无标记椭偏成像蛋白质芯片生物传感器及其生物医学应用

无标记椭偏成像蛋白质芯片生物传感器系统是椭偏成像光学检测技术结合微流道反应阵列技术建立起来的一种新型的生物传感器系统。该系统广泛用于生物医学领域,包括抗体筛查、乙肝标志物检测、肿瘤标志物谱和病毒检测等。为了进一步改进传感器的性能和提升检测指标,使其能够满足生物医学应用的进一步需求,作者在原有技术系统的基础上引入了全内反射模式、光谱光源、低噪声科学CCD,对偏振器件的相位角进行了优化设置。与原系统对比,传感器的检测灵敏度提高了一个量级,检测极限提高了50倍,同时系统具有48个独立通道,时间分辨率为0.04 s。

光学椭偏成像技术在生物分子研究中的应用

光学椭偏显微成像是一种新型超薄膜及表面显示技术 ,是研究生物分子与固体表面吸附以及生物分子之间相互作用的一种简单、快速和可靠的手段。它不仅能够大面积精确显示超薄膜的厚度分布 ,而且能够用于表面实时吸附的动力学研究。在抗原 抗体检测分析方面 ,它不需要像酶联免疫法、荧光免疫法和放射免疫法那样对待测物作标记 ,也不会对待测生物分子活性造成任何扰动和损伤 ,操作简单 ,费用低廉。另外 ,它还弥补了传统的椭偏法的不足之处 ,能够有效地区分非特异性吸附、脱吸附或表面污染带来的干扰。

基于椭偏成像光路和表面等离子体共振效应的金属薄膜参数测量方法研究

提出了一种基于椭偏成像光路和表面等离子体共振效应的金属薄膜参数测量方法,在椭偏成像光路中采用p偏振光在金属薄膜与空气界面产生表面等离子体共振效应,利用不产生表面等离子体共振效应的s偏振光消除背景光的影响,得到表面等离子体共振吸收环垂直方向的归一化反射率曲线,数值拟合获得待测金属薄膜的薄膜参数,这种方法不需要求解椭偏方程,数据处理过程简单,求解速度快。实验中,基于该方法的测量结果与标准椭偏仪的测量结果基本一致,很好地验证了该方法的有效性。

生物分子吸附膜层的图像显示——光学椭偏显微成像技术应用之一

本文采用以扩展平行光为光源的椭偏显微成像技术,以图像形式显示吸附于固体表面上的蛋白单分子膜层的几何厚度分布。此测量技术为表面检测和超薄膜研究提供了手段。

基于Mueller矩阵成像椭偏仪的纳米结构几何参数大面积测量

为了实现有效的工艺监控,在批量化纳米制造中对纳米结构的关键尺寸等几何参数进行快速、低成本、非破坏性的精确测量具有十分重要的意义.光学散射仪目前已经发展成为批量化纳米制造中纳米结构几何参数在线测量的一种重要手段.传统光学散射测量技术只能获得光斑照射区内待测参数的平均值,而对小于光斑照射区内样品的微小变化难以准确分析.此外,由于其只能进行单点测试,必须要移动样品台进行扫描才能获得大面积区域内待测参数的分布信息,从而严重影响测试效率.为此,本文将传统光学散射测量技术与显微成像技术相结合,提出利用Mueller矩阵成像椭偏仪实现纳米结构几何参数的大面积快速准确测量.Mueller矩阵成像椭偏仪具有传统Mueller矩阵椭偏仪测量信息全、光谱灵敏度高的优势,同时又有显微成像技术高空间分辨率的优点,有望为批量化纳米制造中纳米结构几何参数提供一种大面积、快速、低成本、非破坏性的精确测量新途径.

全反射式宽光谱成像椭偏仪

本论文采用全反射式光学聚焦结构,通过独特的偏振控制技术,实现宽光谱、无色差成像椭偏仪的研制。在系统校准过程中采用多样品校准方法,利用校准得到的系统参数对待测样品进行成像椭偏分析,确定样品椭偏角ψ和s及薄膜厚度的空间分布。为测试自制成像椭偏仪的准确性,本文对3 nm^300 nm的Si O2/Si样品在200 nm^1 000 nm内多波长下进行成像椭偏测量。实验结果表明,Si O2薄膜厚度最大相对测量误差小于6%。

椭圆偏振术在生物分子芯片研究中的应用

介绍了利用椭圆偏振测量仪原理测试生物芯片的检测方法.其最大优点在于测量过程不破坏被测体系,样品需要量少,操作简单,而且灵敏度高,可反映接近原子尺寸的变化,又能原位、实时跟踪检测表面膜的变化情况.椭圆偏振术在生物医学领域有着广泛的应用.

倾斜镜面成像的自动调焦方法

倾斜镜面成像系统的像面与光轴倾斜,仅利用轴向自动调焦无法实现像面整体清晰。为此提出一种基于图像清晰度判断的自动调焦方法。该方法将轴向调焦与角度调焦相结合,通过步进方式平移和旋转像接收面,利用离焦函数判断聚焦情况,采用数据拟合回归的方法实现了像面整体清晰。该方法在椭偏成像系统的应用结果验证了其有效性,调焦精度达到微米量级。

穆勒矩阵成像椭偏仪误差源的简化分析方法

针对穆勒矩阵成像椭偏仪的系统误差源提出一种简化分析方法,将光强曲线的理想傅里叶级数系数组与实际系数组进行近似匹配,建立穆勒矩阵测量误差与误差源参数之间的线性模型。针对解析式复杂的随机方位角误差,从统计学角度提出了一种等效噪声模型以分析其对测量结果的影响。采用上述简化方法系统分析了椭偏仪的6种系统误差源和2种随机误差源对穆勒矩阵测量结果的影响,并以一个典型光刻投影物镜的穆勒光瞳为检测对象,进行了检测仿真。仿真结果验证了所提方法分析的准确性。

光学蛋白质芯片技术在生物检测中的应用

蛋白质芯片技术因其高通量,微型化,可快速分析等特点,在生物检测中具有独特优势。光学蛋白质芯片同时结合了蛋白质芯片技术和高分辨的光学椭偏显微成像技术,在提高灵敏度的同时实现了检测结果的可视化。本工作利用光学蛋白质芯片技术,针对复杂体系中的临床标志物蛋白质,构建了夹心型检测体系,实现了系统的定量检测。实验结果与临床通用方法符合较好。该方法具有灵敏度高,操作简单,检测快速,样品用量少等优点。

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

TH742.9 2001042954椭偏光学显微成像系统中的图像采集及处理技术=Technique of image collecting and processing in ellipsometricimaging sysetms[刊,中]/孟永宏,靳刚(中科院力学研究所.北京(100080))//光学精密工程.-2000,8(4).-316-320针对椭偏光学显微成像系统及其成像特点,提出了扩展图像量化等级法、快速采样-时间积分法和多采样点平均法以改善椭偏成像质量和样品表面定量分析的可靠性,给出了理论分析及实验结果。图3参8(任延同)

制备蛋白A单分子膜层装配抗体构建肿瘤标志物检测芯片

免疫分析方法主要依赖于固定在固相基底上的抗体对相应抗原的特异性识别,抗体在固相基底上固定后最大程度保持生物学活性是设计免疫分析方法的关键技术.本研究利用在疏水性硅基底表面制备蛋白A单分子膜层可以特异结合抗体的Fc端,进而实现对抗体的定向化装配,进一步构建格式化阵列用于肿瘤标志物检测.研究结果表明,制备的蛋白A单分子膜层的厚度为1.8±0.6nm,抗体可以经蛋白A单分子膜层实现定向化装配,由此设计的传感阵列检测肿瘤标志物甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP)可以实现1.0ng/mL的灵敏度,血清检测结果与电化学法(ECLIA)测定进行统计学检验没有显著性差异(P>0.05).