[發明專利]表面等離子體諧振圖像檢測芯片、系統及其使用方法

無效

• 申請號: 201210210534.8
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103512861A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 蔡浩原;崔大付;李輝;陳興;張璐璐;孫建海;任艷飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/55
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及應用表面等離子體諧振原理進行生物和化學分析的技術領域，尤其涉及一種表面等離子體諧振圖像檢測芯片、系統及其使用方法。?

背景技術

表面等離子體諧振(Surface?Plasmon?Resonance，簡稱SPR)是發生在平面金屬膜界面的一種物理光學現象。SPR對平面金屬膜界面附近的折射率變化非常靈敏。利用SPR原理可以檢測發生在平面金屬膜界面處100多nm范圍內的生物分子相互作用。SPR檢測方法具有靈敏度高、無需標記、可獲得反應動力學過程等優點。?

表面等離子體諧振圖像檢測技術(Surface?Plasmon?Resonance?Imaging，簡稱SPRI)為采用圖像的檢測方式，可以獲得平面金屬膜上多個位點發生的生物分子相互作用信息，可實現多參數并行檢測(Hickel?et?al.1989；Rothenhausler&Knoll?1988；Brockman?et?al.2000)。?

美國專利第US7670556號公開了一種表面等離子體諧振圖像的檢測方法。圖1A為現有技術表面等離子體諧振圖像檢測系統的工作示意圖。具有橫磁(Transverse?Magnetic，簡稱TM)偏振的平行入射光通過棱鏡耦合，照射在傳感芯片上，入射光與傳感芯片表面的金屬膜的表面等離子體波發生諧振，在棱鏡的另一側采用圖像檢測裝置檢測出射光的圖像。在金屬膜的表面，制備有敏感膜(如抗體、DNA、受體等分子)。微流通道覆蓋在傳感芯片的表面，用于引入待測樣品。當待測樣品中含有與敏感膜發生特異性反應的物質時，出射光的圖像會發生改變。通過檢測出射光圖像不同區域的光強變化，可以對多個參數進行并行檢測。?

圖1B為圖1A所示表面等離子體諧振圖像檢測系統的流通系統工作原理圖。三種不同的蛋白質A，B和C首先被固定到金膜的表面，然后在垂直方向上，待測樣品在外部流通驅動系統的作用下，沿著微流路依次流?過固定有蛋白質A，B和C的敏感膜單元的表面。如果待測樣品中含有與蛋白質A，B和C發生特異性反應的物質，就會引起SPR信號的變化。通過同時監測圖像上的多個敏感膜單元，就可實現多參數并行檢測。?

如上所述，現有技術表面等離子體諧振圖像檢測技術均需要配備一路或者多路流通系統，儀器較為復雜，使用步驟繁瑣，對操作人員要求較高，從而限制了表面等離子體諧振圖像檢測技術應用于現場快速檢測。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

為解決上述的一個或多個問題，本發明提供了一種表面等離子體諧振圖像檢測芯片、系統及其使用方法，以無需配備流通系統即可實現多參數檢測，簡化使用步驟，降低使用成本。?

(二)技術方案?

根據本發明的一個方面，提供了一種表面等離子體諧振圖像檢測芯片、系統及其使用方法。其中，表面等離子體諧振圖像檢測芯片，包括：透明基底；敏感膜陣列，包含至少兩個分離的敏感膜單元，至少兩分離的敏感膜單元中的每一敏感膜單元包括：金屬膜和敏感材料；檢測池陣列，為具有厚度的材料，包含貫穿檢測池陣列的、與至少兩個分離的敏感膜單元分別對應的至少兩個分離的檢測池單元，其中：檢測池陣列上除至少兩個分離的檢測池單元之外的區域與透明基底緊密結合，形成密封；至少兩個分離的檢測池單元中的每一檢測池單元，其面積大于或等于對應敏感膜單元的面積，從而將該敏感膜單元圍設于其底部。?

(三)有益效果?

從上述技術方案可以看出，本發明表面等離子體諧振圖像檢測芯片、系統及其使用方法具有以下有益效果：?

(1)無需外接流通系統。本發明利用微加工工藝，加工制備成陣列化的檢測池，并與SPR基底組裝在一起，形成表面等離子體諧振圖像檢測芯片。該檢測池可以讓使用者直接的、可靠的將不同種類的微量(例如小于20微升)待測樣品滴加到芯片的表面，進行陣列化的檢測。由于無需外接的流通系統，大大降低了儀器的制造成本，簡化了使用步驟；?

(2)使得拋棄型的SPR檢測芯片成為可能。本發明由于采用了新型的陣列化檢測池設計，并提出了以階段SPR向應值作為檢測結果的新方法，使得SPR檢測芯片與檢測池陣列集成在一起，避免了現有方法需要對微流通道和芯片表面進行清洗和再生的后續維護步驟，使得SPR檢測芯片能夠實現一次性使用，簡化了使用步驟，也降低了交叉污染的風險。?

附圖說明

圖1A為現有技術表面等離子體諧振圖像檢測系統的俯視圖；?

圖1B為圖1A所示表面等離子體諧振圖像檢測系統的工作示意圖；?

圖2為本發明實施例表面等離子體諧振圖像檢測芯片的結構示意圖；?