦合光纤，就可大大减少重新调整光路以及重新涂覆生物样品所引起的误差。同时，有效地节约了生物样品资源。不仅避免了测试点不在同一位置造成的误差，而且不需要重新滴加两次生物样品才能实现生物样品涂覆在滤波器不同面的检测，不会受到导模共振滤波器调整和生物样品滴加不同的影响，提高了测试的准确性，也可以更准确地检测生物样品的反应及变化。
[0047]另外，本发明的方法在蛋白质-蛋白质结合，受体试剂和分析物结合，小分子筛选等应用中同样有重要作用。
[0048]以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于，包括: 一光源，用于发射一主光束； 一分束镜，所述分束镜设置于所述主光束的光路，用于将所述主光束分解为一第一子光束和一第二子光束； 一导模共振滤波器，所述导模共振滤波器设置于所述第一子光束的光路； 一反射镜，所述反射镜设置于所述第二子光束的光路； 一第一光谱分析仪，所述第一光谱分析仪接收第一光信号，其中，所述第一光信号由所述第一子光束自所述导模共振滤波器的第一面射入并自所述导模共振滤波器的第二面射出形成； 一第二光谱分析仪，所述第二光谱分析仪接收第二光信号，其中，所述第二光信号由所述第二子光束经所述反射镜反射后自所述导模共振滤波器的第二面射入并自所述导模共振滤波器的第一面射出形成。
2.根据权利要求1所述的检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于:所述导模共振滤波器包括依次层叠布设的一光栅层、一导波层和一基底层。
3.根据权利要求2所述的检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于:所述光滤波器的第一面为所述光栅层，所述光滤波器的第二面为所述基底层；或所述光滤波器的第一面为所述基底层，所述光滤波器的第二面为所述光栅层。
4.根据权利要求3所述的检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于:还包括设置于所述导模共振滤波器与所述第一光谱分析仪之间光路的一第一光纤耦合器和设置于所述导模共振滤波器与所述第二光谱分析仪之间光路的一第二光纤耦合器。
5.根据权利要求4所述的检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于:还包括设置于所述光源与所述分束镜之间光路的一第三光纤稱合器。
6.根据权利要求5所述的检测导模共振滤波器光谱的系统，其特征在于:所述光源采用放大自发辐射光源。
7.基于权利要求1所述的检测导模共振滤波器光谱的系统的一种检测导模共振滤波器光谱的方法，包括步骤: S1:打开所述光源发出所述主光束； 52:通过所述分束镜将所述主光束分解为所述第一子光束和所述第二子光束； 53:调节涂覆有生物样品的所述导模共振滤波器，使得所述第一子光束通过所述生物样品，且所述第一子光束从所述导模共振滤波器第一面射入并自所述导模共振滤波器的第二面射出形成所述第一光信号； S4:调节所述反射镜，使得经过所述反射镜反射的第二子光束通过所述生物样品，且所述第二子光束从所述导模共振滤波器第二面射入并自所述导模共振滤波器的第一面射出形成所述第二光信号； S5:所述第一光谱分析仪接收所述第一光信号进行实时监测并记录所述第一光信号的光谱信息；所述第二光谱分析仪接收所述第二光信号进行实时监测并记录所述第二光信号的光谱信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:在所述步骤S5中，所述第一光信号通过第一光纤耦合器后被所述第一光谱分析仪接收，其中，所述第一光纤耦合器设置于所述导模共振滤波器与所述第一光谱分析仪之间的光路；所述第二光信号通过所述第二光纤耦合器后被所述第二光谱分析仪接收，所述第二光纤耦合器设置于所述导模共振滤波器与所述第二光谱分析仪之间的光路。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:在所述步骤S2中，所述主光束通过所述第三光纤耦合器后被所述分束镜分解，所述第三光纤耦合器设置于所述光源与所述分束镜之间光路。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于:所述光谱信息包括波峰位置信息、波长信息和光谱通过率数据；在所述步骤S5后还包括步骤: S6:通过对比所述波长信息和所述光谱通过率数据分析所述第一光信号和第二光信号的共振峰的差异，分析第一子光束和第二子光束对导模共振滤波器透射光谱的影响。
【文档编号】G01N21/01GK104316471SQ201410632510
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】王 琦, 王建宇, 张大伟, 李业, 黄元申, 盛斌, 倪争技 申请人:上海理工大学