[发明专利]基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片、检测器件

权利要求书

1.一种基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，包括密封的腔体(14)，位于腔体(14)内的基底(11)以及在基底(11)表面呈阵列排布的金属微球颗粒阵列(12)，所述腔体(14)上对应金属微球颗粒阵列(12)的面开设有透射窗口(13)，腔体(14)上设置有两根贯通腔体且与腔体之间形成密封连接的细管(15)。

2.根据权利要求1所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，所述金属微球颗粒阵列(12)的材料为金、银、铜中的一种，所述金属微球颗粒阵列(12)中金属微球颗粒的尺寸为100-500纳米，相邻金属微球颗粒中心的距离即阵列周期为200-1000纳米。

3.根据权利要求1所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，所述金属微球颗粒阵列(12)中金属微球颗粒的形状为球形、半球形、圆柱形、三角形、立方块形、孔形、锥形中的一种，相邻金属微球颗粒之间呈六方非密排、四方非密排、六方蜂窝非密排中的一种排列方式。

4.根据权利要求1所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，所述基底(11)为石英片；所述腔体(14)的材料为聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷即PDMS中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，所述金属微球颗粒阵列的面积为0.01-100平方厘米，腔体(14)内密封空腔的体积为0.001-1000立方厘米。

6.根据权利要求1所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，所述金属微球颗粒阵列(12)的制备方法如下：在基底上制备有序的聚苯乙烯微球阵列，在聚苯乙烯微球阵列上沉积一层厚度为10-1000纳米的金膜，然后置于800-1200℃温度下退火1-12小时，待温度降至室温后，得到金微球有序颗粒阵列。

7.根据权利要求6所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，制备有序的聚苯乙烯微球阵列的方法为气液界面自组装、刻蚀、纳米压印中的一种。

8.根据权利要求6或7所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，其特征在于，制备有序的聚苯乙烯微球阵列的方法如下：

S11、载玻片依次在乙醇、丙酮、食人鱼溶液中浸泡1-12小时，其中食人鱼溶液由浓硫酸和30wt％过氧化氢按照7:3体积比混合而成，然后用去离子水反复冲洗并超声1-6小时，随后将其放置在氮气流中进行干燥；

S12、洗净的载玻片在紫外臭氧清洗机中清洗1-6小时，使其表面亲水；

S13、用移液器将去离子水沿载玻片边缘注入，在载玻片表面形成一层水膜；

S14、将含聚苯乙烯微球的溶液沿水膜边缘缓慢且持续的注入，一段时间后，聚苯乙烯微球在水膜表面自组装，形成聚苯乙烯微球单层膜，水膜干燥后，将聚苯乙烯微球单层膜转移到基底上，即得到有序的聚苯乙烯微球阵列。

9.一种基于表面等离激元晶格共振传感的检测器件，包括权利要求书1-8任意一项所述的检测芯片，其特征在于，该检测器件包括如下结构：

储存样品溶液并通过细管(15)向检测芯片(1)的腔体内注入样品溶液的进样单元(2)，对检测芯片(1)中透射窗口(13)所在的面进行照射的光源(3)，对检测芯片中样品液体进行测试的光学显微镜(4)，连接光学显微镜(4)并采集光学显微镜(4)的光学信号的光谱仪(5)，以及将光谱仪(5)中的测试结果转化为可读数据的数显单元(6)。

10.根据权利要求9所述的基于表面等离激元晶格共振传感的检测器件，其特征在于，所述光学信号为吸收信号、反射信号、透射信号中的一种，所述光源(3)为普通白光；所述光学显微镜(4)为明场光学显微镜，样品溶液注入检测芯片(1)腔体内的速度为0.01-10毫升/分钟；所述数显单元(6)为计算机、手机或平板电脑。