分子间相互作用检测装置

1.本实用新型涉及检测装置领域，尤其涉及一种分子间相互作用检测装置。


背景技术：

2.在生命科学研究中，生物分子之间的相互作用是一种基本的生命现象，也是现代生命科学研究的重大问题之一，研究生物分子之间相互作用的方法有多种，如放射免疫分析方法、酶连结免疫分析方法、标记示踪法等。然而，由于这些方法要涉及不同种类和含量的细胞、生物分子，而且各种物质间存在着复杂的相互作用，因而利用这些传统的研究方法很难准确获取生物分子之间相关的传递信息。
3.20世纪90年代，随着生物芯片技术的长足进步，生物芯片特别是二维生物芯片已经实现了产业化。伴随生物芯片技术发展起来的芯片检测技术目前主要分为两种，一是化学方法，如同位素标记、荧光标记和电化学方法等，目前使用最多的是荧光标记方法，主要采用荧光激光共聚焦系统进行高通量检测微阵列生物分子反应，这种方法的灵敏度较高，但需要对样品进行前期处理、定量检测困难、对待测样品有损伤且易发生光漂泊现象；二是物理方法，如表面等离子共振系统(surface plasmons resonance，简称：spr)、斜入射光反射差法(oblique-incidence reflectivity difference，简称：oird)、原子力显微镜、质谱法等。其中，spr和oird为是目前分子间相互作用检测较为常用的方法。
4.spr系统是目前最广泛应用的基于金属纳米结构表面的表面探针-目标相互作用的原位和实时测量技术。商用spr仪器已被开发并广泛用于测量水、食品和空气中的污染物，因为金(au)对环境中的介电变化具有高度敏感的光学响应。oird技术是通过检测椭圆偏振反射光中s/p成分的变化，对各种表面变化和表面过程进行实时无损探测的一种光学技术。近十年来oird技术生物化学分析领域如免疫检测、生物芯片和生物分子相互作用研究等方面展示了巨大的应用潜力，具有无需标记、实时在线、高通量检测和适用于各种基底等突出优点。研究表明，当分子量大于10kd时，oird测量较为准确，当分子量小于10kd时spr测量较为精确。
5.在实现本实用新型的过程中，申请人发现很多实际场景应用中样品中既有大分子量的分子也有小分子量的分子，传统技术中的分子间相互作用装置无法同时实现对不同分子量分子的精确检测，而搭建两套独立系统不仅增加了设备购置和搭建成本，还增加了样品检测的复杂度。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.本实用新型以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。
8.(二)技术方案
9.为了实现如上目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种分子间相互作用检测装置，包括：
10.检测单元，固定于二维位移平台上，其包括样品流通池；
11.入射光路部分，包括：
12.第一支撑组件；
13.第一滑轨，由第一支撑组件支撑并调整高度和倾斜角度；以及
14.入射光学组件，入射光学组件包括：入射复用组件和入射可选元件，入射复用组件和入射可选元件可滑动可锁定地设置于第一滑轨上；且入射可选元件在第一滑轨上为可更换设置；
15.反射光路部分，包括：
16.第二支撑组件；
17.第二滑轨，由第二支撑组件支撑并调整高度和倾斜角度；以及
18.反射光学组件，反射光学组件包括：反射复用组件和反射可选元件，反射复用组件和反射可选元件可滑动可锁定地设置于第二滑轨上；且反射可选元件在第二滑轨上为可更换设置；
19.其中，入射光学组件中各元件和反射光学组件中各元件在相应滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件和第二支撑组件分别锁定相应滑轨的高度和倾斜角度，使入射光学组件的入射光束按照预设角度入射检测单元的样品流通池，且经过样品流通池的反射光束穿过反射光学组件。
20.在本实用新型的一些实施例中，检测单元选自于第一检测单元和第二检测单元的其中之一；入射复用组件包括：光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜；入射可选元件选自于斩波器或光弹调制器，其在光路方向上设置于起偏器和相移器之间；反射复用组件包括：针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选自于偏振分析器或检偏器，其在光路方向上设置于反射聚焦透镜和光电探测器之间；其中，当分子间相互作用检测装置工作于第一检测模式，检测单元选择第一检测单元，入射可选元件选择斩波器，反射可选元件选择偏振分析器；当分子间相互作用检测装置工作于第二检测模式，检测单元选择第二检测单元，入射可选元件为光弹调制器，反射可选元件为检偏器。
21.在本实用新型的一些实施例中，还包括：复用安装板，其通过外围的平台固定结构与二维位移平台连接，其中部区域设置有至少两个螺孔；其中，当工作于相应检测模式时，第一检测单元或第二检测单元分别通过第一辅助固定机构和第二辅助固定机构与复用安装板中部区域的至少两个螺孔配合固定。
22.在本实用新型的一些实施例中，第一辅助固定机构包括：条形固定件和缓冲件：第一检测单元包括：直角棱镜，其直角部分形成有平行于斜边面的固定面；表面镀有金膜的样品基片，其未镀金膜的表面通过折射率匹配液耦合并固定于直角棱镜的斜边面上，在金膜上形成有样品阵列点；样品流通池，扣设于样品基片的镀有金膜的表面，将样品阵列点包围其中；由复用安装板中部区域的两个螺孔向下伸出两根固定柱，条形固定件的中部通过缓冲件顶住直角棱镜的固定面；两根固定柱的前端穿过条形固定件两端的固定孔，并分别由条形固定件左右侧面的螺丝锁紧，从而将第一检测单元压设在复用安装板上。
23.在本实用新型的一些实施例中，第二辅助固定机构包括：卡扣件；第二检测单元包括：载玻片，固定于复用安装板上，其上形成有样品阵列点；样品流通池，扣设固定于载玻片上，将样品阵列点包围其中；由复用安装板中部区域的两个螺孔伸出的固定件固定卡扣件
的一端，卡扣件的另一端卡住载玻片，从而将第二检测单元压设在复用安装板上。
24.在本实用新型的一些实施例中，第一检测单元和第二检测单元中，样品流通池均为多通道微流控流通池；多通道微流控流通池的进液口和出液口分别与多通道注射泵的出液口和进液口相连通，由多通道注射泵实现多通道微流控流通池内样品液体的循环流通。
25.在本实用新型的一些实施例中，还包括：控制及信号处理部分，控制及信号处理部分进一步包括：第一锁相放大器和第二锁相放大器，分别电性连接于光电探测器，用于接收由光电探测器得到的基频信号和倍频信号；数据采集卡，电性连接于第一锁相放大器和第二锁相放大器，用于采集基频信号和倍频信号，并将两者进行模数转换；数据处理装置，电性连接于步进电机和数据采集卡，用于实现检测单元在二维平面的扫描，并通过基频信号和倍频信号得到检测单元中样品的物性信息。
26.在本实用新型的一些实施例中，光源为激光器、卤素灯、led灯或发光二极管。
27.在本实用新型的一些实施例中，当样品流通池内样品液体中样品的分子量小于10kd时，分子间相互作用检测装置工作于第一检测模式；当样品流通池内样品液体中样品的分子量大于10kd时，分子间相互作用检测装置工作于第一检测模式或第二检测模式；其中，第一检测模式为spr模式，该spr模式为波长调制型spr模式或角度调制型spr模式；第二检测模式为oird模式。
28.在本实用新型的一些实施例中，第一滑轨和第二滑轨均为双轨式刻度滑轨，入射光学组件中各元件均通过卡扣式支架和固定螺丝可滑动可锁定地固定于第一滑轨上；反射光学组件中各元件均通过卡扣式支架和固定螺丝可滑动可锁定地固定于第二滑轨上。
29.在本实用新型的一些实施例中，第一支撑组件包括：由卡扣式支架和固定螺丝固定于第一滑轨后端的第一高度可调节支架；以及由卡扣式支架和固定螺丝固定于第一滑轨前端的第二高度可调节支架；第二支撑组件包括：由卡扣式支架和固定螺丝固定于第二滑轨后端的第三高度可调节支架；以及由卡扣式支架和固定螺丝固定于第二滑轨前端的第四高度可调节支架。
30.(三)有益效果
31.从上述技术方案可知，本实用新型至少具有以下有益效果其中之一：
32.(1)本实用新型提供了一种高灵敏性、高通量、多应用的分子间相互作用检测装置。检测装置中复用大部分的入射元件和反射元件，在进行两种模式的切换时，仅需要更换检测单元和光路中的可选元件，同时通过滑轨调整光学元件的位置，通过支撑组件调整入射光路和反射光路的高度和角度即可，降低了设备购置和搭建成本，减少了人力和物力的浪费，节约了检测时间，简化了样品检测的复杂度，并且不会损失检测模式的精度。
33.通过本实用新型提供的检测装置，不管是高分子量的样品还是小分子量的样品都能进行检测。并且，对于大分子量的样品，既可以采用第一检测模式进行检测，也可以采用第二检测模式进行检测，实验人员可以基于成本和灵敏度的要求自由选择，大大提升了检测的灵活性。
34.(2)由于第一检测单元和第二检测单元的高度不同，从而在两种检测模式下需要调节光路的高度和角度才能实现精确测量，第一支撑组件和第二支撑组件均包括位于光路前、后端的高度可调节支架，高度可调节支架通过卡扣式支架和固定螺丝固定，从而可以方便地调节入射光路和反射光路的高度和角度，使得入射光束能够以恰当的角度入射检测单
元，并以恰当的角度接收从检测单元出射的反射光束，提升了检测的精度。
35.(3)设计了可以固定第一检测单元和第二检测单元的复用安装板和相应配件，在进行相应模式的测量时，首先将相应检测单元固定在复用安装板上，而后再将复用安装板固定到二维位移平台上即可。第一，该设计只需要用最少配件就可以实现单元的固定，提高了设备的复用化程度；第二，该设计简化了安装步骤，提高了实验精度，提高了实验便捷性。
36.(4)样品流通池均为多通道微流控流通池；所述多通道微流控流通池的进液口和出液口分别与注射泵的出液口和进液口连通，能够真正实现多通道内多种反应同时的高通量检测。
37.(5)第一滑轨和第二滑轨均为双轨式刻度滑轨，配合卡扣式支架以及固定螺丝，一方面保证了各元件在光路中的稳定性，并且可以根据实验需要精确地调整各个光学元件的位置，保证了检测的精度。
38.(6)本实用新型的装置结构简单，易于操作，能应用于化学、生物、医学、材料、环境、安全等多个领域，可以为纳米科学、材料科学、生物化学及交叉领域的科学问题的深入研究提供新的高效率研究手段。
附图说明
39.图1为本实用新型实施例分子间相互作用检测装置的结构示意图。
40.图2a为图1所示第一检测单元在复用安装板上固定的示意图。
41.图2b为图1所示第二检测单元在复用安装板上固定的立体图。
具体实施方式
42.本实用新型的目的是提供一种既能检测小分子量生物分子又能检测大分子量生物分子的分子间相互作用检测装置。两种检测模式共用一套系统、一条光路，只需简单更换其中几个元件即可切换检测模式，这大大节约了检测时间，同时也减少了人力物力浪费，而且不会损失两种检测模式的精度。
43.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
44.在本实用新型的第一个示例性实施例中，提供了一种分子间相互作用检测装置。图1为本实用新型实施例分子间相互作用检测装置的结构示意图。如图1所示，本实施例分子间相互作用检测装置包括：
45.检测单元，其通过复用安装板12固定于二维位移平台11上，其选自于第一检测单元和第二检测单元其中之一，两者的内部均包括样品流通池；二维位移平台由步进电机进行控制；
46.入射光路部分，包括：第一支撑组件；第一滑轨41，由第一支撑组件支撑并调整高度和倾斜角度；以及入射光学组件；其中，入射光学组件包括：入射复用组件和入射可选元件，入射复用组件和入射可选元件可滑动可锁定地设置于第一滑轨上；且入射可选元件在第一滑轨上为可更换设置；
47.反射光路部分，包括：第二支撑组件；第二滑轨51，由第二支撑组件支撑并调整高度和倾斜角度；以及反射光学组件；其中，反射光学组件包括：反射复用组件和反射可选元
件；反射复用组件和反射可选元件可滑动可锁定地设置于所述第二滑轨上；且反射可选元件在第二滑轨上为可更换设置。
48.在实际工作场景下，入射光学组件中各元件和反射光学组件中各元件在相应滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件和第二支撑组件分别锁定相应滑轨的高度和倾斜角度，使入射光学组件的入射光束按照预设角度射入检测单元，且经过检测单元的反射光束穿过反射光学组件。
49.请参照图1，入射复用组件包括：光源43、起偏器44、相移器46、入射聚焦透镜47；反射可选元件选自于斩波器45a或光弹调制器45b，其在光路方向上设置于起偏器和相移器之间。反射复用组件包括：针孔元件53、反射聚焦透镜54、光电探测器56，反射可选元件选自于偏振分析器55a或检偏器55b，其在光路方向上设置于反射聚焦透镜和光电探测器之间。
50.当本实施例分子间相互作用检测装置工作于第一检测模式时，第一检测单元固定于二维位移平台，入射可选元件选择斩波器45a，反射可选元件选择偏振分析器55a。具体而言，入射光学组件和反射光学组件中各元件在第一滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件锁定第一滑轨42的高度和角度，由第二支撑组件锁定第二滑轨52的高度和角度，使入射光学组件的入射光束能够按照预设角度射入第一检测单元的样品流通池，且经过样品流通池的反射光束穿过反射光学组件。
51.当本实施例分子间相互作用检测装置工作于第二检测模式时，第二检测单元固定于二维位移平台，入射可选元件为光弹调制器45b，反射可选元件为检偏器55b。具体而言，入射光学组件和反射光学组件中各元件在第一滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件锁定第一滑轨42的高度和角度，由第二支撑组件锁定第二滑轨52的高度和角度，使入射光学组件的入射光束能够按照预设角度射入第二检测单元，且经过样品流通池的反射光束穿过反射光学组件。
52.可见，本实施例设计了一种高灵敏性、高通量、多应用的分子间相互作用检测装置，其可以工作于第一检测模式和第二检测模式。两种检测模式复用大部分的入射元件和反射元件，在进行两种模式的切换时，仅需要更换检测单元和光路中的可选元件，同时通过滑轨调整光学元件的位置，通过支撑组件调整入射光路和反射光路的高度和角度即可，降低了设备购置和搭建成本，减少了人力和物力的浪费，节约了检测时间，并且不会损失检测模式的精度。
53.以下分别对本实施例分子间相互作用检测装置的各个组成部分进行详细描述。
54.一、滑轨及支撑组件
55.请参照图1，第一滑轨41和第二滑轨51均为双轨式刻度滑轨，分别用于承载入射光路的各元件和反射光路的各元件。
56.相比于现有技术中所采用的单轨式滑轨，双轨式滑轨更加稳固，从而在更换光学元件时光路更加稳定。此外，在双轨式刻度滑轨上带有精确到毫米的刻度。在实际实验中，可以首先通过公式计算每个光学元件的距离，然后依照滑轨上的刻度精确调节各个光学元件之间的距离，从而保证了实验和检测时的精度。
57.第一滑轨41的两端由第一支撑组件所支撑。所述第一支撑组件包括：分别固定于所述第一滑轨的后端和前端的第一高度可调节支架42a和第二高度可调节支架42b。第一高度可调节支架42a和第二高度可调节支架42b可以分别独立地调节高度，从而实现第一滑轨
41以及固定于其上的入射光路中心轴线的高度和角度的调节。
58.第二滑轨51的两端由第二支撑组件所支撑。第二支撑组件包括：分别固定于第二滑轨的后端和前端的第三高度可调节支架52a和第四高度可调节支架52b。第三高度可调节支架52a和第四高度可调节支架52b可以分别独立地调节高度，从而实现第二滑轨51以及固定于其上的反射光路中心轴线的高度和角度的调节。
59.其中，第一～四高度可调节支架均是由卡扣式支架和固定螺丝与相应滑轨固定，实现了稳定可靠地固定与方便拆卸。
60.本实施例中，由于第一检测单元和第二检测单元的高度不同，从而在两种检测模式下需要调节光路的高度和角度才能实现精确测量，第一支撑组件和第二支撑组件均包括两高度可调节支架，从而可以方便地调节入射光路和反射光路的高度和角度，使得探测光能够以恰当的角度入射检测单元的样品池，并以恰当的角度接收从样品池出射的反射光束，提升了检测的精度。
61.二、二维位移平台、第一检测单元及第二检测单元
62.本实施例中，二维位移平台由步进电机控制，其中，步进电机由数据处理装置进行控制，具体地是由计算机74中的扫描控制软件模块进行控制，可以实现检测单元在二维平面的扫描。其中，扫描控制软件模块通过自主编写的labview程序实现。
63.可以理解的是，虽然本实施例中采用步进电机来控制二维位移平台的移动，但在本发明其他实施例中，还可以采用集成的精密xy位移平台等，只要能够实现位移的精密可控即可。
64.本实施例中，设置有单独的复用安装板12。关于该复用安装板12，有以下两点需要说明：
65.①
该复用安装板12为通用安装板，第一检测单元和第二检测单元均可采用；
66.②
该复用安装板12独立于二维位移平台。
67.在传统技术中，均是直接在二维位移平台上固定检测单元。但是，由于检测单元往往是自下而上的多部件安装，导致操作非常繁琐，并且稍有不慎，存在检测单元掉落损坏的风险。而由于本实施例中复用安装板12为独立的安装板，因此可以首先将多个部件在复用安装板12上首先固定好，而后再将复用安装板12简单固定到二维位移平台上，简化了操作，提升了检测的准确性。
68.图2a为图1所示第一检测单元在复用安装板上固定的示意图。图2b为图1所示第二检测单元在复用安装板上固定的立体图。
69.请参照图2b，复用安装板12的外围开设有四个螺纹孔12’，该四个螺纹孔12’用于通过固定件与二维位移平台进行连接。在第二检测单元中部区域的左右两侧，还分别设置有螺纹孔12”，该螺纹孔12”用于对第二检测单元或者第一检测单元进行固定。
70.请继续参照图1和图2b，第二检测单元包括：载玻片31，其上形成有样品阵列点；样品流通池32，扣设固定于载玻片上，将样品阵列点包围其中。
71.在工作于第二检测模式时，为了实现对第二检测单元的固定，检测装置还包括：第二辅助固定机构，第二辅助固定机构进一步包括：卡扣件(图中未示出)。由复用安装板中部区域的两个螺孔伸出的固定件固定卡扣件的一端，卡扣件的另一端卡住载玻片，从而将第二检测单元30压设在复用安装板上12。而后，将复用安装板12翻转，使第二检测单元朝向下
方，通过四个螺纹孔12’中的固定螺栓将复用安装板12固定于二维位移平台的下方。
72.请参照图1和图2a，第一检测单元包括：直角棱镜21，其直角部分形成有固定面；表面镀有金膜的样品基片22，其未镀金膜的表面通过折射率匹配液耦合并固定于直角棱镜的斜边面上，在金膜上形成有样品阵列点24；样品流通池23，扣设于样品基片的镀有金膜的表面，将样品阵列点包围其中。其中，样品基片22是普通盖玻片或载玻片。
73.在工作于第一检测模式时，为了实现对第一检测单元的固定，检测装置还包括：第一辅助固定机构，第一辅助固定机构进一步包括：缓冲件14、条形固定件15和锁紧螺丝16。由复用安装板中部的两个螺孔向下伸出两根固定柱13，条形固定件的中部通过缓冲件14顶住直角棱镜的固定面；所述两根固定柱13的前端穿过所述条形固定件两端的固定孔，并由条形固定件左右侧面的螺丝16锁紧，从而将第一检测单元20压设在所述复用安装板12上。而后，将复用安装板12翻转，使第一检测单元朝向下方，通过四个螺纹孔12’中的固定螺栓将复用安装板12固定于二维位移平台的下方。
74.其中，在第一检测单元20和第二检测单元30中，样品流通池均为多通道微流控流通池。该多通道微流控流通池采用石英玻璃或毛玻璃做四壁和底面，由橡胶密封圈实现密封。该多通道微流控流通池的进液口和出液口分别与多通道注射泵的出液口和进液口相连通，多通道注射泵作为样品流通池中液体的流通动力源，以使样品流通池中的液体循环流通。多通道注射泵由控制器进行控制，控制器连接至计算机74。
75.可见，本实施例中，设计了可以固定第一检测单元和第二检测单元的复用安装板和相应配件，在进行相应模式的测量时，首先将相应检测单元固定在复用安装板上，而后再将复用安装板固定到二维位移平台上即可。第一，该设计只需要用最少配件就可以实现单元的固定，提高了设备的复用化程度；第二，该设计简化了安装步骤，提高了实验精度，提高了实验便捷性。
76.此外，样品流通池均为多通道微流控流通池；所述多通道微流控流通池的进液口和出液口分别与注射泵的出液口和进液口连通，能够真正实现多种反应同时的高通量检测。
77.三、入射光路和反射光路
78.如前所述，入射光学组件包括：入射复用组件和入射可选元件。请参照图1，入射复用组件沿着光束方向依次包括：光源43、起偏器44、相移器46、入射聚焦透镜47。入射可选元件设置于起偏器44和相移器46之间，可选择为斩波器45a或光弹调制器45b。图1中，双向箭头表示在不同检测模式下，光学元件需要更换。其中，光源为激光器、卤素灯、led灯或发光二极管。通过第一高度可调节支架42a和第二高度可调节支架42b，可以调节第一滑轨和入射光路中心轴线的高度和角度，使探测光能够以恰当的角度样品流通池。关于各光学元件的工作过程，在后续展开说明，此处不再赘述。
79.如前所述，反射光学组件包括：反射复用组件和反射可选元件。请参照图1，反射复用组件沿着光束方向依次包括：针孔元件53、反射聚焦透镜54和光电探测器56。反射可选元件设置于反射聚焦透镜54和光电探测器56之间，可选择为偏振分析器55a或检偏器55b。图1中，双向箭头表示在不同检测模式下，光学元件需要更换。通过第三高度可调节支架52a和第四高度可调节支架52b，可以调节第二滑轨和反射光路中心轴线的高度和角度，使以恰当的角度接收从第一检测单元和第二检测单元出射的光束。关于各光学元件的工作过程，在
后续展开说明，此处不再赘述。
80.需要特别说明的是，入射光学组件的各光学元件通过卡扣式支架和固定螺丝可更换地固定于所述第一滑轨41上，反射光学组件的各光学元件通过卡扣式支架和固定螺丝可更换地固定于所述第二滑轨51上。在光学元件需要移动位置时，松开固定螺丝，由卡扣式支架带动光学元件在滑轨上移动到恰当位置。当需要固定时，只需拧紧螺丝即可，大大方便了两种模式之间的切换。
81.当分子间相互作用检测装置工作于第一检测模式时，第一检测单元固定于二维位移平台，入射可选元件选择斩波器45a，反射可选元件选择偏振分析器55a。具体而言，入射光学组件和反射光学组件中各元件在第一滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件锁定第一滑轨42的高度和角度，由第二支撑组件锁定第二滑轨52的高度和角度，使入射光学组件的入射光束能够按照预设角度射入第一检测单元的样品流通池，且经过样品流通池的反射光束穿过反射光学组件。
82.当分子间相互作用检测装置工作于第二检测模式时，第二检测单元固定于二维位移平台，入射可选元件为光弹调制器45b，反射可选元件为检偏器55b。具体而言，入射光学组件和反射光学组件中各元件在第一滑轨上的位置被调节并锁定，由第一支撑组件锁定第一滑轨42的高度和角度，由第二支撑组件锁定第二滑轨52的高度和角度，使入射光学组件的入射光束能够按照预设角度射入第二检测单元，且经过样品流通池的反射光束穿过反射光学组件。
83.本实施例中，通过双轨式刻度滑轨、卡扣式支架和固定螺丝的结合，能够实现光学元件在光路中位置的可靠固定和方便调节，极大地方便了spr模式和oird模式的切换。
84.四、控制及信号处理部分
85.如前所述，二维位移平台由步进电机控制，其中，步进电机由数据处理装置进行控制，具体地是由计算机74中的扫描控制软件模块进行控制，可以实现第二检测单元在二维平面的扫描。其中，扫描控制软件模块通过自主编写的labview程序实现。
86.如前所述，多通道注射泵的控制端连接至计算机74。反射光学组件包括光电探测器56，其探测带有检测样品信息的反射光。
87.请参照图1，检测装置还包括：控制及信号处理部分。该控制及信号处理部分进一步包括：
88.第一锁相放大器71a和第二锁相放大器71b，两者的数据入口端分别通过数据线与光电探测器56的数据出口端相连接，用于接收由光电探测器得到的基频信号和倍频信号；
89.数据采集卡72，其数据入口端通过数据线与两锁相放大器的数据出口端相连接，用于采集所述基频信号和倍频信号，并将两者进行模数转换；
90.数据处理装置，具体为计算机73及内部相关的软件，其第一数据出口端通过数据线与步进电机相连接，其第二数据出口端通过数据线与多通道注射泵a的控制器相连接，其一数据入口端通过数据线与数据采集卡72的数据出口端相连接，用于：
①
通过步进电机控制所述二维位移平台的移动，实现检测单元在二维平面的扫描；
②
通过控制器控制多通道注射泵，进而控制多通道微流控流通池中样品液体的循环流动；
③
通过所述基频信号和倍频信号得到检测单元中样品的物性信息。
91.需要特别说明的是，步进电机的控制程序、多通道微流控流通池控制器的控制程
序、基频信号和倍频信号的处理程序都是由自主编程labview软件实现。此外，数据采集卡72带有bnc适配器和数据采集软件，数据采集卡72进行数据采集，并由数据采集卡中的数据处理软件进行简单的数据处理。bnc适配器接收所述的锁相放大器的输出数据信号，由数据采集卡采集bnc适配器输出的数据，并传送给所述的计算机，计算机对数据采集卡发送来的数据进行数据存储、分析和处理并成像。
92.五、工作原理
93.本领域技术人员应当理解，第一检测模式即是spr模式，第二检测模式即为oird模式。spr模式具有灵敏度高的优势，但其成本较高，实验过程也略显繁琐。oird模式具有成本低，实验方便的优势，但其对于小分子量样品的灵敏性不足；
94.在进行分子间相互作用检测时，对于大分子量，即分子量大于10kd的分子，的样本而言，既可以用oird模式检测，也可以采用spr模式检测。但从成本方面考虑，用oird模式检测更为经济，也更为方便。而对于小分子量，即分子量小于10kd，的样本而言，用spr模式检测更为恰当。
95.在下述实施例，以第一检测模式为spr模式，第一检测单元为spr单元；第二检测模式为oird模式，第二检测单元为oird单元为例进行说明。但在实际应用时，本领域技术人员可以根据需要进行相应的模式安排。
96.本领域技术人员应当理解，在采用ccd成像的情况下，以上的spr模式，可以波长调制型，也可以是角度调制型。在该两种工作模式下，光源可以是不换的。
97.1、oird模式
98.实验步骤如下：
99.①
oird单元通过复用安装板安装在二维位移平台上。
100.②
沿入射光路方向顺序设置光源43、起偏器44、光弹调制器45a、相移器46和入射聚焦透镜47。其中，光源43为激光器。通过第一高度可调节支架42a和第二高度可调节支架42b调节入射光路的高度和入射oird单元的角度。
101.本实施例中，光源是采用功率为10mw，波长为632.8nm，出光孔径为3mm的he-ne激光器。起偏器44采用new focus 5524。光弹调制器45a采用pem100光弹调制器，其调制频率ω＝50khz。
102.在入射光路中，偏振器把激光器发出的激光调制为p偏振光，并通过光弹调制器引入一个固定频率使光源在p偏振态与s偏振态周期性变化。相移器和偏振分析器主要是起到对背底噪声信号调零的作用，即通过对偏振光的s和p偏振分量之间引入一个可以调节大小的相位差。入射聚焦透镜可以使入射偏振光聚焦在检测表面。
103.③
沿反射光路方向顺序设置针孔元件53、反射聚焦透镜54、检偏器55a、光电探测器56。通过第三高度可调节支架52a和第四高度可调节支架52b调节反射光路中心轴线的高度和角度，使以恰当的角度接收从oird单元出射的光束。
104.在反射光路中，反射聚焦透镜对产生的反射光进行聚集以便收集到来自样品反射的偏振光。光电探测器56采用硅光电二极管。
105.④
连接光电探测器56和控制及信号处理部分
106.连接光电探测器56和第一锁相放大器71a，连接光电探测器56和第二锁相放大器71b。连接第一锁相放大器71a、第二锁相放大器71b和数据采集卡72。连接数据采集卡和计
算机。
107.第一锁相放大器71a负责接收基频信号，第二锁相放大器71b负责接收倍频信号，再通过数据采集卡72将数据传送至计算机。计算机连接步进电机，并通过步进电机控制二维位移平台的移动。
108.⑤
开始实验
109.计算机74中的扫描控制软件模块进行控制，通过步进电机和二维位移平台实现oird单元在二维平面的扫描。
110.计算机74通过控制器实现对多通道注射泵的控制。多通道注射泵(74901-15：0.001ul/hr～147ml/hr流速，适配10ul～140ml注射器，最小步进为9.5
×
10-6mm/min，可以实现10个通道同时自动吸注)控制anti-igg反应物进出多通道恒温流通池与生物分子微阵列反应引起折射率改变。
111.从激光器出射的激光束经由起偏器(new focus 5524)校正偏振方向后变成偏振方向平行于入射面的线偏振光，经pem100光弹调制器(调制频率ω＝50khz)后产生p偏振光和s偏振光的周期变化(调制周期为50khz)，再经相移器补偿(多级半玻片)调节相位后聚焦到载有生物样品微阵列的盖玻片上；所述的盖玻片上用化学的方法修饰有生物敏感膜如igg抗体分子阵列，通过手动调节高度装置调节光束的入射角度，使入射光入射角在80-90o间，盖玻片带有生物样品一面的下面的样品流通池里流通有anti-igg，并与生物分子微阵列接触发生反应。采用上述实验装置能够检测到折射率变化2
×
10-4
，样品检测灵敏度达到10-11
g/ml。
112.2、spr模式
113.检测装置进行spr检测时只需将光弹调制器更换为斩波器45a，将检偏器更换为偏振分析器55a，将oird单元更换为spr检测单元，其他元件不更换，只需在滑轨上将相应光学元件移动至合适位置即可。
114.本领域技术人员能够理解，spr因为其点入射光路特点适用于小分子量测量，精度高，测量通量较小；oird因为其略入射的光路特点适用于大分子量测量，成本相对较低，测量通量较高。然而，实际应用中既有大分子量的分子也有小分子量的分子，而搭建两套系统的成本较高，使用也不方便。为了避免造成不必要的浪费。
115.本实用新型将spr技术与oird技术相结合，利用spr技术高灵敏性能获取小分子间相互作用的动力学过程和动力学参数等，及利用oird技术对大生物分子实时快速、无标记、高灵敏检测，辅以多通道微流控技术，以实现对具有各向异性生物样品间相互作用的多通道、原位实时、定量灵敏检测。
116.六、应用
117.1、检测实例1
118.艾滋病毒1型(hiv-1)核心蛋白p24的分子量为26kda，属于蛋白质大分子，实验需要的lod为10-12
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对艾滋病毒1型(hiv-1)核心蛋白p24进行检测。
119.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置he-ne激光器、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件
支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
120.采用化学修饰的方法，将艾滋病毒1型(hiv-1)核心蛋白p24的抗体修饰在盖玻片表面上，多通道流通池中流有不同浓度的艾滋病毒1型(hiv-1)核心蛋白p24的抗原，可以对艾滋病毒1型同时进行多种浓度诊断检测的动力学分析。
121.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对艾滋病毒1型(hiv-1)核心蛋白p24的大分子精确检测，但需要说明的是，其成本较高。
122.2、检测实例2
123.hg
2+
、mg
2+
、zn
2+
、f
2+
、ni
2+
属于小分子，实验需要的lod为10-12
nm～10-13
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对金属离子进行检测。
124.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
125.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别hg
2+
、mg
2+
、zn
2+
、f
2+
、ni
2+
的探针，多通道流通池中流有被污染的生物细胞蛋白，可以对生物体内的各种离子进行检测。
126.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对多种小分子的精确检测，但需要说明的是，其成本较高。
127.3、检测实例3
128.甲胎蛋白(afp)、癌胚抗原(cea)、糖链抗原19-19(ca199)、糖链抗原24-2(ca242)、糖链抗原125(ca125)、糖链抗原15-3(ca153)、游离前列腺特意性抗原(f-psa)、前列腺特意性抗原(psa)、神经元烯醇化酶(nse)、绒毛膜促性腺激素(hcg)、人生长素(hgh)、铁蛋白(ferritin)等肿瘤标记物属于蛋白质大分子(分子量大于10kda)，实验需要多通道测量待测物，因此，选择采用oird模式进行多通道测量，可以提高效率并且相对经济。
129.采用本实施例的检测装置，使其工作于第二检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置led灯、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择光弹调制器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择检偏器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第二检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光以合适的角度照射到样品池上。
130.采用化学修饰的方法，将甲胎蛋白(afp)、癌胚抗原(cea)、糖链抗原19-19(ca199)、糖链抗原24-2(ca242)、糖链抗原125(ca125)、糖链抗原15-3(ca153)、游离前列腺
特意性抗原(f-psa)、前列腺特意性抗原(psa)、神经元烯醇化酶(nse)、绒毛膜促性腺激素(hcg)、人生长素(hgh)、铁蛋白(ferritin)等肿瘤标记物修饰到同一片盖玻片上，可以同时实现对多种肿瘤标记物的实时定量检测。
131.从以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第二检测模式，即oird模式，可以实现对多种待测物的同时检测，但其精确度低于spr模式。
132.4、检测实例4
133.氯霉素(cap)的分子量为323，属于小分子，实验需要的lod为10-12
nm～10-13
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对氯霉素(cap)进行检测。
134.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
135.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别氯霉素(cap)的探针，可用于检测血样中的cap。
136.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对氯霉素(cap)的小分子精确检测，这是单纯的oird检测装置所不能实现的。
137.5、检测实例5
138.双酚a(bpa)的分子量为228，属于小分子，实验需要的lod为10-12
nm～10-13
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对双酚a(bpa)进行检测。
139.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
140.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别双酚a(bpa)的探针，可对环境内分泌干扰物进行检测，应用于聚碳酸酯塑料和环氧树脂制品中，涉及婴儿奶瓶、水瓶和饮料容器。
141.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对双酚a(bpa)的小分子精确检测，这是单纯的oird检测装置所不能实现的。
142.6、检测实例6
143.抗癫痫药物苯妥英(aed)的分子量为252，属于小分子，实验需要的lod为10-12
nm～10-13
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对抗癫痫药物苯妥英(aed)进行检测。
144.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选
择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
145.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别抗癫痫药物苯妥英(aed)的探针，可对人体唾液进行快速检测，应用于生物医学测试。
146.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对苯妥英(aed)的小分子精确检测，这是单纯的oird检测装置所不能实现的。
147.7、检测实例7
148.皮质醇的分子量为362，属于小分子，实验需要的lod为10-12
nm～10-13
nm，精度要求较高，因此，选择采用spr模式来对皮质醇进行检测。
149.采用本实施例的检测装置，使其工作于第一检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置光源、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择斩波器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择偏振分析器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第一检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光角度大于临界角。
150.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别皮质醇的探针，能够快速定量检测目标物，可用于环境监测、农产品安全保障、生物医学研究和临床诊断。
151.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第一检测模式，即spr模式，可以实现对皮质醇的小分子精确检测，这是单纯的oird检测装置所不能实现的。
152.8、检测实例8
153.生长分化因子11(gdf11)的分子量为32kda，属于大分子，实验需要的lod为10-9
nm～10-10
nm，因此，选择采用oird模式来对生长分化因子11(gdf11)进行检测。
154.采用本实施例的检测装置，使其工作于第二检测模式。其中由第一支撑组件支撑的第一滑轨上，沿入射光路分别设置led灯、起偏器、相移器、入射聚焦透镜，入射可选元件选择光弹调制器，在入射光路方向上设置在起偏器和相移器之间；其中由第二支撑组件支撑的第二滑轨上，沿反射光路分别设置针孔元件、反射聚焦透镜、光电探测器，反射可选元件选择检偏器，在反射光路方向上设置在反射聚焦透镜和光电探测器之间；选择第二检测单元，调整各元件到合适的位置且固定，并调节第一、第二支撑组件的角度，使入射光以合适的角度照射到样品池上。
155.采用化学修饰的方法，将盖玻片表面修饰有可以识别生长分化因子11(gdf11)的探针，可用于生命科学和医学美容中。
156.由以上实验可以得出，利用本实施例检测装置通过选择第二检测模式，即oird模式，可以实现对生长分化因子11(gdf11)的大分子，能有效降低成本。
157.通过以上检测实例可知，本实施例的检测装置可以应用于包括小分子，蛋白分子，大分子，纳米单体，细胞之间的相互作用及动力学过程实现原位实时，定量、定性灵敏检测
中的应用，同时也使研究领域从生物体系扩展至纳米、信息、材料等领域，从而进一步丰富人们对微观世界的认识和了解，为揭示生命科学、纳米科学、信息科学、材料科学研究中的基本物理化学问题提供新的研究方法和手段。
158.至此，本实用新型第一实施例分子间相互作用检测装置介绍完毕。
159.在本实用新型的第二个实施例中，提供了另外一种分子间相互作用检测装置，其与本实用新型第一实施例的结构大体类似，区别在于：将he-ne激光器1换成普通卤素灯。本实施例检测装置可进行波长调制型表面等离子共振检测。
160.在本实用新型的第三个实施例中，提供了另外一种分子间相互作用检测装置，其与本实用新型第一实施例的结构大体类似，区别在于：将he-ne激光器1换成led灯。本实施例检测装置可进行强度调制型表面等离子共振检测。
161.在本实用新型的第四个实施例中，提供了另外一种分子间相互作用检测装置，其与本实用新型第一实施例的结构大体类似，区别在于：硅光电二极管9采用1300
×
1024的ccd面阵(am1300)。本实施例检测装置可进行对面积为9(cm)2微阵列生物样品进行检测。
162.至此，本实用新型多个实施例介绍完毕。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型高灵敏性、高通量、宽应用的分子间相互作用检测装置有了清楚地认识。
163.综上所述，本实用新型建立了一套高灵敏性、高通量、宽应用的分子间相互作用检测装置，结合小分子量和大分子量的分子间相互作用检测技术，辅以微流控和化学手段避免了非特异吸附，可实现生物芯片的原位、实时、定量、定性、高通量、多元反应的精确检测，拓展了检测装置的应用范围。本实用新型的开展能够开发出我国自主知识产权的多元生化反应检测系统，提高我国在生物芯片检测仪器方面的国际竞争力，有巨大应用前景和经济价值。
164.需要说明的是，对于某些实现方式，如果其并非本实用新型的关键内容，且为所属技术领域中普通技术人员所熟知，则在附图或说明书正文中并未对其进行详细说明，此时可参照相关现有技术进行理解。
165.进一步地，提供如上实施例的目的仅是使得本实用新型满足法律要求，而本实用新型可以用许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单的更改或替换。
166.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本实用新型的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
167.并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本实用新型实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
168.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具
体含义。
169.除非明确指明为相反之意，本实用新型的说明书及权利要求中的数值参数可以是近似值，能够根据通过本实用新型的内容改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
170.再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
171.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”、“主”、“次”，以及阿拉伯数字、字母等，以修饰相应的元件或步骤，其本意仅用来使具有某命名的一元件(或步骤)得以和另一具有相同命名的元件(或步骤)能做出清楚区分，并不意味着该元件(或步骤)有任何的序数，也不代表某一元件(或步骤)与另一元件(或步骤)的顺序。
172.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。