[發(fā)明專利]一種提高導(dǎo)模共振生物傳感器測試靈敏度的方法

有效

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• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103969185A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琦;王振云;張大偉;李業(yè);黃元申;倪爭技
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/25
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器靈敏度，特別涉及一種提高導(dǎo)模共振生物傳感器測試靈敏度的方法。

背景技術(shù)

在食品加工，環(huán)境檢測，醫(yī)療檢測，基因工程等研究方向上，生物或者化學(xué)樣品的檢測問題越來越受到人們的關(guān)注。光學(xué)方法來檢測生物或者化學(xué)樣品是比較常見的方法。光學(xué)方法一般通過測試一個參數(shù)，例如，吸收，透過，散射，相位等，來得到生物分子的一些特征。常見的應(yīng)用例如有，分光光度計檢測DNA的OD280/OD260的透過以確定DNA純度,表面等離子體檢測毒素等。光學(xué)無標(biāo)簽檢測方法越來越受到人們的重視，主要原因是無標(biāo)簽方法直接將要檢測（捕獲）的生物分子（抗原抗體等）放置在處理過的光學(xué)表面上，這樣要檢測的生物分子簇就相連在相鄰的生物井中，這樣便于高通量，多參數(shù)檢測。導(dǎo)模共振片用來檢測生物小分子是其中比較成熟和有前景的一種。導(dǎo)模共振濾波器直接將感應(yīng)到的附著樣品分子間的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣舱癫ǚ宓囊苿?。表面光子晶體產(chǎn)生的窄帶光學(xué)共振可以設(shè)計出很窄的倏失場，共振波長可以從紫外覆蓋到紅外。這種很窄的共振波峰可以通過分辨率極高的光譜分析儀來測得。將導(dǎo)模共振濾波器作為主要濾波傳感器件，搭建光學(xué)檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物樣品的無標(biāo)簽檢測。除此之外，在相關(guān)的在先專利文獻(xiàn)方面，如中國發(fā)明專利案（公開號CN 102317781A），只說明了各種適體配體等生化反應(yīng)對共振峰的改變，沒有說明樣品的具體樣品放置方法以及光源入射方向?qū)φ麄€系統(tǒng)檢測靈敏度的影響。而實(shí)際上濾波器上樣品的放置方式和光源的入射方向會對光束在濾波器的傳播以及衍射效果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致同一濾波器相同量的樣品最終檢測到的共振波峰所在波長位置的不同，也就是整個系統(tǒng)檢測靈敏度不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對導(dǎo)模共振濾波器檢測靈敏度低的問題，提出了一種提高導(dǎo)模共振生物傳感器測試靈敏度的方法，操作方便，而且可以保護(hù)導(dǎo)模共振濾波器的一維光柵或者二維光子晶體結(jié)構(gòu)，同時通過對比4種影響方式，得到最大的檢測靈敏度實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種提高導(dǎo)模共振生物傳感器測試靈敏度的方法，具體包括如下步驟：

1）導(dǎo)模共振生物傳感器從上至下依次為光柵層、波導(dǎo)層和基底，選定待測樣品，將待測樣品均勻吸附至于光柵層的表面；

2）用光源作為入射光垂直入射到待測樣品的表面，然后通過耦合將其透射光耦合進(jìn)光纖入光譜儀測試出導(dǎo)模共振生物傳感器波峰的移動曲線；

3）用光源作為入射光垂直入射到基底的表面，然后通過耦合將其透射光耦合進(jìn)光纖入光譜儀測試出導(dǎo)模共振生物傳感器波峰的移動曲線；

4）導(dǎo)模共振生物傳感器從上至下依次為光柵層、波導(dǎo)層和基底，選定待測樣品，將待測樣品均勻吸附至于基底的表面；

5）在步驟4）得到導(dǎo)模共振生物傳感器重復(fù)步驟2）和3），分別得到光源作為入射光垂直入射到待測樣品的表面和基底的表面后，導(dǎo)模共振生物傳感器波峰的移動曲線；

6）比較步驟2）、3）、5）所得導(dǎo)模共振生物傳感器波峰的移動曲線，得到導(dǎo)模共振生物傳感器對待測樣品折射率以及厚度變化的靈敏度。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提高導(dǎo)模共振生物傳感器測試靈敏度的方法，能夠簡單快速提高系統(tǒng)檢測靈敏度。具有很大的通用性，不僅提高了導(dǎo)模共振生物傳感系統(tǒng)的靈敏度，還可以有效保護(hù)濾波器的微納結(jié)構(gòu)不受測試生物樣品污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明待測樣品層的吸附表面位置以及光源入射方向?qū)嵤├?示意圖；

圖2為本發(fā)明待測樣品層的吸附表面位置以及光源入射方向?qū)嵤├?示意圖；

圖3為本發(fā)明待測樣品層的吸附表面位置以及光源入射方向?qū)嵤├?示意圖；

圖4為本發(fā)明待測樣品層的吸附表面位置以及光源入射方向?qū)嵤├?示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1～４產(chǎn)生的濾波器共振峰值變化圖。

具體實(shí)施方式

基于導(dǎo)模共振原理以及光柵層不同介質(zhì)對于實(shí)際濾波器的共振峰值的影響。

這種基于改變檢測樣品放置方式或者光源入射方向而實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)模共振生物傳感器最大檢測靈敏度方法，改變寬帶ASE（光源的入射方向，或者變化生物試劑與濾波器的結(jié)合位置（上表面或者下表面），檢測共振峰值移動，得到系統(tǒng)靈敏度的變化。這種樣品的變化同時有折射率的變化以及厚度的變化，即可得到系統(tǒng)對于樣品折射率以及樣品厚度變化的靈敏度。