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1、(10)申请公布号 CN 102519913 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102519913 A *CN102519913A* (21)申请号 201110436241.7 (22)申请日 2011.12.22 G01N 21/55(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (71)申请人 中国科学院理化技术研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村东路 29 号 (72)发明人 张洪艳 汪鹏飞 (74)专利代理机构 北京正理专利代理有限公司 11257 代理人 张文祎 (54) 发明名称 偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置 (57) 摘要 本发。
2、明公开了一种偏振调制型激光共聚焦表 面等离子共振装置， 该装置包括直角棱镜 (1)、 一 面镀有反射膜的基片 (2)、 恒温流通池 (3)、 第一 光路机构 (4)、 注射泵 (5)、 第二光路机构 (6)、 第 一锁相放大器(7)、 处理系统(8)和第二锁相放大 器 (9)。所述装置能够实现对具有各向异性的生 物样品之间的反应进行高灵敏定量和 / 或定性表 面等离子信号检测的同时进行荧光成像观察 ； 所 述装置能够同时检测具有各向异性的生物样品的 P偏振光特性和S偏振光特性 ； 通过所述调角机构 的调节能够使所述第一光路机构的入射光和 / 或 出射光与所述反射膜之间的夹角在 0-90 度之间。
3、 连续变化， 操作简便 ； 所述装置能够检测的折射 率变化高达 210-5， 检测灵敏度高达 10-11g/ml， 图像分辨率高达 2m。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 该装置包括直角棱镜 (1)、 一面镀有反射膜的基片(2)、 恒温流通池(3)、 第一光路机构(4)、 注射泵(5)、 第二光路 机构 (6)、 第一锁相放大器 (7)、 处理系统 (8) 和第二锁相。
4、放大器 (9) ； 所述第一光路机构 (4) 包括第一激光器 (401)、 光束整形镜组 (402)、 第一光弹调制器 (403)、 斩波器 (404)、 聚焦透镜 (405)、 第一偏振分析器 (406) 和第一探测器 (407) ； 所述第 一激光器(401)、 所述光束整形镜组(402)、 所述第一光弹调制器(403)和所述斩波器(404) 依次设置在沿入射光的光路上 ； 所述聚焦透镜 (405)、 所述第一偏振分析器 (406) 和所述第 一探测器 (407) 依次设置在沿出射光的光路上 ； 所述第二光路机构 (6) 包括第二激光器 (601)、 第二光弹调制器 (602)、 第一孔径。
5、光 阑 (603)、 分色反射镜 (604)、 XY 扫描镜 (605)、 倒置激光扫描共聚焦显微镜 (606)、 第三光 弹调制器 (607)、 第二孔径光阑 (608)、 第二偏振分析器 (609)、 第二探测器 (610) 和控制 器 (611) ； 所述第二激光器 (601)、 所述第二光弹调制器 (602)、 所述第一孔径光阑 (603) 和 所述分色反射镜 (604) 依次设置在沿激发光的光路上 ； 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 (606)、 所述 XY 扫描镜 (605)、 所述分色反射镜 (604)、 所述第三光弹调制器 (607)、 所述第 二孔径光阑 (608)、 所述第二。
6、偏振分析器 (609) 和所述第二探测器 (610) 依次设置在沿荧 光的光路上 ； 所述控制器 (611) 分别与所述第二光弹调制器 (602) 和所述第三光弹调制器 (607) 电连接 ； 所述恒温流通池 (3) 上端开口， 所述基片 (2) 设置在所述恒温流通池 (3) 上使得所述 恒温流通池 (3) 上端封闭， 所述基片 (2) 镀有反射膜的一面朝向所述恒温流通池 (3) 内 ； 所述棱镜 (1) 设置在所述基片 (2) 上， 所述棱镜 (1) 与所述基片 (2) 之间有折射率匹 配液 ； 所述恒温流通池(3)的进液口和出液口通过管路分别与所述注射泵(5)的出液口和进 液口连接 ； 所。
7、述恒温流通池 (3) 置于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 (606) 的载物台位置 ； 所述第一探测器 (407) 依次与所述第一锁相放大器 (7) 和所述处理系统 (8) 电连接， 所述处理系统(8)分别与所述注射泵(5)、 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜(606)和所述第 二锁相放大器 (9) 电连接， 所述第二锁相放大器 (9) 分别与所述第二探测器 (610) 和所述 控制器 (611) 电连接。 2. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述装置还包括三维调节机构， 用于调节所述恒温流通池 (3) 及置于其上的所述基片 (2) 和所述棱镜 (1。
8、) 的空间三维位置， 以使得所述基片 (2) 表面的所述反射膜位于所述倒置激 光扫描共聚焦显微镜 (606) 的焦平面处。 3. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述装置还包括调角机构， 用于调节所述第一光路机构 (4) 的入射光和 / 或出射光的光路 方向。 4. 根据权利要求 3 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 通过所述调角机构的调节能够使所述第一光路机构(4)的入射光和/或出射光与所述反射 膜之间的夹角在 0-90 度之间连续变化。 5. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征。
9、在于， 权 利 要 求 书 CN 102519913 A 2 2/2 页 3 所述第一锁相放大器 (7) 和所述第二锁相放大器 (9) 分别用于将来自所述第一探测器 (407) 和所述第二探测器 (610) 的光信号转换成电信号并将转换后的电信号发送到所述处 理系统 (8)。 6. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 (606) 用于对生物样品的反应过程进行成像并将其发送 到所述处理系统 (8)。 7. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述处理系统 (8) 包括带有 BNC。
10、 适配器的数据采集卡和数据处理装置， 所述数据采集卡与 所述数据处理装置电连接。 8. 根据权利要求 7 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述 BNC 适配器用于接受来自所述第一锁相放大器 (7) 和所述第二锁相放大器 (9) 的电信 号， 所述数据采集卡用于采集所述 BNC 适配器输出的数据， 所述数据处理装置用于对来自 所述数据采集卡的数据进行存储、 分析和处理。 9. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述恒温流通池 (3) 的侧壁和底面采用石英玻璃材质 ； 所述恒温流通池 (3) 的进液口和出 液口采用聚四氟乙。
11、烯材质的密封圈密封。 10. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述棱镜 (1) 和所述基片 (2) 的材质相同。 11. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在 于， 所述基片 (2) 表面的所述反射膜包括金膜、 银膜 Au(45nm)/TiO2(20nm)/ITO(20nm)4/ Au(20nm) 复 合 膜、 Au(25nm)/TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 复 合 膜、金 纳 米 阵 列 结 构、 Au(45nm)/TiO2(20nm)/ITO(20nm)4/Au(20nm。
12、) 纳 米 阵 列 结 构 或 Au(25nm)/ TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 纳米阵列结构。 12. 根据权利要求 1 所述的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置， 其特征在于， 所述第一激光器 (61) 是波长为 632.8nm 的 He-Ne 激光器 ； 所述第二激光器 (71) 是波长分 别为 488nm、 514nm 和 457nm 的多线氩离子激光器。 权 利 要 求 书 CN 102519913 A 3 1/6 页 4 偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置 技术领域 0001 本发明涉及检测生物分子反应的装置技术领域， 特别涉及一种能够检测。
13、生物分子 各向异性的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置。 背景技术 0002 研究人员在许多生物有机系统和化学材料中发现了高度有序的分子组装体， 如染 色体、 细胞壁、 细胞质、 蛋白质链和超分子自组装等， 然而对这些高度有序的分子组装体的 组织结构和生理功能一直不是很清楚。 偏振光谱测量能够提供包含各向异性分子组装体的 复杂体系的重要信息， 并且可以通过 Mueller 矩阵来阐述光与分子组装体之间的相互作用 信息， 不同偏振态差分光谱携带了双极性吸收中各向异性的分布信息。 0003 目前， 对各向异性分子组装体的研究主要依赖于偏振光谱技术。近年来发展起来 的偏振显微技术主要应用于晶体拓。
14、扑、 材料科学和生物科学。差分光谱技术可以提高显微 系统的分辨率， 通过差分偏振显微技术能够实现对各向异性有机分子的成像。一些研究人 员已经通过在激光共聚焦显微镜系统基础上加入差分可调偏振设备及相应的差分设备， 通 过高频调制和锁相放大检测达到对各向异性分子的高分辨率成像。 也有研究人员在表面等 离子共振系统中加入光弹调制和锁相放大元件获得高分辨率的各向异性材料的表面等离 子共振数据。 0004 上述两种系统都无法通过荧光图像定量区分复杂有机分子体系、 生物组织和细胞 内的各向异性结构的分布。分子的各向异性特性可以通过光与分子之间相互作用时光的 偏振态的改变体现出来。这方面的检测一直依赖于偏振。
15、光谱技术， 无法实现直观成像。目 前， 非常需要一种新的检测系统， 以实现对极性荧光与分子之间相互作用共聚焦成像的同 时得到精确的定量信息， 为深层次了解生物复杂体系的分子结构和生物功能提供更有力的 工具。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置。 0006 本发明提供的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置包括直角棱镜、 一面镀 有反射膜的基片、 恒温流通池、 第一光路机构、 注射泵、 第二光路机构、 第一锁相放大器、 处 理系统和第二锁相放大器 ； 0007 所述第一光路机构包括第一激光器、 光束整形镜组、 第一光弹调制器、 斩波器、 聚 焦透镜、。
16、 第一偏振分析器和第一探测器 ； 所述第一激光器、 所述光束整形镜组、 所述第一光 弹调制器和所述斩波器依次设置在沿入射光的光路上 ； 所述聚焦透镜、 所述第一偏振分析 器和所述第一探测器依次设置在沿出射光的光路上 ； 0008 所述第二光路机构包括第二激光器、 第二光弹调制器、 第一孔径光阑、 分色反射 镜、 XY 扫描镜、 倒置激光扫描共聚焦显微镜、 第三光弹调制器、 第二孔径光阑、 第二偏振分析 器、 第二探测器和控制器 ； 所述第二激光器、 所述第二光弹调制器、 所述第一孔径光阑和所 说 明 书 CN 102519913 A 4 2/6 页 5 述分色反射镜依次设置在沿激发光的光路上 。
17、； 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜、 所述 XY 扫 描镜、 所述分色反射镜、 所述第三光弹调制器、 所述第二孔径光阑、 所述第二偏振分析器和 所述第二探测器依次设置在沿荧光的光路上 ； 所述控制器分别与所述第二光弹调制器和所 述第三光弹调制器电连接 ； 0009 所述恒温流通池上端开口， 所述基片设置在所述恒温流通池上使得所述恒温流通 池上端封闭， 所述基片镀有反射膜的一面朝向所述恒温流通池内 ； 0010 所述棱镜设置在所述基片上， 所述棱镜与所述基片之间有折射率匹配液 ； 0011 所述恒温流通池的进液口和出液口通过管路分别与所述注射泵的出液口和进液 口连接 ； 0012 所述恒温流通池置。
18、于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜的载物台位置 ； 0013 所述第一探测器依次与所述第一锁相放大器和所述处理系统电连接， 所述处理系 统分别与所述注射泵、 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜和所述第二锁相放大器电连接， 所 述第二锁相放大器分别与所述第二探测器和所述控制器电连接。 0014 优选地， 所述装置还包括三维调节机构， 用于调节所述恒温流通池及置于其上的 所述基片和所述棱镜的空间三维位置， 以使得所述基片表面的所述反射膜位于所述倒置激 光扫描共聚焦显微镜的焦平面处。 0015 优选地， 所述装置还包括调角机构， 用于调节所述第一光路机构的入射光和 / 或 出射光的光路方向。 0016 优选地。
19、， 通过所述调角机构的调节能够使所述第一光路机构的入射光和 / 或出射 光与所述反射膜之间的夹角在 0-90 度之间连续变化。 0017 优选地， 所述第一锁相放大器和所述第二锁相放大器分别用于将来自所述第一探 测器和所述第二探测器的光信号转换成电信号并将转换后的电信号发送到所述处理系统。 0018 优选地， 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜用于对生物样品的反应过程进行成像并 将其发送到所述处理系统。 0019 优选地， 所述处理系统包括带有 BNC 适配器的数据采集卡和数据处理装置， 所述 数据采集卡与所述数据处理装置电连接。 0020 优选地， 所述 BNC 适配器用于接受来自所述第一锁相放大。
20、器和所述第二锁相放大 器的电信号， 所述数据采集卡用于采集所述 BNC 适配器输出的数据， 所述数据处理装置用 于对来自所述数据采集卡的数据进行存储、 分析和处理。 0021 优选地， 所述恒温流通池的侧壁和底面采用石英玻璃材质 ； 所述恒温流通池的进 液口和出液口采用聚四氟乙烯材质的密封圈密封。 0022 优选地， 所述棱镜和所述基片的材质相同。 0023 优选地， 所述基片表面的所述反射膜包括金膜、 银膜 Au(45nm)/TiO2(20nm)/ ITO(20nm)4/Au(20nm) 复合膜、 Au(25nm)/TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 复合膜、 金。
21、 纳米阵列结构、 Au(45nm)/TiO2(20nm)/ITO(20nm)4/Au(20nm) 纳米阵列结构或 Au(25nm)/ TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 纳米阵列结构。 0024 优选地， 所述第一激光器是波长为632.8nm的He-Ne激光器 ； 所述第二激光器是波 长分别为 488nm、 514nm 和 457nm 的多线氩离子激光器。 0025 本发明具有如下有益效果 ： 说 明 书 CN 102519913 A 5 3/6 页 6 0026 (1) 所述装置能够实现对具有各向异性的生物样品之间的反应进行高灵敏定量和 / 或定性表面等离子信号检。
22、测的同时进行荧光成像观察 ； 0027 (2) 所述装置能够同时检测具有各向异性的生物样品的 P 偏振光特性和 S 偏振光 特性 ； 0028 (3) 通过所述调角机构的调节能够使所述第一光路机构的入射光和 / 或出射光与 所述反射膜之间的夹角在 0-90 度之间连续变化， 操作简便 ； 0029 (4) 所述装置能够检测的折射率变化高达 210-5， 检测灵敏度高达 10-11g/ml， 图 像分辨率高达 2m。 附图说明 0030 图1为本发明实施例1提供的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置的示意 图。 具体实施方式 0031 下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。 0。
23、032 实施例 1 0033 如图 1 所示， 本实施例提供的偏振调制型激光共聚焦表面等离子共振装置包括直 角棱镜1、 一面镀有反射膜的基片2、 恒温流通池3、 第一光路机构4、 注射泵5、 第二光路机构 6、 第一锁相放大器 7、 处理系统 8 和第二锁相放大器 9、 三维调节机构 ( 图中未示出 ) 和调 角机构 ( 图中未示出 )。 0034 所述第一光路机构 4 包括第一激光器 401、 光束整形镜组 402、 第一光弹调制器 403、 斩波器 404、 聚焦透镜 405、 第一偏振分析器 406、 第一探测器 407 和两个机械臂 ( 图 中未示出 ) ； 其中， 在一机械臂上沿入射。
24、光的光路方向依次设置有所述第一激光器 401、 所 述光束整形镜组 402、 所述第一光弹调制器 403 和所述斩波器 404， 在另一机械臂上沿出射 光的光路方向依次设置有所述聚焦透镜 405、 所述第一偏振分析器 406 和所述第一探测器 407。 0035 所述第二光路机构 6 包括第二激光器 601、 第二光弹调制器 602、 第一孔径光阑 603、 分色反射镜604、 XY扫描镜605、 倒置激光扫描共聚焦显微镜606、 第三光弹调制器607、 第二孔径光阑 608、 第二偏振分析器 609、 第二探测器 610 和控制器 611。所述第二激光器 601、 所述第二光弹调制器602、。
25、 所述第一孔径光阑603和所述分色反射镜604依次设置在沿 激发光的光路上 ； 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 606、 所述 XY 扫描镜 605、 所述分色反射 镜 604、 所述第三光弹调制器 607、 所述第二孔径光阑 608、 所述第二偏振分析器 609 和所述 第二探测器 610 依次设置在沿荧光的光路上 ； 所述控制器 611 分别与所述第二光弹调制器 602 和所述第三光弹调制器 607 电连接。 0036 所述恒温流通池 3 上端开口， 所述基片 2 设置在所述恒温流通池 3 上使得所述 恒温流通池 3 上端封闭， 所述基片 2 镀有反射膜的一面朝向所述恒温流通池 3 内。所述。
26、 棱镜 1 设置在所述基片 2 上。所述棱镜 1 与所述基片 2 之间有折射率匹配液， 用于使所 述棱镜 1 和所述基片 2 的折射率匹配。在本实施例中， 所述恒温流通池 3 的外部尺寸例 如为 30mm25mm1.17mm ； 所述恒温流通池 3 的内部例如为中空的圆柱形， 其尺寸例如为 说 明 书 CN 102519913 A 6 4/6 页 7 171mm ； 所述恒温流通池 3 的侧壁和底面采用例如石英玻璃材质， 且侧壁和底面的厚 度例如分别为 1mm 和 0.17mm ； 所述恒温流通池 3 的进液口和出液口采用例如聚四氟乙烯 材质的密封圈密封 ； 所述恒温流通池 3 中的温度范围例。
27、如为 30-60， 其温度精度例如为 0.1。所述直角棱镜 1 和所述基片 2 的材质相同。在本实施例中， 所述直角棱镜 1 和所 述基片 2 均采用例如 LaSFN9 玻璃材质 ； 所述直角棱镜 1 的尺寸例如为 20mm20mm28mm ； 所述基片 2 的尺寸例如为 30mm25mm1mm ； 所述基片 2 的一面镀有例如 48nm 厚的金膜 ； 所述直角棱镜 1 与所述基片 2 之间的折射率匹配液的折射率例如为 1.70。 0037 所述恒温流通池 3 的进液口和出液口通过管路分别与所述注射泵 5 的出液口和 进液口连接。所述注射泵 5 用于使恒温流通池 3 中的液体循环流通。在本实施。
28、例中， 所 述注射泵 5 采用例如带有控制器的注射泵， 其容量例如为 10L 140ML， 其流速例如为 0.001l/hr 147ml/min。 0038 所述恒温流通池 3 置于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 606 的载物台位置。在本 实施例中， 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜606采用例如40倍物镜， 其分辨率例如为2m， 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 606 的焦平面在竖直方向的可调距离例如为 2.7-3.7mm。 所述三维调节机构用于调节所述恒温流通池 3 及置于其上的所述基片 2 和所述棱镜 1 的 空间三维位置， 以使得所述基片 2 表面的所述金膜位于所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 。
29、606 的焦平面处。在本实施例中， 所述三维调节机构为手动三维调节机构， 其调节精度可达 0.1m。 0039 所述第一激光器401发出的入射光经所述光束整形镜组402准直成准平行光后入 射到所述第一光弹调制器 403 中， 所述第一光弹调制器 403 用于使入射光以一定频率在 P 偏振光与 S 偏振光之间作周期性的转换， 透过所述第一光弹调制器 403 的 P 偏振光或 S 偏 振光经所述斩波器 404 后以入射角等于全反射角的方式入射到所述棱镜 1 和所述基片 2 中 并被所述基片 2 表面的所述金膜反射后出射 ； 所述出射光经所述聚焦透镜 404 聚焦后入射 到所述第一偏振分析器 406。
30、 中， 所述第一偏振分析器 406 用于将检测不需要的偏振光信号 过滤掉并让检测需要的偏振光信号透过， 透过所述第一偏振分析器 406 出射的偏振光信号 被所述第一探测器 407 接受。所述第一探测器 407 与所述第一锁相放大器 7 电连接， 所述 第一探测器 407 将接受到的光信号发送到所述第一锁相放大器 7。在本实施例中， 所述第 一激光器401的功率例如为15mW， 其波长例如为632.8nm ； 所述光束整形镜组402包括沿入 射光的光路方向依次设置的连续变倍扩束镜头和准直镜筒 ； 所述连续变倍扩束镜头的适用 波长范围例如为 400 800nm， 其扩束比例如为 5-6 倍 ； 所。
31、述准直镜筒的镜筒总长度例如为 134mm ； 所述光束整形镜组 402 的入射光斑和出射光斑的直径例如分别为 4mm 和 24mm。在 本实施例中， 所述第一探测器 407 采用例如硅光电二极管。 0040 所述调角机构用于调节所述第一光路机构 4 的入射光和 / 或出射光的光路方向。 通过所述调角机构的调节能够使所述第一光路机构4的入射光和/或出射光与所述金膜之 间的夹角在 0-90 度之间连续变化。 0041 所述第二激光器 601 发出的激发光入射到所述第二光弹调制器 602 中， 所述第二 光弹调制器 602 用于使激发光以一定频率在 P 偏振光与 S 偏振光之间作周期性的转换， 透 。
32、过所述第二光弹调制器 602 的 P 偏振光或 S 偏振光经所述第一孔径光阑 603 过滤掉杂散光 后入射到所述分色反射镜 604 中。在本实施例中， 所述第二激光器 601 采用例如波长分别 说 明 书 CN 102519913 A 7 5/6 页 8 为 488nm、 514nm 和 457nm 的多线氩离子激光器。所述分色反射镜 604 采用仅能让长波长的 光通过的分色反射镜。在本实施例中， 所述分色反射镜 604 仅能让波长等于或大于 400nm 的光通过。激发光经所述分色反射镜 604 后传播方向改变 90 度入射到所述 XY 扫描镜 605 中， 所述 XY 扫描镜 605 用于使。
33、所述装置在二维平面内的检测范围扩大。透过所述 XY 扫描 镜605的激发光入射到所述倒置激光扫描共聚焦显微镜606中并被聚焦在位于所述倒置激 光扫描共聚焦显微镜 606 焦平面处的所述金膜上。所述金膜表面的生物分子样品中的荧光 物质受到激发光的激发后发射出荧光， 其中一部分荧光经所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 606 收集后依次入射到所述 XY 扫描镜 605 和所述分色反射镜 604 中。经所述分色反射镜 604过滤掉激发光后的荧光入射到所述第三光弹调制器607中， 所述第三光弹调制器607用 于使荧光以一定频率在 P 偏振光与 S 偏振光之间作周期性的转换。透过所述第三光弹调制 器 607 。
34、的 P 偏振光或 S 偏振光经所述第二孔径光阑 608 过滤掉杂散光后入射到所述第二偏 振分析器 609 中， 所述第二偏振分析器 609 用于将检测不需要的偏振光信号过滤掉并让检 测需要的偏振光信号透过。透过所述第二偏振分析器 609 的偏振光信号被所述第二探测器 610 接受。在本实施例中， 所述第二探测器 610 采用例如 PMT( 光电倍增管 ) 阵列。所述第 二探测器 610 将接受到的光信号转换成电信号后发送到所述第二锁相放大器 9。所述第二 光弹调制器 602 和所述第三光弹调制器 607 的调制频率相同。所述控制器 611 用于获取所 述第二光弹调制器602和所述第三光弹调制器。
35、607的调制频率并将其作为参考频率发送到 所述第二锁相放大器 9。 0042 所述第一锁相放大器 7 与所述处理系统 8 电连接， 所述处理系统 8 分别与所述注 射泵 5、 所述倒置激光扫描共聚焦显微镜 606 和所述第二锁相放大器 9 电连接， 所述第二锁 相放大器 9 分别与所述第二探测器 610 和所述控制器 611 电连接。所述第一锁相放大器 7 和所述第二锁相放大器 9 分别用于将来自所述第一探测器 407 和所述第二探测器 610 的光 信号转换成电信号并将转换后的电信号发送到所述处理系统 8。 0043 所述处理系统 8 包括带有 BNC(Bayonet Nut Connect。
36、or) 适配器的数据采集卡和 数据处理装置， 所述数据采集卡与所述数据处理装置电连接。 在本实施例中， 所述数据处理 装置采用例如计算机。所述 BNC 适配器用于接受来自所述第一锁相放大器 7 和所述第二锁 相放大器9的电信号， 所述数据采集卡用于采集所述BNC适配器输出的数据， 所述数据处理 装置用于对来自所述数据采集卡的数据进行存储、 分析和处理。 0044 在本实施例中， 所述金膜上有用化学方法修饰的抗免疫球蛋白 Anti-IgG， 所述恒 温流通池 3 中流通有含有用荧光标记的具有各向异性的免疫球蛋白 IgG 抗体分子的水溶 液， Anti-IgG 与 IgG 抗体分子接触时发生反应，。
37、 应用本实施例所述装置可以检测偏振调制 的表面等离子共振信号， 同时获得上述反应过程中的共聚焦荧光偏振图像。本实施例所 述装置能够检测的折射率变化可达 210-5， 检测灵敏度高达 10-11g/ml， 图像分辨率高达 2m。 0045 实施例 2 0046 所述第一探测器 407 采用例如型号为 9863/100B 的光电倍增管， 其它与实施例 1 相同。与实施例 1 相比， 本实施例所述装置的灵敏度和检测精度能提高 2 个数量级。 0047 实施例 3 0048 所 述 基 片 2 表 面 的 反 射 膜 采 用 例 如 Au(45nm)/TiO2(20nm)/ITO(20nm)4/ 说 。
38、明 书 CN 102519913 A 8 6/6 页 9 Au(20nm) 复合膜或 Au(25nm)/TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 复合膜， 其它与实施例 1 相同。与实施例 1 相比， 本实施例所述装置的灵敏度和检测精度能提高 1-2 个数量级。 0049 实施例 4 0050 所述基片 2 表面的反射膜采用例如用纳米刻蚀法制备的金纳米阵列结构， 其它与 实施例 1 相同。与实施例 1 相比， 本实施例所述装置的灵敏度和检测精度能提高 1-2 个数 量级。 0051 实施例 5 0052 所 述 基 片 2 表 面 的 反 射 膜 采 用 例 如 Au(4。
39、5nm)/TiO2(20nm)/ITO(20nm)4/ Au(20nm) 纳米阵列结构或 Au(25nm)/TiO2(20nm)/SiO2(20nm)2/Au(30nm) 纳米阵列结构， 其它与实施例1相同。 与实施例1相比， 本实施例所述装置的灵敏度和检测精度能提高1-3 个数量级。 0053 实施例 6 0054 所述第一探测器407采用例如13001024面阵CCD(电荷耦合器件)， 其它与实施 例 1 相同。本实施例所述装置能够实现对面积等于或大于 9cm2的阵列式各向异性生物样 品进行检测。 0055 应当理解， 以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的 而非限制性的。 本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记 载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换 ； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 说 明 书 CN 102519913 A 9 1/1 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 102519913 A 10 。