CN107703114A - 新型表面增强型便携式拉曼微痕快速检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于表面增强型的便携式拉曼微痕快速检测仪，该发明属于微痕快检技术领域。本发明包括表面增强探针、激光器模块、拉曼光谱显示模块、拉曼透镜和检测仪本体。所述的表面增强探针是采用光纤材料，探针表面是通过表面沉积技术形成的纳米金属银涂层，而且是通过电化学粗糙化处理的拉曼增强活性表面，表面增强拉曼因子大；所述检测仪本体中设有拉曼光谱显示模块，当金属表面修饰上拉曼分子和与目标分子结合的配体如抗体，当识别到目标分子后可获得拉曼信号，对微量样品采集拉曼光谱，并通过显示模块显示。本发明能够实现拉曼光谱检测微量物质的功能，适用于微量液体物质检测，具有微量检测、检测速度快、准确度高、结构小巧、快捷轻便、应用范围广的优点。
Description
技术领域
本发明属于微痕样品的快检技术领域。
背景技术
随着纳米材料制备技术和微纳米加工技术的进步，应用纳米技术进行生化传感的研究，其理论和应用研究日趋成熟。因此，结合纳米材料介质的光纤结构传感研究有望突破传统光纤传感技术的束缚，拓展光纤传感技术在生物、化学领域的应用。
近年来，社会上出现了新一代高灵敏度的共焦显微拉曼光谱仪，使得在表面拉曼光谱取得一些重大进展，单分子的表面增强拉曼散射光谱被称为在该领域的一个重要突破。但是，在生物学、医学研究中, 传统的生物传感器体积较大, 仅能用于组织、细胞悬液等的测量, 当检测样品的尺寸缩小到微米级时, 如检测活细胞或其它亚细胞组分时, 实时、准确、无干扰地测量样品内化学和自然成分变得极为困难。而且,传统的拉曼光谱仪一般包含非常复杂的结构,但是由于其内部结构非常复杂,使得信号采集效率和耦合效率低下,导致检测准确度不高、体积庞大、成本高、应用范围受限。因此,如何实现一种快捷轻便、结构小巧的新型便携式拉曼微痕快速检测仪,已经成为函待解决的关键技术问题。
随着新技术、新工艺的发展, 制造纳米光纤探针和纳米敏感材料的技术逐步成熟, 运用纳米光纤探针和纳米级的识别元件检测微环境中的生物、化学物质成为可能。运用这种高度局部化的分析方法, 能够使监测微环境（如:细胞、亚细胞结构）中各成分浓度的渐变以及其在空间的不均一性。
发明内容
本发明目的在于提出一种新型表面增强型便携式拉曼微痕快速检测仪，其具体内容是指本发明把表面增强探针与检测仪本体结合到一起，通过表面增强探针检测待测的微痕样品，激光器发出激光，获得拉曼信号，进而传输到检测仪本体中的拉曼光谱显示模块。该优化方法的主要特征如下：
（1）本发明中所述的表面增强探针是采用光纤材料，该探针表面是通过表面沉积技术形成的纳米金属银涂层，增强其拉曼检测信号；而且是通过电化学粗糙化处理的拉曼增强活性表面，表面增强拉曼因子增大。2）本发明使检测仪本体中设有拉曼光谱显示模块，当金属表面修饰上拉曼分子和与目标分子结合的配体如抗体，当识别到目标分子后可获得拉曼信号，对微量样品采集拉曼光谱，并通过显示模块显示。3）本发明能够实现拉曼光谱检测微量物质的功能，适用于微量液体物质检测，具有微量检测、检测速度快、准确度高、结构小巧、快捷轻便、应用范围广的优点。
附图、表说明
图1为本发明便携式拉曼微痕快速检测仪结构示意图；
图2为本发明便携式拉曼微痕快速检测仪检测流程示意图；
图3为本发明表面增强探针的形成示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，详细地介绍一下本发明的技术方案。
本发明便携式拉曼微痕快速检测仪结构如图1所示，如图可以看出便携式拉曼微痕快速检测检测仪是由拉曼光谱显示模块（1）、激光器模块（2）、透镜模块（3）、拉曼透镜（4）、表面增强探针（5）五个主要部分组成的。其中拉曼光谱显示模块为CCD探测器，用来显示采集来的拉曼光谱信息，同时外带一定的存储空间，可以外接存储设备，将已经测试的拉曼光谱信息导出。激光器模块具体采用785 nm激光器模块，且785 nm激光器模块包括双异质结构电注入式半导体二极管激光器和半导体制冷器，确保能够持续长时间检测。拉曼透镜是用来将激光汇聚到一个小点后打在光纤探针上。表面增强探针直接与微量物品的接触检测，其材料是采用光纤材料，表面是通过表面沉积技术形成的纳米金属银涂层，而且是通过电化学粗糙化处理的拉曼增强活性表面；当金属表面修饰上拉曼分子和与目标分子结合的配体如抗体，当识别到目标分子后可获得拉曼信号，将对微量样品采集拉曼光谱，可达到对微量级待测样品的拉曼光谱的采集。
为了更清楚地说明本发明的工作原理，表面增强探针是发明的核心，它的形成示意图如图2所示。图中1表示探针所采用的材料是实心光纤材料，2表示所用的玻璃细管，3表示玻璃管中装的Ag溶胶，用来涂覆在光纤探针表面，形成纳米级的突起，如图中的4。先用实心光纤探针通过电化学方法进行粗糙化处理，处理完后放入盛有Ag溶胶的玻璃细管中，匀速向上提拉实心光纤探针，这样使得Ag涂覆在光纤探针表面，形成纳米级的突起，提高表面增强拉曼因子，增强检测到的拉曼信号，实现便携式拉曼检测仪的快速检测。
本发明基于新型表面增强型便携式拉曼微痕快速检测仪的检测流程如图3所示，当表面增强探针与微痕样品接触时，由785 nm激光器模块向透镜模块发出激光，经过拉曼透镜，将激光传至光纤探针部分。该探针表面涂覆纳米Ag金属层，当金属表面修饰上拉曼分子和与目标分子结合的配体如抗体，当识别到目标分子后可获得拉曼信号；被测样品被激光激发后产生拉曼信号，并被拉曼透镜收集，收集后的拉曼信号通过透镜模块成像在拉曼光谱显示模块上。同时拉曼光谱显示模块可以外接存储设备，将已经测试完的拉曼光谱信息导出，便于后期的分析和管理。
Claims (4)
1.本发明是一种基于表面增强型的便携式拉曼微痕快速检测仪，该发明属于微痕快检技术领域。
2.本发明包括表面增强探针、激光器模块、拉曼光谱显示模块、拉曼透镜和检测仪本体。
3.所述的表面增强探针是采用光纤材料，探针表面是通过表面沉积技术形成的纳米金属银涂层，而且是通过电化学粗糙化处理的拉曼增强活性表面，表面增强拉曼因子大；所述检测仪本体中设有拉曼光谱显示模块，当金属表面修饰上拉曼分子和与目标分子结合的配体如抗体，当识别到目标分子后可获得拉曼信号，对微量样品采集拉曼光谱，并通过显示模块显示。
4.本发明能够实现拉曼光谱检测微量物质的功能，适用于微量液体物质检测，具有微量检测、检测速度快、准确度高、结构小巧、快捷轻便、应用范围广的优点。
Priority Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN107703114A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107941784A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 天津大学 | 一种无线传输数据的蛋白质拉曼微痕检测仪 |
| CN113358627A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 华中农业大学 | 一种基于拉曼检测的田间快速测定茶树品质成分的方法 |
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2016
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Cited By (3)
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| CN107941784A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 天津大学 | 一种无线传输数据的蛋白质拉曼微痕检测仪 |
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| CN113358627B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-07-01 | 华中农业大学 | 一种基于拉曼检测的田间快速测定茶树品质成分的方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180216 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |