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原文传递一种基于超表面的手性分子检测装置

专利名称：	一种基于超表面的手性分子检测装置
摘要：	本申请提供了一种基于超表面的手性分子检测装置，光源模块发出的两个光束经过偏振模块后，分别被调制为具有第一偏振态的圆偏振光和具有第二偏振态的圆偏振光，可以同时进行两种偏振态的圆偏振光对样品手性溶液的手性检测，手性分子检测装置的检测元件只有偏振模块和第一/第二手性超表面，并未使用大量传统的光学元件，使得检测光路结构简单，降低了手性分子检测装置的体积，提高手性分子检测装置的便携性；而且，可通过一次检测即可获得手性生物分子样品溶液的第一/第二光强，提高了分子手性的检测效率。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳迈塔兰斯科技有限公司
发明人：	陈建发;郝成龙;谭凤泽;朱健
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-06T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202222363656.2
公开号：	CN218212623U
代理机构：	深圳市深佳知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	秦超逸
分类号：	G01N21/21;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/21;G01N21/01
申请人地址：	518101 广东省深圳市宝安区新安街道上合社区33区大宝路83号美生慧谷科技园秋谷8栋6楼
主权项：	1.一种基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，包括：光源模块、偏振模块、第一样品皿、第二样品皿、第一手性超表面、第二手性超表面和探测模块；所述第一样品皿和所述第二样品皿并排设置在所述偏振模块远离所述光源模块的一侧，所述第一样品皿和所述第二样品皿中分别装有同种待测的手性生物分子样品溶液；所述第一手性超表面设置于所述第一样品皿的底部，所述第二手性超表面设置于所述第二样品皿的底部；所述第一手性超表面的手性与所述第二手性超表面的手性不同；所述探测模块，设置在所述第一手性超表面和所述第二手性超表面的底部；所述光源模块发出的两个光束经过所述偏振模块后，分别被调制为具有第一偏振态的圆偏振光和具有第二偏振态的圆偏振光；所述具有第一偏振态的圆偏振光，分别透过所述第一样品皿中的手性生物分子样品溶液和第一手性超表面后，形成第一探测光束入射到所述探测模块；所述具有第二偏振态的圆偏振光，分别透过所述第二样品皿中的手性生物分子样品溶液和第二手性超表面后，形成第二探测光束入射到所述探测模块；所述探测模块，接收入射的所述第一探测光束，并探测接收的所述第一探测光束的第一光强，同时接收入射的第二探测光束，并探测接收的所述第二探测光束的第二光强，其中，所述第一光强和所述第二光强是不同的光强。 2.根据权利要求1所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述手性生物分子样品溶液的圆二色性满足以下公式：其中，CD表示手性生物分子样品溶液的圆二色性；I1表示第一光强；I2表示第二光强。 3.根据权利要求1所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述光源模块，包括：光源和光纤分路器；所述光纤分路器，将光源发出的光束分为两个光束；所述光源发出的光束，为具有预设工作波段的光束；所述两个光束的光强比为1:1。 4.根据权利要求3所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述预设工作波段，包括：可见光波段或者近红外波段。 5.根据权利要求4所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述第一手性超表面和所述第二手性超表面，分别包括：基底和多个超结构单元；所述多个超结构单元中的各超结构单元，分别包括：排布在所述基底上的多个纳米结构；所述基底为能够透过所述预设工作波段内光束的透明基底。 6.根据权利要求5所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述第一手性超表面的超结构单元中的纳米结构的排布方式与所述第二手性超表面的超结构单元中的纳米结构的排布方式互为镜像。 7.根据权利要求6所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，当所述具有第一偏振态的圆偏振光的偏振特性与所述第一手性超表面的手性匹配且所述具有第二偏振态的圆偏振光的偏振特性与所述第一手性超表面的手性不匹配时，所述第一手性超表面对入射的所述具有第一偏振态的圆偏振光具有第一透射率，并对入射的所述具有第二偏振态的圆偏振光具有第二透射率；其中，所述第一透射率大于第二透射率；当所述具有第二偏振态的圆偏振光的偏振特性与所述第二手性超表面的手性匹配且所述具有第一偏振态的圆偏振光的偏振特性与所述第二手性超表面的手性不匹配时，所述第二手性超表面对入射的所述具有第二偏振态的圆偏振光具有第三透射率，并对入射的所述具有第一偏振态的圆偏振光具有第四透射率；其中，所述第三透射率大于第四透射率。 8.根据权利要求1所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述偏振模块，包括：起偏器、第一四分之一波片和第二四分之一波片；所述第一四分之一波片放置在所述第一样品皿上，所述第二四分之一波片放置在所述第二样品皿上；所述起偏器放置在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片上；所述起偏器与所述第一四分之一波片快轴的夹角为第一角度；所述起偏器与所述第二四分之一波片快轴的夹角为第二角度；两个所述光束经过起偏器后，分别被调制为两个线偏振光；所述两个线偏振光中经过所述第一四分之一波片的线偏振光被偏振调制为具有第一偏振态的圆偏振光，两个所述线偏振光中经过所述第二四分之一波片的线偏振光被偏振调制为具有第二偏振态的圆偏振光。 9.根据权利要求8所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述起偏器为线偏振片。 10.根据权利要求8所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述探测模块，包括：第一探测器和第二探测器；所述第一探测器设置在所述第一手性超表面的底部，接收入射的所述第一探测光束；所述第二探测器设置在所述第二手性超表面的底部，接收入射的所述第二探测光束。 11.根据权利要求10所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，还包括：底座、侧边支架和中间支架；所述底座设置在所述第一探测器和所述第二探测器的底部；所述侧边支架分别固定在所述底座的两侧；所述中间支架固定在所述起偏器和所述探测模块之间；所述第一四分之一波片、所述第一样品皿、所述第一手性超表面、和所述第一探测器位于所述中间支架的一侧，所述第二四分之一波片、所述第二样品皿和所述第二手性超表面和所述第二探测器位于所述中间支架的另一侧。 12.根据权利要求11所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述侧边支架和所述中间支架均为不透光支架；所述底座为不透光底座。 13.根据权利要求10所述的基于超表面的手性分子检测装置，其特征在于，所述第一探测器和所述第二探测器，采用CCD或者CMOS。