[發明專利]基于表面等離子共振技術的全自動濃度測定裝置

無效

• 申請號: 200810059071.3
• 申請日: 2008-01-09
• 公開（公告）號: CN101216424A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 趙光燦;王曉萍;詹舒越
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/55
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及光電檢測技術、微控制器(MCU)技術、數字通信技術，特別是涉及一種基于表面等離子共振技術的全自動濃度測定裝置。

背景技術

表面等離子共振(surface?plasmon?resonance，SPR)是光在玻璃與金屬薄膜界面發生全反射時產生的倏逝波引發金屬表面的自由電子產生表面等離子(surface?plasmon，SP)，并在表面等離子與倏逝波頻率和波數相同的情況下產生的一種共振現象，此時入射光被吸收，反射光的能量突然下降，反射光譜上出現共振峰(即反射強度最低值)，共振峰的位置與金屬膜另一側介質的折射率密切相關。根據這一現象，對于某一未知濃度的樣品溶液，通過測量其折射率，進而根據已知的該種樣品溶液的濃度-折射率模型，即可實現溶液中樣品濃度的測量。利用SPR技術檢測樣品濃度，具有靈敏度高、所需試樣少、樣品無需標記、檢測速度快、可實現實時監控等特點，因而被廣泛應用于生化、醫療、環境等監測領域。

目前，國內外研制的SPR儀器基本上都是大型的專業化儀器，存在著結構復雜、體積大、成本高等缺點，限制了SPR儀器的推廣運用。而研制一種小型、低成本、自動化程度高、能實現低濃度樣品檢測的SPR儀器，無疑有著巨大的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明提供了一種通用性強、測量精度高、小型且價廉的基于表面等離子共振技術的全自動濃度測定裝置。

基于表面等離子共振技術的全自動濃度測定裝置包括液體處理系統、SPR傳感器、信號檢測與控制器和計算機，所述的液體處理系統包括樣品池、多位閥、微型流通池、注射泵、廢液池和泵閥控制器，多位閥的進樣口與樣品池相連，多位閥出口與微型流通池入口相連，微型流通池與SPR傳感器貼合設置，微型流通池出口連接注射泵入口，注射泵出口連接到廢液池，泵閥控制器與多位閥及注射泵相連接；信號檢測與控制器與SPR傳感器及泵閥控制器相連，并通過RS232或USB接口電路連接到計算機。

所述的微型流通池包括墊片和下基片，傳感器上的金膜、墊片、下基片依次緊緊疊加在一起，墊片上的刻槽、下基片上的進孔和出孔連通構成微型流通池，微型流通池的體積為1-10ul，可通過改變墊片上刻槽的大小改變微型流通池的體積。

所述的泵閥控制器包括控制芯片C8051F020、UART擴展芯片SP2338和RS232串行接口電路。控制芯片C8051F020的一個UART接口通過SP2338擴展成3個新的UART接口，新的UART接口中的2個通過RS232串行接口電路分別連接多位閥與注射泵，C8051F020的另一個UART接口通過RS232串行接口電路連接信號檢測與控制器。

所述的信號檢測與控制器包括控制芯片C8051F020、傳感器控制電路、信號處理電路、RS232串行接口和USB接口電路。控制芯片C8051F020通過傳感器控制電路控制SPR傳感器，SPR傳感器的輸出信號經信號處理電路輸入到C8051F020，C8051F020與RS232串行接口和USB接口電路相連。

本發明全自動濃度測定裝置，使用泵閥控制器對泵閥進行操作，在計算機軟件上設定好進樣口、進樣速度、樣品體積等參數后，即可開始自動測量，在每次測量開始和結束時系統都會自動對管路進行清洗，同時，由于使用了多位閥和恒流注射泵，實現了多種樣品的連續檢測和樣品在管路中連續穩定地傳輸。

本發明還使用了一種小型的非掃描式集成SPR傳感器，免去了傳統角度調制型SPR傳感器中復雜的角度調制裝置，提高了測量速度和測量數據的穩定性，使測量過程更為簡化，同時也實現了整個濃度測定裝置的小型化。

附圖說明

圖1為基于表面等離子共振技術的全自動濃度測定裝置結構示意圖；

圖2為本發明的微型流通池的結構示意圖；

圖3為本發明的微型流通池中墊片的結構示意圖；

圖4為本發明的微型流通池中下基片的結構示意圖；

圖5為本發明的泵閥控制器的結構示意圖；

圖6為本發明的信號檢測與控制器的結構示意圖；

圖7為本發明的操作流程圖；

圖8為本發明的計算機軟件功能模塊圖。

具體實施方式