[实用新型]无可动部件的多通道角度调制型SPR传感器检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物化学检测领域，尤其涉及一种表面等离子共振传感器检测系统。

背景技术

表面等离子体共振SPR(Surface plasmon resonance)现象，p偏振光在玻璃与金属薄膜交界处发生全反射时产生的倏逝波会引发金属表面的自由电子产生表面等离子（Surface Plasmon,SP），当表面等离子与倏逝波的频率和波数相同时，便会产生表面等离子共振。对于角度调制型SPR，这种现象会使得某一入射角的反射光强度突然降低，并且对金属薄膜表面介质的折射率非常敏感。自从上个世纪SPR现象被发现，近十年来SPR技术被广泛用于生化、医疗、食品、环境等监测领域，成为传感器研究领域的热点。

SPR传感器对其表面的介质非常敏感，流经传感器表面流体折射率微小的变化，就能引起传感器输出的变化，其测量过程样品消耗不大于1ul。SPR检测技术具有检测灵敏度高、抗电磁干扰性能好、样品消耗量少等特点。

目前角度调制的SPR传感器大致有两类，一类是角度扫描传感器，采用机械可动部件如可动入射壁或振镜等来调整入射光的角度。这种传感器精度受限于机械部件，而且完成一次完整的角度扫描需要一定的时间，时间分辨率低下。另一类是通过光学元件将入射光汇聚到传感面上，这样使得反射光中含有不同入射角的信息。这种传感器若入射光汇聚到传感面上，对光路精度有较高要求，光路调整往往不是很方便。若入射光焦点不在传感面上，则传感面上不同位置对应着不同的入射角的光线，这会对整个传感面的金属薄膜平整度有较高要求。

发明内容

本发明提供了一种光路装调方便、灵敏度高、性能稳定的无可动部件的多通道角度调制型表面等离子共振传感器检测系统。

一种无可动部件的多通道角度调制型SPR传感器检测系统，包括SPR传感器和与所述的SPR传感器的检测面贴合设置的微型流通池，所述的SPR传感器包括光发射组件、光接收组件和用于接收光发射组件的光线并将其反射至光接收组件的光反射组件；

所述的光发射组件包括沿光线方向依次设置的光源、准直透镜、偏振片、滤波片和矩形光阑；

所述的光反射组件包括沿光发射组件的出射光线方向依次设置的第一柱面透镜、半圆柱棱镜、第二柱面透镜；

其中半圆柱棱镜的反光面上镀有一层金属薄膜，第一柱面透镜和第二柱面透镜的焦线都重合于半圆柱棱镜的圆心线上，位于金属薄膜处；

所述的光接收组件包括沿光反射组件的出射光线方向依次设置的第一成像透镜、第二成像透镜和光学传感器；

所述的微型流通池为多通道的微型流通池。

上述光发射组件中的偏振片的偏振方向设置成仅允许参加SPR反应的p光通过。

光发射组件发出的平行光线从第一柱面透镜入射后汇聚到半圆柱棱镜的圆心线上，即半圆柱棱镜的轴线上，经金属薄膜反射到另一侧的第二柱面透镜再次变为平行光输出，最后经过第一和第二成像透镜投射到光学传感器上。

第一柱面透镜及第二柱面透镜的焦线与半圆柱棱镜的圆心线重合，光发射组件发出的平行光束通过第一柱面透镜后的汇聚光都垂直于半圆柱棱镜的切线入射，进入半圆柱棱镜后光线方向并不发生改变。

本实用新型SPR传感器中金属薄膜的反光面朝向半圆柱棱镜，被测液体经微型流通池流经金属薄膜背向半圆柱棱镜一侧，作为优选，所述的金属薄膜为金膜、银膜或者金银复合膜。

进一步优选，在金属薄膜表面上修饰有对不同待测物质敏感的特异膜，能够实现对样品中特定物质的高灵敏检测。

作为优选，所述的光学传感器为面阵CCD或者面阵CMOS。其中，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点，操作时根据具体需要进行选择。

作为优选，所述的光源为LED光源。LED光源产生的热量很少，由电能到光能的转换率接近100%，不会造成能源的浪费，而且LED光源不使用水银，也不含铅，具有环保性，适合于生物样品的检测。

本实用新型中与上述的SPR传感器配合使用的微型流通池为多通道的流通池，作为优选，所述的微型流通池表面刻有空气参考槽和U型流通槽，U型流通槽的两端还分别设有至少一个进液孔和一个出液孔；所述的微型流通池与SPR传感器的金属薄膜面贴合时，空气参考槽和U型流通槽分别与金属薄膜组成空气通道和液体流通通道。