[實用新型]角度掃描型SPR傳感器系統

有效

• 申請號: 201720430128.0
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN206848170U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 邱紅星;劉琳琳;毛佩;杜偉翔;李如畫;徐勝男
• 申請（專利權）人: 徐州醫科大學
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所32205
• 代理人: 劉振祥

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種角度掃描型SPR傳感器系統，屬于光學傳感器領域。

背景技術

表面等離體激元共振(SPR)是一種物理現象，即當入射光以大于臨界角的入射角照射到兩種不同折射率的介質界面時，可引起金屬中的自由電子發生共振，吸收入射光的能量，使反射光在特定角度范圍內大大減弱，其中，使反射光強度減少最顯著的入射角稱為SPR角，SPR角隨表面折射率的變化而發生改變，而折射率又和結合在金屬表面額生物分子有一定的比例關系。可以通過對SPR角的檢測來得到生物分子相互作用信息。因此，可以通過對SPR角的監測來得到生物分子相互作用信息。具有生物樣品無需標記、無需純化、實時監測等特點。廣泛應用于生物、化學、醫藥、醫學、環境科學檢測，特別是在生物大分子相互作用的實時監測醫療診斷等領域具有獨特的優勢。

現有的統角度調制模式SPR是采用非掃描模式，利用光傳播特點，將激光束經過發散、聚焦后，照射到棱鏡的光束具有不同的入射角，在反射光射出的地方使用線陣CCD作為接收裝置，整個過程中不需要機械轉動裝置即可完成角度調制檢測，但這種檢測可以測量的角度范圍只有幾度，限制了系統的使用，并且這種檢測通常只能執行單個或者少數幾個通道的樣品檢測，很難實現多通道、多種樣品、多個探針的檢測。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種角度掃描型SPR傳感器系統，該傳感器可擴大角度掃描范圍，能增大可檢測區域面積，且能提高檢測精度，能實現高通量列陣檢測，既可以用于角度掃描又可用于光強調制檢測。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種角度掃描型SPR傳感器系統，包括光路系統、傳感系統、數據采集系統和流通系統，所述光路系統由激光光源、第一凸透鏡、凹透鏡、第二凸透鏡、偏振片和衰減片組成；

所述傳感系統由等腰直角三棱鏡和金屬薄膜組成；

所述數據采集系統主要由動作機構、CCD探測器組成；所述動作機構包括大轉盤、小轉盤、支撐座、伺服電機一、伺服電機二和控制器；

所述流通系統包括流通池、注射泵、電磁換向閥一、電磁換向閥二、待測液容器、配體容器和緩沖液容器；

所述支撐座的中部設置有第一凹槽，所述大轉盤下部的旋轉軸通過軸承裝配于所述第一凹槽中，大轉盤的外圓面上設置有外齒圈，伺服電機一固定設置在支撐座上，伺服電機一的輸出軸上裝配有與所述外齒圈相嚙合的齒輪一；大轉盤的中心區域設置有凹臺，小轉盤可轉動地設置在所述凹臺中，小轉盤下部中心區域設置開設有盲孔，所述盲孔中設置有內齒圈，所述伺服電機二固定設置在所述凹臺的中心區域，伺服電機二的輸出軸上裝配有與所述內齒圈嚙合的齒輪二；大轉盤的轉動角速度是小轉盤轉動角速度的2倍；

所述等腰直角三棱鏡固定設置于小轉盤的上部，等腰直角三棱鏡的底邊中心與小轉盤的旋轉中心重合；

所述金屬薄膜固定附著在等腰直角三棱鏡底邊所在的側面上；

所述流通池豎向地固定附著于金屬薄膜遠離等腰直角三棱鏡的一個側面上，流通池設置有流通池入口和流通池出口；所述流通池入口通過管路與電磁換向閥一的A口連接，流通池出口通過管路與所述注射泵連接；所述電磁換向閥一的C口通過管路與待測液容器連接，其B口通過管路與電磁換向閥二的A口連接；所述電磁換向閥二的C口通過管路與配體容器連接，其B口通過管路與緩沖液容器連接；

所述激光光源、第一凸透鏡、凹透鏡、第二凸透鏡、偏振片的中心處于同一條水平線上，且依次靠近大轉盤的設置；所述凹透鏡與第二凸透鏡的焦點重合以組成擴束系統；

所述CCD探測器和衰減片均固定設置在大轉盤上，且均位于小轉盤外沿的外側；所述衰減片位于等腰直角三棱鏡和CCD探測器之間；

所述注射泵、電磁換向閥一、電磁換向閥二和伺服電機一和伺服電機二均與控制器電連接。

本實用新型通過擴束系統對光源發出的光進行擴束以及CCD探測器的應用實現金屬薄膜整個表面的傳感檢測，通過動作機構中大小轉盤的轉動能實現高精度的角度掃描以改變擴束光入射到金屬薄膜的入射角，掃描范圍能達到30°—70°，擴束系統和CCD探測器的設置可以顯著地擴大了檢測范圍及精度，CCD探測器上的一個像素可以對應金屬膜片上一塊區域，經過擴束的光打在金屬膜片上可有效增加檢測區域，能使被激光照射到的金屬膜片區域都能被檢測到，進而可實現高通量陣列檢測。

進一步，為了便于清洗金屬薄膜，所述金屬薄膜鍍在薄蓋玻片的一個側面上，薄蓋玻片的另一個側面與等腰直角三棱鏡底邊所在的側面固定連接。