[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

说明书

本发明生物医药传感检测技术领域，具体涉及一种基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片、检测器件。不同于传统的基于金微膜的表面等离子基元共振效应(SPR)和基于金纳米粒子的局域表面等离子共振效应(LSPR)光学传感技术，本方法采用新一代的基于有序金微球颗粒阵列的基于表面等离激元晶格共振效应(SLR)传感技术。有序金微球阵列的光学性质对其表面介电环境变化有着非常灵敏响应，利用这一特性将检测芯片结合数显单元、进样单元、光源、光谱仪、显微镜，可以将芯片表面介电环境的变化转化为可读的光学信号，是一种全新的非标记检测技术，在生物、医疗、制药等领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种检测芯片，特别涉及一种基于金属微球颗粒阵列的基于表面等离激元晶格共振(SLR)传感的检测芯片、检测器件及其制备方法，可广泛适用于医疗服务、医药器械以及药物研发等高效、便捷的生物医药领域。

背景技术

体外诊断是指在人体之外，通过对人体样本(血液、体液、组织等)进行检测而获取临床诊断信息，进而判断疾病或机体功能的产品和服务。绝大多数疾病治疗都需借助体外诊断检测技术。体外诊断技术大体上可分为：标记与非标记两大类。标记类检测技术，一般用于定性判断(阳/阴性)，具有操作简单、技术门槛较低、市场成熟、且基本已实现国产化等特点。而非标记类检测技术，需借助高精端的大型仪器，用于定量判断，具有技术门槛高、适用范围广、实时动态且平台通用等特点。然而，非标记类检测的核心技术一直是被国外垄断，仪器价格非常高昂。因此，亟需发展新一代非标记检测技术来打破其国外垄断格局。

当前市面采用的非标记诊断检测，主要以基于金微膜SPR光学传感技术为主流，即SPR传感技术。其工作原理是：利用金微膜(厚度比头发丝还细一千倍)的表面等离激元共振效应(SPR)，将金膜表面接触的体系介质微小变化，转变为灵敏的可读光学信号。然而，现有SPR传感技术，需要单色偏振光激发，同时需要扫描入射角度，存在光路复杂、体积庞大、操作耗时、且假信号干扰(体相效应)等诸多不足，极大限制了设备的小型化与便携化推广。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片。该检测芯片是以高度有序排列的金微球颗粒阵列为核心传感元件，用金微球阵列特有的等离激元表面晶格共振效应，可以将阵列表面的介质微小变化转换成可读光学信号，是一种全新的非标记检测器件。相比于传统的非标记检测技术，具有低成本、高性能、抗干扰强、高性能等优势。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片，包括密封的腔体，位于腔体内的基底以及在基底表面呈阵列排布的金属微球颗粒阵列，所述腔体上对应金属微球颗粒阵列的面开设有透射窗口，腔体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。

作为基于表面等离激元晶格共振传感的检测芯片进一步的改进：

优选的，所述金属微球颗粒阵列的材料为金、银、铜中的一种，所述金属微球颗粒阵列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。

优选的，所述金属微球颗粒阵列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。

优选的，所述基底为石英片；所述腔体的材料为聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷即PDMS中的一种。

优选的，所述金属微球颗粒阵列的面积为0.01-100平方厘米，腔体内密封空腔的体积为0.001-1000立方厘米。

优选的，所述金属微球颗粒阵列的制备方法如下：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。