[發明專利]一種基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統及方法

在審

• 申請號: 202010967252.7
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112098371A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 邵永紅;曾佑君;屈軍樂
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/41
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱;吳志益

本發明提供了一種基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統及方法，包括：依次設置在同一光路上的光源、起偏器、SPR傳感模塊、窄帶濾波片和探測器，以及與探測器連接的終端設備；光源發出的寬帶光經過起偏器產生P偏振光，P偏振光由SPR傳感模塊反射至窄帶濾波片，進行窄帶濾波后的P偏振光由探測器收集，終端設備根據探測器形成的第一SPR傳感面圖像和第二SPR傳感面圖像得到待測樣品的檢測結果。本發明采用雙波長激發光源，通過觀測反射光中雙波長強度的差值變化測量分子間相互作用，能夠有效放大SPR信號，提高強度型SPR傳感技術的靈敏度，擴大動態檢測范圍，減小光源噪聲影響，降低隨機背景噪聲，提高系統的抗噪能力。

技術領域

本發明屬于光學傳感成像技術領域，尤其涉及的是一種基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統及方法。

背景技術

表面等離子共振(Surface plasmon resonance,SPR)傳感技術以其免標記、高時間分辨率、非侵入性、高靈敏度等優點已成為探索分子間相互作用的重要工具，并且被廣泛應用于生化分析、藥物研發、疾病診斷和環境監測等諸多領域。隨著生物技術的發展，人們對多樣品同時進行檢測的高通量傳感手段的需求越來越多。SPR成像傳感技術(Surfaceplasmon resonanceimage，SPRi)將傳感技術與成像技術結合，提高了SPR傳感通量，可以實現同時對多樣品進行高通量檢測。SPRi傳感技術在近幾十年已經廣泛應用于檢測特異性親和力、大分子的動力學結合過程，如蛋白質-蛋白質、受體藥物-病毒。

雖然SPRi傳感系統具有易于實現等優勢，但該檢測手段是直接對反射光強度進行探測，容易受光源波動和強度探測器暗噪聲等因素影響，相對其它SPR傳感技術，強度型SPR傳感技術靈敏度低，一般在10^-5RIU量級。此外，由于其檢測范圍只能位于反射率曲線中某一段線性較好的折射率區間內，所以強度型SPR傳感技術還存在動態范圍小的局限性。對于高通量SPRi傳感技術，不同樣品的折射率存在差異，當不同樣品折射率差異較大時，強度型SPRi傳感技術無法對整個傳感面上所有樣品進行同時檢測。

因此，現有技術有待于進一步的改進。

發明內容

鑒于上述現有技術中的不足之處，本發明的目的在于提供一種基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統及方法，克服現有強度型SPR傳感技術靈敏度低、動態檢測范圍小的缺陷。

本發明所公開的第一實施例為一種基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統，其中，包括：依次設置在同一光路上的光源、起偏器、SPR傳感模塊、窄帶濾波片和探測器，以及與所述探測器連接的終端設備；

所述光源發出的寬帶光經過所述起偏器產生P偏振光，所述P偏振光入射至所述SPR傳感模塊，與放置待測樣品的所述SPR傳感模塊產生等離子體共振，形成強度改變的P偏振光，強度改變的P偏振光通過所述SPR傳感模塊反射至所述窄帶濾波片，由所述窄帶濾波片進行窄帶濾波形成第一波長P偏振光和第二波長P偏振光，所述第一波長P偏振光和所述第二波長P偏振光由所述窄帶濾波片出射至所述探測器，由所述探測器形成所述第一波長P偏振光對應的第一SPR傳感面圖像和所述第二波長P偏振光對應的第二SPR傳感面圖像，并反饋至所述終端設備，由所述終端設備根據所述第一SPR傳感面圖像和所述第二SPR傳感面圖像得到待測樣品的檢測結果；其中，所述第一波長和所述第二波長分別位于SPR光譜曲線的上升沿線性區和下降沿線性區。

所述的基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統，其中，所述光源和所述起偏器之間還設置有耦合光纖和準直擴束模塊；

所述光源發出的寬帶光經過所述耦合光纖耦合至所述準直擴束模塊，由所述準直擴束模塊對所述耦合光纖耦合后的寬帶光進行準直擴束。

所述的基于雙波長差值的強度型SPRi傳感系統，其中，所述SPR傳感模塊與所述窄帶濾波片之間設置有第一成像透鏡、第一檢偏器以及雙色鏡；