[实用新型]一种基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备

说明书

本实用新型提出一种基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，包括发射模块、调制模块、检测模块、接收模块，发射模块包括光源，发射模块用于产生检测光，检测光为水平偏振状态的准直光束，调制模块包括扫描振镜、第一准直透镜、聚焦透镜，扫描振镜用于反射检测光，检测模块包括检测池、金属层、棱镜，金属层设置在检测池上，棱镜设置在金属层上，接收模块包括接收器、第二准直透镜，检测光依次通过扫描振镜、第一准直透镜、聚焦透镜、检测模块、第二准直透镜进入接收器。通过采用本实用新型提供的基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器，使用扫描振镜进行角度调制，并通过反馈调节控制扫描振镜的姿态，能够提高SPR检测设备的信号测量精度。

技术领域

本实用新型涉及传感器研究领域，特别是一种基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器及 SPR检测设备。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmons Resonance，SPR)是一种物理光学现象，是用于表征表面折射率系数改变的一种光学技术，利用SPR技术可以实时观测分子之间的相互作用、薄膜形成等表面现象。表面等离子体(SP)指的是沿着金属和电介质间表面传播的电磁波。当两种介质界面之间存在几十纳米的金属薄膜时，由全反射产生的倏逝波的P偏振分量进入金属薄膜，与金属薄膜中自由电子相互作用从而产生表面等离子体，在入射角或波长为某一适当值的情况下，表面等离子体与倏逝波发生共振，光能被吸收，使得反射光能量急剧下降。

SPR检测技术作为一种高精度、免标记、可实时响应的检测手段，已经被广泛应用于生命科学、生物学、药物学、分析化学等研究领域。由于SPR检测技术具有能够实时检测生物分子间相互作用、方便快捷、分辨率高于传统方法、无需标记样品、样品需要量少等特点，SPR检测技术广泛应用于蛋白质组学、细胞信号传导、受体/配体、抗体/抗原分子垂钓、免疫识别、癌症研究和新药筛选等生命科学领域，用于实时动态监测蛋白质/蛋白质、蛋白质/核酸、新药分子/靶蛋白等生物分子的相互作用过程。

从传感器结构上讲SPR传感器有三种耦合方式，分别是棱镜耦合、光纤耦合和光栅耦合，其中基于棱镜耦合方式的Kretschmann传感器结构由于具有制作简单、使用方便、传感芯片容易制备等优点，因此被广泛采用，从检测方式上讲SPR传感器有四种调制类型，分别是角度调制、波长调制、相位调制和强度调试，其中角度调制的检测方式由于具有光学结构简单、易于实现、检测灵敏度高等优点，被广泛采用。角度调制的原理是通过改变入射光与法线之间的角度并测量不同角度下对应的光强，可以得到一条角度扫描曲线，角度扫描曲线中光强最低点对应的角度称为SPR共振角，这个SPR共振角的大小与被测样品表面折射率系数的变化成正比。

在一些现有技术中，表面等离子共振传感器采用机械扫描方式进行调制，通过各个部件的相对运动改变光路的角度，从而获得角度扫描曲线。机械扫描方式的缺点是角度分辨率不高，且扫描速度比较慢，不利于快速、实时检测。现有技术中表面等离子共振传感器还采用振镜扫描方式进行调制，振镜扫描方式是通过振镜作为角度驱动单元，通过振镜的旋转实现一定角度范围的扫描，振镜扫描方式能够提高角度分辨率以及角度扫描的范围，但是现有的振镜扫描方式的测量精度较低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，基于扫描振镜的角度调制型SPR 传感器能够提高测量精度。

根据本实用新型提供的基于扫描振镜的角度调制型SPR传感器，包括发射模块、调制模块、检测模块、接收模块，所述发射模块包括光源，所述发射模块用于产生检测光，检测光为水平偏振状态的准直光束，所述调制模块包括扫描振镜、第一准直透镜、聚焦透镜，所述扫描振镜用于反射检测光，所述检测模块包括检测池、金属层、棱镜，所述金属层设置在所述检测池上，样品放置在所述金属层和所述检测池之间，所述棱镜设置在所述金属层上，所述接收模块包括接收器、第二准直透镜，检测光依次通过所述扫描振镜、所述第一准直透镜、所述聚焦透镜、所述检测模块、所述第二准直透镜进入所述接收器。