本实用新型专利技术一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置，含有光源、光电检测微池及金属覆膜纳米通道芯片、显微物镜、光学镜组、光谱仪、成像相机、光电探测器、电流放大器、模数转换器和计算机；将光电检测微池设置在样品台上，在光电检测微池上方设置光源和暗场透镜；在样品台下方设置显微物镜并通过光学镜组与光谱仪连接；将半反半透镜通过光学镜组与成像相机连接，将光电检测微池通过探头、电流放大器、模数转换器与计算机连接，将光电探测器通过电流放大器和模数转换器与计算机连接，将成像相机直接与计算机及控制软件连接。本实用新型专利技术的检测装置无需标记待测物，无需染料分子，能实时高速采集纳米通道单分子或单颗粒光电信号。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电化学分析及分析仪器
，具体地说，是一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置。
技术介绍
纳米通道检测技术(Nanopore Technique)是一种单分子分析技术，它利用生物分子自组装或通过半导体微加工手段，获得孔径从I纳米至数百纳米的纳米级通道，然后利用电场驱动单个分子、纳米颗粒、聚合物等待测物穿过纳米级通道，从而引起纳米通道产生微弱的信号变化，实现在单分子、单颗粒水平上对单个待测物含量、运动等性质的动态监测。利用纳米通道检测技术的检测装置，能够同时获得穿孔过程中的电流和光信号，从多个维度监测单个待测物，从而获得体积、带电情况、光学性质、化学结构信息在内的多维度单分子水平动态信息。纳米通道检测技术的主要应用领域包括:单分子DNA测序、致病蛋白及多肽的检测、生物分子相互作用过程的研宄以及单个纳米颗粒的分析等等。基于纳米通道检测技术的检测装置一般以电解质溶液被纳米通道连通后的离子电流信号为电信号来源，以待测物标记染料分子或基团后获得的荧光或特征分子光谱信号为光信号来源，在穿孔过程中实现对这两种信号同步变化的实时监测，实现光电检测。然而，这种检测系统需要对待测物进行标记，或者将染料分子引入监测体系。所述标记过程复杂冗长，且标记质量不稳定，会直接影响检测结果；而将染料分子引入待测体系则可能会影响单个分子、颗粒的运动行为，进而影响检测结果。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置，其利用金属覆膜纳米通道在可见光激发下产生表面等离子激元，产生纳米通道光检测所需要的近场光信号源，再通过离子电流-散射光高速同步检测系统，实现纳米孔离子电流信号和光信号的同步高速采集和处理。本技术的装置在使用时无需标记待测物，无需引入染料分子，能实时、高速实现对纳米通道单分子或单颗粒分析光电信号的高速采集。为实现上述目的，本技术采取了以下技术方案。一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置，其特征在于，含有光源、暗场透镜、光电检测微池、样品台、显微物镜、第一半反半透镜、反光镜、光谱仪、第一透镜、第二透镜、第三透镜、可调孔径光阑、第二半反半透镜、成像相机、光电探测器、第一电流放大器、第二电流放大器、探头、模数转换器和计算机及控制软件；在所述光电检测微池中设有金属覆膜纳米通道芯片，将所述光电检测微池设置在样品台上，在所述光电检测微池的上方设置光源和暗场透镜；在所述样品台的下方设置显微物镜，所述显微物镜通过第一半反半透镜、反光镜、第一透镜与光谱仪连接；其中，所述第一半反半透镜通过第二透镜、可调孔径光阑以及第二半反半透镜、第三透镜与成像相机连接，在第二半反半透镜上设置一个光电探测器；所述光电检测微池通过探头、第二电流放大器、模数转换器与计算机及控制软件连接，所述光电探测器通过第一电流放大器和所述模数转换器与计算机及控制软件连接，所述成像相机直接与计算机及控制软件连接。进一步，所述金属覆膜纳米通道芯片由厚度为数纳米至数百纳米、涂敷有一层或多层金属纳米涂层并开有的纳米水平通道的半导体基片薄膜构成。进一步，所述半导体基片薄膜为低应力氮化娃薄膜、氧化销薄膜、石墨稀薄膜以及其他可以加工纳米级直径通孔的半导体基片薄膜。进一步，所述半导体基片薄膜为金、银、铜、铝及其他能受激产生表面等离子激元的金属半导体基片薄膜。进一步，所述纳米水平通道为直径I微米以下的通孔。 进一步，所述光电检测微池为透明的上下两个池体，所述池体厚度为4毫米以下；所述池体的材质为聚合物、石英、玻璃或者能满足透光、密封要求且不与待测物发生化学反应的其他材料。进一步，所述光源为连续白光光源或者单色光源。进一步，所述光源与暗场透镜构成的照明方式为由暗场透镜实现的透射式暗场照明，或者是由全内反射式暗场物镜、反射式暗场物镜、棱镜及物镜实现的反射式暗场照明。进一步，所述由显微物镜、第一透镜、第二透镜、第三透镜组成的显微成像系统具有多个共轭像面。进一步，所述光电探测器为电荷耦合元件相机、光电倍增管(PMT)、雪崩二极管(APD)、硅光二极管的探测器。本技术一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置的积极效果是:(I)提供了一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置，在使用时无需标记待测物，无需引入染料分子，能实时、高速实现对纳米通道单分子或单颗粒分析光电信号的高速采集。(2)所述装置能利用金属覆膜纳米通道在可见光激发下产生表面等离子激元，产生纳米通道光检测所需要的近场光信号源，再通过离子电流-散射光高速同步检测系统，实现纳米孔离子电流信号和光信号的同步高速采集和处理。(3)所述装置兼信号采集和控制于一体，能实现光电同步检测，有望在纳米检测、单颗粒水平分析等方面得到广泛应用。【附图说明】图1是本技术一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置的结构示意简图。 图2是图1中暗场照明实现方式I的示意图。图3是图1中暗场照明实现方式11的示意图。图4是图1中暗场照明实现方式111的示意图。图中的标号分别为:1、光源；2、暗场透镜；3、光电检测微池；4、样品台；5、显微物镜；6、第一半反半透镜；7、反光镜；8、光谱仪；901、第一透镜；902、第二透镜；903、第三透镜；10、可调孔径光阑；11、第二半反半透镜；12、成像相机；13、光电探测器；1401、第一电流放大器；1402、第二电流放大器；15、探头；16、模数转换器；17、计算机及控制软件；18、全内反射式暗场物镜；19、反射式暗场物镜；20、棱镜；21、物镜。【具体实施方式】以下结合附图继续介绍本技术一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置的【具体实施方式】。需要说明的是，本技术的实施不限于以下的实施方式。参见图1。一种金属覆膜纳米孔离子电流-散射光高速同步检测装置，含有光源1、暗场透镜2、光电检测微池3、样品台4、显微物镜5、第一半反半透镜6、反光镜7、光谱仪8、第一透镜901、第二透镜902、第三透镜903、可调孔径光阑10、第二半反半透镜11、成像相机12、光电探测器13、第一电流放大器1401、第二电流放大器1402、探头15、模数转换器16和计算机及控制软件17。所述光电检测微池3中设有金属覆膜纳米通道芯片。所述金属覆膜纳米通道芯片由厚度为100 nm以下、涂敷有一层或多层金属纳米涂层并开有的纳米水平通道的半导体基片薄膜构成。所述半导体基片薄膜可采用低应力氮化硅薄膜、氧化铝薄膜、石墨烯薄膜以及其他可以加工纳米级通孔的半导体基片薄膜；所述半导体基片薄膜也可采用金、银、铜、铝及其他能受激产生表面等离子激元的金属半导体基片薄膜。所述纳米水平通道为直径I微米以下的通孔。所述光电检测微池3采用透明的上下两个池体，所述池体厚度为4毫米以下；所述池体的材质可采用聚合物、石英、玻璃或者能满足透光、密封要求且不与待测物发生化学反应的其他材料。将所述开有纳米水平通道的金属覆膜纳米通道芯片封装在所述光电检测微池3的上下两个池体之间，使光电检测微池3的两个池体只能通过金属覆膜纳米通道芯片上的纳米通道连通。将所述光电检测微池3设置在样品台4上，在所述光电检测微池3的上方设置光源I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属覆膜纳米孔离子电流‑散射光高速同步检测装置，其特征在于，含有光源（1）、暗场透镜（2）、光电检测微池（3）、样品台（4）、显微物镜（5）、第一半反半透镜（6）、反光镜（7）、光谱仪（8）、第一透镜（901）、第二透镜（902）、第三透镜（903）、可调孔径光阑（10）、第二半反半透镜（11）、成像相机（12）、光电探测器（13）、第一电流放大器（1401）、第二电流放大器（1402）、探头（15）、模数转换器（16）和计算机及控制软件（17）；在所述光电检测微池（3）中设有金属覆膜纳米通道芯片，将所述光电检测微池（3）设置在样品台（4）上，在所述光电检测微池（3）的上方设置光源（1）和暗场透镜（2）；在所述样品台（4）的下方设置显微物镜（5），所述显微物镜（5）通过第一半反半透镜（6）、反光镜（7）、第一透镜（901）与光谱仪（8）连接；其中，所述第一半反半透镜（6）通过第二透镜（902）、可调孔径光阑（10）以及第二半反半透镜（11）、第三透镜（903）与成像相机（12）连接，在第二半反半透镜（11）上设置一个光电探测器（13）；所述光电检测微池（3）通过探头（15）、第二电流放大器（1402）、模数转换器（16）与计算机及控制软件（17）连接，所述光电探测器（13）通过第一电流放大器（1401）和所述模数转换器（16）与计算机及控制软件（17）连接，所述成像相机（12）直接与计算机及控制软件（17）连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙亿涛，师鑫，高瑞，刘少创，应佚伦，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31
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