CN103698304B - 一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，由液芯耦合表面等离子体共振单元、表面等离子体共振成像光激发臂、表面等离子体共振成像光检测臂、剪式两臂联动角度扫描机构、电气控制系统和上位机组成。本发明在工作时，传感芯片位置固定，只需联动旋转表面等离子体共振成像光激发臂和表面等离子体共振成像光检测臂，即可实现光激发角度的扫描，能够保证激发光线与入射光学窗口、反射光线与出射光学窗口始终保持垂直，从而克服了之前仪器表面等离子体共振激发光斑位置偏移的缺点，并且具有无需进行激发光角度校正、无需使用粘结油、减少多界面反射干扰等优点。

Description

一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪

技术领域

本发明属于测试仪器技术领域，特别涉及一种表面等离子体共振成像分析仪。

背景技术

表面等离子体共振是一种免标记、原位实时的界面分析技术。表面等离子体共振的发生条件随传感膜-介质界面上样品折射率的变化而改变。因此通过表面等离子体共振分析，可获得传感膜表面样品的折射率及厚度信息，可对传感膜表面的物理与化学反应进行监测与分析，如果将靶分子键合在传感膜表面，则可进行特异性分子相互作用分析。基于表面等离子体共振技术已经发展了表面等离子体共振及表面等离子体共振成像两类分析系统，均已广泛应用于化学、生物、医学、物理、材料等领域。尤其是表面等离子体共振成像，与生物芯片技术相结合，将传感膜表面修饰不同探针分子阵列，能够对待测样品中的目标物实现高通量的检测或筛选。近年随着基因组学、蛋白质组学等各种生物分子组学的深入研究，表面等离子体共振成像越来越受到重视，被认为是一种很有潜力的高通量生化分析方法。

目前的表面等离子体共振及表面等离子体共振成像系统大多是基于克莱舒曼（Kretschmann）结构来激发表面等离子体共振，其总体结构示意图如图1所示。克莱舒曼（Kretschmann）结构一般基于一等腰棱镜1，传感膜2设置在等腰棱镜1的底面3上，光激发元件4位于等腰棱镜1的第一腰面5一侧，从光激发元件4出射的激发光6从等腰棱镜1的第一腰面5射入棱镜1，在底面3上发生全反射，反射光7从第二腰面8射出等腰棱镜1，由位于等腰棱镜1的第二腰面8一侧的光检测元件9检测。光激发元件4与光检测元件9的光轴相交于等腰棱镜1的底面3的中心点处。当进行光激发角度扫描时，光激发元件4与光检测元件9同时绕等腰棱镜1的底面3的中心点进行相对或相反的转动。这种基于棱镜的表面等离子体共振及表面等离子体共振成像系统存在一些缺点：

1.棱镜的形状固定，激发光线不能始终与棱镜的入射面垂直，同样反射光线也不能始终与棱镜的出射面垂直，当光激发角度改变时，由于光折射效应，激发光斑位置会发生偏移，引起光分布发生变化，从而影响分析效果；而且还会带来光激发角度的校正问题。

2.为了降低成本、方便使用，传感膜多制备于基片上，再通过粘结油贴于棱镜的底面上，粘结油的操作容易产生气泡，从而影响成像质量和分析效果。

3.激发光线和棱镜的入射面、反射光线和棱镜的出射面不能始终保持垂直，棱镜、粘接油与基片的折射率难以理想匹配，将带来多界面的反射干扰问题。

上述所有问题，除了会带来角度校正的麻烦，还会严重影响表面等离子体共振及表面等离子体共振成像系统的分析质量。

因此若能构建一种新型的表面等离子体共振成像分析仪，克服上述缺点，将是非常重要且有意义的。

发明内容

本发明提出一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，在工作时，传感芯片位置固定，只需联动旋转表面等离子体共振成像光激发臂和表面等离子体共振成像光检测臂，即可实现光激发角度的扫描，能够保证激发光线与入射光学窗口、反射光线与出射光学窗口始终保持垂直，从而克服了之前仪器表面等离子体共振激发光斑位置偏移的缺点，并且具有无需进行激发光角度校正、无需使用粘结油、减少多界面反射干扰等优点。

本发明通过如下技术方案实现：

一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，其特征在于，所述分析仪包括液芯耦合表面等离子体共振单元、表面等离子体共振成像光激发臂、表面等离子体共振成像光检测臂、剪式两臂联动角度扫描机构、电气控制系统和上位机。所述表面等离子体共振成像光激发臂和光检测臂在所述剪式两臂联动角度扫描机构的带动下，绕一中心轴进行相对或相反的联合剪式转动，所述液芯耦合表面等离子体共振单元设置于所述中心轴区域。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光激发臂提供一束激发光。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光检测臂用于检测所述液芯耦合表面等离子体共振单元的反射光；所述激发光与反射光的光轴均与所述中心轴垂直相交。当表面等离子体共振激发光角度改变时，所述激发光与反射光始终垂直入射或出射于所述液芯耦合表面等离子体共振单元。

根据本发明，所述液芯耦合表面等离子体共振单元为一通过液体实现表面等离子体共振的形态可变的光学耦合元件。

根据本发明，所述液芯耦合表面等离子体共振单元包括一硬质腔体、两个软质套管、两个光学窗口元件、一传感芯片及传感芯片固定件，共同组成一个密封的空腔。进一步地，还包括光学透明的液体和一样品流通池。所述光学透明的液体通过一对输入、输出口充满该密封的空腔。

根据本发明，所述液芯耦合表面等离子体共振成像单元还可以包括一温度传感器和温控单元；所述温度传感器和温控单元与电气控制系统电连接。所述温控单元可以是帕尔贴、电热器件等。

根据本发明，所述传感芯片包括一光学透明基片及制备于其上的传感膜。所述光学透明基片与所述光学透明的液体直接接触；所述传感膜与样品流通池直接接触。

所述样品流通池位于所述传感芯片上。所述传感芯片及传感芯片固定件、所述两个软质套管的一端均与所述硬质腔体密封连接，所述两个光学窗口元件分别与所述两个软质套管的另一端密封连接，由此形成一个密封的空腔。

所述两个软质套管对称地设置于所述传感芯片及传感芯片固定件的两侧。

激发光垂直入射于一个光学窗口元件，照射到所述传感芯片并发生反射，反射光垂直出射于另一个光学窗口元件，当激发光在所述传感芯片上的入射角合适时，表面等离子体共振发生。

优选地，所述硬质腔体的内部空腔为底面是等腰梯形的直四棱柱形状，具有两个相对的互相平行的侧面和两个相对的呈一定夹角的侧面；其中两平行侧面中面积较大的侧面具有一个中心开口，所述传感芯片通过传感芯片固定件密封安装于该开孔内。

所述两个相对的呈一定夹角的侧面均为通孔，在所述通孔的外侧各有一圆形安装环，圆形安装环的圆心位于所述通孔的中心法线上，所述两个软质套管的一端分别与所述两个圆形安装环密封连接，所述两个软质套管的另一端分别与所述两个光学窗口元件密封连接。

优选地，所述硬质腔体的内部空腔的上、下底面上分别有一个小孔，用作所述光学透明的液体的输入和输出孔。

所述硬质腔体固定于中心轴区域，所述中心轴的延长线位于所述传感芯片的光学透明基片与传感膜间的界面内。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光激发臂包括光源、激发光整形单元和激发光入射光学窗口固定架。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光激发臂还包括一块条形光学平板，所述光源及激发光整形单元和激发光入射光学窗口固定架依次固定在所述条形光学平板上。

优选地，所述光源及激发光整形单元发出p偏振平行光作为激发光；所述激发光入射光学窗口固定架用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元的一个光学窗口元件。

所述激发光垂直入射于该光学窗口元件，照射到所述传感芯片并发生反射，当激发光在所述传感芯片上的入射角合适时，表面等离子体共振发生。

优选地，所述光源及激发光整形单元包括一光源、光整形元件和偏光元件，将光源发出的光整形为空间尺寸可调的p偏振平行光。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光检测臂包括光检测单元和反射光出射光学窗口固定架。

根据本发明，所述表面等离子体共振成像光检测臂还包括一块条形光学平板，所述光检测单元和反射光出射光学窗口固定架依次固定在所述条形光学平板上。

优选地，所述光检测单元包括成像元件和检测器。所述反射光出射光学窗口固定架用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元的另外一个光学窗口元件。所述传感芯片的反射光垂直出射于该光学窗口元件，由所述光检测单元成像并检测。

根据本发明，所述剪式两臂联动角度扫描机构带动所述表面等离子体共振成像光激发臂和检测臂绕中心轴进行相对或相反的联合转动，从而改变表面等离子体共振激发光角度。

根据本发明，所述电气控制系统同时电连接所述液芯耦合表面等离子体共振单元、表面等离子体共振成像光激发臂、表面等离子体共振成像光检测臂、剪式两臂联动角度扫描机构。

根据本发明，所述上位机电连接所述电气控制系统，所述上位机内预设置数据采集处理模块和系统控制模块；所述系统控制模块通过所述数据采集处理模块实时接收所述电气控制系统采集到的图像和光激发角度等，并对采集到的数据进行图像处理和数据存储，同时对所述剪式两臂联动角度扫描机构和检测器等进行控制。

根据本发明，所述剪式两臂联动角度扫描机构可以是θ-2θ双旋转系统、或由一维位移元件和位移－角度转换元件等组成。

根据本发明，所述光学透明的液体可以是光学透明的水、油、离子液、磁流体等各种纯净或混合的液体。

所述传感芯片的光学透明基片可以是玻璃、石英、硅、塑料等光学透明材料制成；所述传感膜为金、银等能够发生表面等离子体共振的材料，可根据需要对传感膜进行功能修饰。

所述软质套管可由橡胶、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等材料制成。

所述硬质腔体可由铝等金属或非金属材料制成。

所述光学窗口元件包括光学窗口和光学窗口固定件，所述光学窗口可以是光学透明的玻璃、石英、硅、塑料等材料制成。

本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，使用时液芯耦合表面等离子体共振单元的硬质腔体位置固定，即传感芯片位置固定，两侧的两个光学窗口元件分别固定于表面等离子体共振成像光激发臂和表面等离子体共振成像光检测臂，具有以下优点：

1.当表面等离子体共振光激发角度改变时，激发光线与入射光学窗口能够始终保证垂直，同样反射光线与出射光学窗口也能始终保证垂直，表面等离子体共振激发光斑位置始终不变，避免了传统棱镜耦合带来的激发光斑位移引起的光分布变化；而且无需进行激发光角度校正。

2.传感芯片的光学透明基片直接与光学透明的液体接触，无需使用粘结油，避免了粘结油的操作容易产生气泡问题。

3.减少了多界面的反射干扰。

4.可以自由更换液芯耦合表面等离子体共振单元内的光学透明的液体，选择合适折射率的液体，能够进一步提高检测灵敏度。

因此，本发明所提出的一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，能够有效提高分析质量，并省去了角度校正及粘接油操作的麻烦。本发明同样可以适用于表面等离子体共振的测量。

附图说明

图1为克莱舒曼结构的表面等离子体共振或表面等离子体共振成像系统的总体结构示意图。

图2为本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪的系统框图。

图3为本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪的部分结构示意图。

图4为本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪的液芯耦合表面等离子体共振单元的总体组装示意图。

图5为本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪的总体结构示意图。

图6为采用本发明的剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪的实施例得到的蛋白点阵的表面等离子体共振图像。

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例，对本发明的具体实施方式进行详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图2－5所示，本发明提出的一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪包括仪器底板10、液芯耦合表面等离子体共振单元11、表面等离子体共振成像光激发臂12、表面等离子体共振成像光检测臂13、剪式两臂联动角度扫描机构、电气控制系统和上位机。

如图4所示，液芯耦合表面等离子体共振单元11由一硬质腔体1101、两个软质套管1102和1103、两个光学窗口元件1104和1105、一传感芯片1106及传感芯片固定件1107、一样品流通池1108，以及光学透明的液体1109组成。硬质腔体1101的内部空腔为底面是等腰梯形的直四棱柱形状，具有两个相对的互相平行的侧面1110、1111和两个相对的呈一定夹角的侧面1112、1113；其中两平行侧面中面积较大的侧面1110具有一个中心开口，传感芯片1106通过传感芯片固定件1107借助弹性密封圈1114密封安装于该开孔内；两个相对的呈一定夹角的侧面1112、1113均为通孔，在通孔的外侧各有一个圆心位于通孔的中心法线上的圆形安装环1115、1116，两个软质套管1102、1103的一端分别与圆形安装环1115、1116密封连接，两个软质套管1102、1103的另一端分别与两个光学窗口元件1104、1105密封连接；硬质腔体1101的内部空腔的上、下底面上各有一个小孔，分别用作光学透明的液体1109的输入和输出孔。样品流通池1108通过弹性密封圈1117密封安装于传感芯片固定件1107的中心孔中且位于传感芯片1106上，在传感膜上方形成一密封的样品流动空间，样品流通池1108上有两个小孔1118、1119作为待测样品的进口和出口。传感芯片1106包括一光学透明基片及制备于其上的传感膜，传感膜通过密封脂1120由一薄金属环片1121靠磁力紧密吸附于传感芯片固定件1107在传感膜贴合表面内暗埋的磁铁1122上。硬质腔体1101可由铝等金属或非金属材料制成，在本实施例中采用7075-T6铝合金制成。软质套管1102、1103可由橡胶、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等材料制成，在本实施例中，由硅橡胶制成。光学窗口元件1104和1105包括光学窗口和光学窗口固定件，光学窗口可以是光学透明的玻璃、石英、硅、塑料等，本实施例中，光学窗口是由硼硅酸盐光学玻璃制成，光学玻璃的型号优选BK7，光学窗口固定件为7075-T6铝合金制。传感芯片1106的光学透明基片可以由光学透明的玻璃、石英、硅、塑料等制成，传感膜为金、银等能够发生表面等离子体共振的材料，可根据需要对传感膜进行功能修饰、设置用于识别待测样品的探针分子点阵；在本实施例中，光学透明基片由厚度为0.17mm的硼硅酸盐光学玻璃制成，光学玻璃的型号优选BK7，传感膜为厚度50nm的金膜。传感芯片固定件1107为中心有一通孔的外形与侧面1110上的开孔相配合的部件，并在配合区域有一弹性密封圈1114的安装槽，在本实施例中，传感芯片固定件1107为一中心有一圆形通孔且外形为圆形的7075-T6铝合金制部件。样品流通池1108为与传感芯片固定件1107的中心通孔相配合的部件，并在配合区域有一弹性密封圈1117的安装槽，在本实施例中，样品流通池1108为一有两个小孔1118、1119作为待测样品的进、出口的外形为圆形的7075-T6铝合金制部件。弹性密封圈1114、1117具体而言是具有弹性的耐腐蚀材料，本实施例中优选氟橡胶材料。密封脂1120需具有高稳定性、耐化学品和溶剂、抗氧化能力强的特点，本实施例中选用全氟化密封脂。薄金属环片1121为具有磁性不锈钢材料制成。磁铁1122为铝镍钴磁铁。光学透明的液体1109可以是光学透明的水、油、离子液、磁流体等各种纯净或混合的液体，可以根据待测样品选择合适折射率的光学透明的液体，在本实施例中将对磷酸盐缓冲溶液进行蛋白点阵列的表面等离子体共振成像，因此选用了1-乙基-3-甲基-咪唑碘盐离子液体。

液芯耦合表面等离子体共振单元11还可以包括一温度传感器和温控单元，从而实现可控温功能。在本实施例中，在硬质腔体1101的两平行侧面中面积较小的侧面1111上有一上一下两个孔1123、1124，温控单元密封安装于上面的1123孔，温度传感器密封安装于下面的1124孔。温控单元可以是帕尔贴、电热器件等，在本实施例中采用的是加热板；温度传感器可以为热电偶或热电阻，本实施例使用热电阻（Pt100）；密封材料选用导热硅胶。

如图3所示，表面等离子体共振成像光激发臂12包括一块条形光学平板121及位于其上的光源及激发光整形单元122和激发光入射光学窗口固定架123。其中，光源及激发光整形单元122包括一光源124，一由光准直元件和偏光元件构成的激发光整形组件125；激发光入射光学窗口固定架123用于固定液芯耦合表面等离子体共振单元11的光学窗口元件1104。光源124可以采用窄带光源，也可以采用激光器或半导体发光二极管等，在本实施例中采用半导体发光二极管。光准直元件可以由透镜、曲面反射镜、小孔光阑等组成，在本实施例中，光源124发出的光首先经两个透镜聚焦于一小孔光阑，然后由一个透镜将其准直为平行光，并通过可变孔径空间光阑调节作为激发光的平行光的尺寸。偏光元件对光源124发出的光进行偏振，可以采用线性聚合物高分子偏振镜和电致液晶偏振镜等，在本实施例中，采用性聚合物高分子偏振镜将激发光调节为p偏振光。表面等离子体共振成像光检测臂13包括一块条形光学平板131及位于其上的光检测单元132和反射光出射光学窗口固定架133。其中，光检测单元132包括一成像元件134和检测器135；反射光出射光学窗口固定架133用于固定液芯耦合表面等离子体共振单元11的另外一个光学窗口元件1105。成像元件134可以采用一个透镜直接成像，也可以采用多个透镜组成可变焦成像系统，在本实施例中，成像元件135采用一个透镜直接成像。检测器135可以是阵列电荷耦合器件（CCD）、阵列互补金属氧化物半导体（CMOS）或阵列光电二极管等，在本实施例中，采用了阵列CCD。

剪式两臂联动角度扫描机构带动表面等离子体共振成像光激发臂12和表面等离子体共振成像光检测臂13绕中心轴进行相对或相反的联合转动；液芯耦合表面等离子体共振单元11的硬质腔体1101固定于中心轴区域，所述中心轴的延长线位于传感芯片1106的光学透明基片与传感膜间的界面内。剪式两臂联动角度扫描机构可以是θ-2θ双旋转系统、或由一维位移元件和位移－角度转换元件组成，在本实施例中，采用一维位移元件和位移－角度转换元件。如图5所示，剪式两臂联动角度扫描机构包括一半圆环形轨道14、一一维位移元件15、一位移－角度转换元件16和一位于半圆环形轨道中心的中心轴。其中，一维位移元件15设置在半圆环形轨道14的中心对称线处。表面等离子体共振成像光激发臂12和表面等离子体共振成像光检测臂13的一端均安装在中心轴上，由一维位移元件15沿半径方向位移，经位移－角度转换元件16带动绕中心轴沿半圆环形轨道14进行相对或相反的“剪式”联动滑动，从而实现光激发角度与反射的表面等离子体共振成像信号检测角度的联动调节。位移－角度转换元件16为固定于一维位移元件15上的直角连杆，其两端17、18分别位于表面等离子体共振成像光激发臂12和表面等离子体共振成像光检测臂13上的直线滑轨19、20内。

电气控制系统同时电连接液芯耦合表面等离子体共振单元11、表面等离子体共振成像光激发臂12、表面等离子体共振成像光检测臂13和剪式两臂联动角度扫描机构，可采集并控制表面等离子体共振成像光检测臂13检测到的图像、控制剪式两臂联动角度扫描机构带动表面等离子体共振成像光激发臂12和表面等离子体共振成像光检测臂13绕中心轴做“剪式”转动，从而实现表面等离子体共振光激发角度的扫描、采集并控制液芯耦合表面等离子体共振单元11的温度，同时电气控制系统通过USB接口与上位机连接。上位机内预设置数据采集处理模块和系统控制模块，在系统控制模块内设定光激发角度和温度预设值；数据采集处理模块用于实时处理电气控制系统采集到的图像、光激发角度、温度等参数；系统控制模块根据数据采集模块采集到的参数信息，在上位机上重绘图像或曲线，并对采集到的数据进行处理和存储，如可对动态图像进行多选区谱线分析、图像背景扣除等，同时对剪式两臂联动角度扫描机构、检测器和温控单元进行控制。

本发明所述的一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，使用时液芯耦合表面等离子体共振单元11的硬质腔体1101位置固定，即传感芯片1106位置固定，两侧的两个光学窗口元件1104、1105分别固定于表面等离子体共振成像光激发臂12和表面等离子体共振成像光检测臂13，具有以下优点：1.当表面等离子体共振光激发角度改变时，激发光线6与入射光学窗口能够始终保证垂直，同样反射光线7与出射光学窗口也能始终保证垂直，表面等离子体共振激发光斑位置始终不变，避免了传统棱镜耦合带来的激发光斑位移引起的光分布变化；而且无需进行激发光角度校正。2.传感芯片1106的基片直接与光学透明的液体1109接触，无需使用粘结油，避免了粘结油的操作容易产生气泡问题。3.减少了多界面的反射干扰。4.可以自由更换液芯耦合表面等离子体共振单元11内的光学透明的液体1109，选择合适折射率的液体，能够进一步提高检测灵敏度。因此，本发明所提出的一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，能够有效提高分析质量，并省去了角度校正及粘接油操作的麻烦。本发明同样可以适用于表面等离子体共振的测量。

如图6所示，为利用本发明得到的胃蛋白酶（左侧两列）和牛血清白蛋白（右侧四列）点阵的表面等离子体共振成像图。

以上所述，仅为本发明的一种较佳实施方式，本领域技术人员可依据本发明说明书、权利要求书与附图进行修改与等效变换，这样的修改与变换均不应排除在本发明的范围之外。

Claims (27)

1.一种剪式液芯耦合表面等离子体共振成像分析仪，其特征在于，所述分析仪包括液芯耦合表面等离子体共振单元、表面等离子体共振成像光激发臂、表面等离子体共振成像光检测臂、剪式两臂联动角度扫描机构、电气控制系统和上位机，所述表面等离子体共振成像光激发臂和光检测臂在所述剪式两臂联动角度扫描机构的带动下，绕一中心轴进行相对或相反的联合剪式转动，所述液芯耦合表面等离子体共振单元设置于所述中心轴区域，所述液芯耦合表面等离子体共振单元包括一硬质腔体、两个软质套管、两个光学窗口元件、一传感芯片及传感芯片固定件。

2.根据权利要求1所述的成像分析仪，其特征在于，所述表面等离子体共振成像光激发臂提供一束激发光；所述表面等离子体共振成像光检测臂用于检测所述液芯耦合表面等离子体共振单元的反射光；所述激发光与反射光的光轴均与所述中心轴垂直相交。

3.根据权利要求2所述的成像分析仪，其特征在于，当表面等离子体共振激发光角度改变时，所述激发光与反射光始终垂直入射或出射于所述液芯耦合表面等离子体共振单元。

4.根据权利要求1所述的成像分析仪，其特征在于，所述液芯耦合表面等离子体共振单元还包括光学透明的液体和一样品流通池。

5.根据权利要求4所述的成像分析仪，其特征在于，所述光学透明的液体选自光学透明的水、油、离子液、磁流体中的各种纯净或混合的液体。

6.根据权利要求4所述的成像分析仪，其特征在于，所述液芯耦合表面等离子体共振单元还包括一温度传感器和温控单元；所述温度传感器和温控单元与电气控制系统电连接。

7.根据权利要求6所述的成像分析仪，其特征在于，所述温控单元是帕尔贴、电热器件。

8.根据权利要求4-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述硬质腔体的内部空腔的上、下底面上分别有一个小孔，用作所述光学透明的液体的输入和输出孔；

所述硬质腔体固定于中心轴区域，所述中心轴的延长线位于所述传感芯片的光学透明基片与传感膜间的界面内。

9.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述硬质腔体的内部空腔为底面是等腰梯形的直四棱柱形状，具有两个相对的互相平行的侧面和两个相对的呈一定夹角的侧面；其中两平行侧面中面积较大的侧面具有一个中心开口，所述传感芯片通过传感芯片固定件密封安装于该开口内。

10.根据权利要求9所述的成像分析仪，其特征在于，所述两个相对的呈一定夹角的侧面均为通孔，在所述通孔的外侧各有一圆形安装环，圆形安装环的圆心位于所述通孔的中心法线上。

11.根据权利要求10所述的成像分析仪，其特征在于，所述两个软质套管的一端分别与所述两个圆形安装环密封连接，所述两个软质套管的另一端分别与所述两个光学窗口元件密封连接，由此形成一个密封的空腔。

12.根据权利要求11所述的成像分析仪，其特征在于，所述两个软质套管对称地设置于所述传感芯片及传感芯片固定件的两侧。

13.根据权利要求4所述的成像分析仪，其特征在于，所述样品流通池位于传感芯片上；所述传感芯片包括一光学透明基片及制备于其上的传感膜。

14.根据权利要求13所述的成像分析仪，其特征在于，所述光学透明基片与所述光学透明的液体直接接触；所述传感膜与样品流通池直接接触。

15.根据权利要求14所述的成像分析仪，其特征在于，所述传感芯片的光学透明基片用选自玻璃、石英、硅、塑料中的光学透明材料制成；

所述传感膜为能够发生表面等离子体共振的金、银材料。

16.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，

所述软质套管由橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成；

所述硬质腔体由金属或非金属材料制成。

17.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述表面等离子体共振成像光激发臂包括光源及激发光整形单元和激发光入射光学窗口固定架。

18.根据权利要求17所述的成像分析仪，其特征在于，所述表面等离子体共振成像光激发臂还包括一块条形光学平板，所述光源及激发光整形单元和激发光入射光学窗口固定架依次固定在所述条形光学平板上。

19.根据权利要求18所述的成像分析仪，其特征在于，所述光源及激发光整形单元包括一光源、光整形元件和偏光元件，将光源发出的光整形为空间尺寸可调的p偏振平行光。

20.根据权利要求18或19所述的成像分析仪，其特征在于，激发光入射光学窗口固定架用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元的一个光学窗口元件；

所述激发光垂直入射于该光学窗口元件，照射到所述传感芯片并发生反射，当激发光在所述传感芯片上的入射角合适时，表面等离子体共振发生。

21.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述表面等离子体共振成像光检测臂包括光检测单元和反射光出射光学窗口固定架。

22.根据权利要求21所述的成像分析仪，其特征在于，所述表面等离子体共振成像光检测臂还包括一块条形光学平板，所述光检测单元和反射光出射光学窗口固定架依次固定在所述条形光学平板上。

23.根据权利要求22所述的成像分析仪，其特征在于，所述光检测单元包括成像元件和检测器；所述反射光出射光学窗口固定架用于固定所述液芯耦合表面等离子体共振单元的另外一个光学窗口元件；所述传感芯片的反射光垂直出射于该光学窗口元件，由所述光检测单元成像并检测。

24.根据权利要求23所述的成像分析仪，其特征在于，所述光学窗口元件包括光学窗口和光学窗口固定件，所述光学窗口由光学透明的玻璃、石英、硅、塑料制成。

25.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述剪式两臂联动角度扫描机构带动所述表面等离子体共振成像光激发臂和表面等离子体共振成像光检测臂绕中心轴进行相对或相反的联合转动，从而改变表面等离子体共振激发光角度。

26.根据权利要求1-7任一项所述的成像分析仪，其特征在于，所述电气控制系统同时电连接所述液芯耦合表面等离子体共振单元、表面等离子体共振成像光激发臂、表面等离子体共振成像光检测臂、剪式两臂联动角度扫描机构。

27.根据权利要求26所述的成像分析仪，其特征在于，所述上位机电连接所述电气控制系统，所述上位机内预设置数据采集处理模块和系统控制模块；所述系统控制模块通过所述数据采集处理模块实时接收所述电气控制系统采集到的图像和光激发角度，并对采集到的数据进行图像处理和数据存储，同时对所述剪式两臂联动角度扫描机构和检测器进行控制。