[發明專利]一種無標記導模共振布儒斯特傳感器檢測裝置

無效

• 申請號: 201410447434.6
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104165864A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王振華;蔡強;陳強;俞錫鵬;梁偉;陳誠
• 申請（專利權）人: 浙江清華長三角研究院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種光學檢測裝置，具體是一種無標記導模共振布儒斯特傳感器檢測裝置。

背景技術

無標記光學檢測是利用光的相干反射（coherentreflection）、衍射（DiffractiveOptics）及表面等離子體共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)等現象建立起來的對生物化學反應進行直接測定的新型檢測技術。該技術避免了標記和破壞待檢測對象，消除了標記物對檢測造成干擾的可能性，尤其適合進行生物分子間的相互作用過程和需要極低濃度的應用檢測，在環境和食品安全監測等領域具有廣泛的應用前景。

基于導模共振效應（Guided-modeResonance，GMR）的光學生物傳感器，具有卓越的光學靈敏度和穩定性，此類器件通常包括波導層和光柵層，當一束光以一定角度照射后，只有特定波長的光會被反射，反射光的波長、角度的大小與器件所處環境的有效折射率有關。在光柵上涂一層試劑，將盛有樣本溶液的容器置于光柵上，如果樣本中的物質與試劑層發生反應，有效折射就會改變,從而改變反射光的波長、角度。基于GMR效應的無標記光學檢測器件，檢測靈敏度高，適用于高通量檢測，并能實現生物分子相互作用的實時反應動力學檢測和定量分析。

在現有的研究中，多數采用寬帶連續光源，通過附著樣品分子間的變化，轉變為共振峰的移動，通過檢測共振峰波長的變化量，獲得樣品信息。而實際使用中，由于待測生物樣品對共振波長的移動量非常小，通常在納米量級，使得傳感器的檢測靈敏度達不到所需要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種集成度高、適用于高通量樣品檢測的無標記導模共振布儒斯特傳感器檢測裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種無標記導模共振布儒斯特傳感器檢測裝置，包括入射光源組件、導模共振光柵傳感器和檢測光學組件，入射光源組件包括激光器光源和擴束鏡組；導模共振光柵傳感器包括光柵層、波導層和基底；檢測光學組件包括CCD線陣及其驅動電路；所述擴束鏡組安裝在激光器光源的前方，所述波導層安裝在基底的上方，所述光柵層安裝在波導層上方，所述CCD線陣安裝在光柵層的正上方。

作為本發明進一步的技術方案：所述光柵層上的光柵為亞波長光柵。

所述無標記導模共振布儒斯特傳感器檢測裝置的使用方法，包括如下步驟：1）打開入射光源組件、導模共振光柵傳感器和檢測光學組件的開關；2）激光器光源產生入射光線，經過擴束鏡組傾斜入射到導模共振光柵傳感器的光柵層上，再經過波導層和基底后產生導模共振；3）將待檢測物質與導模共振光柵傳感器緊密結合，CCD線陣檢測激光信號共振角度變化量，得到測試結果。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明集成度高，非常適用于高通量樣品檢測，此類以布儒斯特角傾斜入射導模共振光學器件的設計，對于實際搭建生化檢測裝置、提高無標記光學檢測靈敏度是非常有利的。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為本發明共振角度位置與各待檢測樣品折射率關系圖。

圖3為本發明中入射媒質折射率nc從1增加到1.77時共振角度位置變化曲線。

圖中：1-激光器光源；2-擴束鏡組；3-CCD線陣；5-光柵層；6-波導層；7-基底。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，本發明實施例中，對于雙層膜光柵結構，由光柵層和均值膜層組成，光柵位于最外層，均值膜層作為波導層，參數為：nc=1，基底折射率ns=1.52，光柵占空比f=0.5，光柵層材料高折射率nh=2，nl=1.52，dg=175nm，Λ=266.2nm，n1=1.98，d1=180nm，入射波長為632.8nm。

實施例1

1）打開入射光源組件、導模共振光柵傳感器和檢測光學組件的開關；2）激光器光源1產生入射光線，經過擴束鏡組2傾斜入射到導模共振光柵傳感器的光柵層5上，再經過波導層6和基底7后產生導模共振；3）將折射率為1的空氣與導模共振光柵傳感器緊密結合，CCD線陣3檢測激光信號共振角度位置為44.68°。

實施例2