[發明專利]一種分光光度檢測傳感器

有效

• 申請號: 202110359457.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113155760B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 馮璐璠;管軼華;鹿勝康;金慶輝;郜晚蕾
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 寧波甬楹專利代理事務所(普通合伙) 33447
• 代理人: 陳其明

提供一種分光光度檢測傳感器，包括相互鍵合的硅基片與玻璃基片，在硅基片貼合面開設檢測通道槽，設有進液通道與出液通道，硅基片的底面開設進光槽與出光槽，檢測通道槽起始側與進光槽之間、檢測通道槽終了側與出光槽之間分別開設打穿硅基片的透光縫隙；進光槽旁開設光源槽與參考槽，并開設各連接槽相連接；光源槽、參考槽、各連接槽、進光槽、透光縫隙至檢測通道槽起始側形成光源光通道腔，出光槽、透光縫隙至檢測通道槽終了側形成信號光通道腔，兩個光通道腔均充滿經液體灌注后固化而成的光波導，光波導在檢測通道槽形成相對的側壁；硅基片底面在光源槽、參考槽及出光槽所在處分別設置檢測光源、參考光源及光電探測器。

技術領域

本發明涉及分光光度法檢測與微納傳感器技術領域，具體涉及一種分光光度檢測傳感器。

背景技術

測定特定波長下或者一定范圍內物質的光的吸收度，從而對物質進行定量分析，這種方法被稱為分光光度法，也叫做光譜吸收法。分光光度法基于朗伯-比爾定律（Lambert-Beer law），根據被測物質的吸光程度，進而求得被測物質的濃度。使用分光光度法檢測物質的方法：首先對檢測的物質進行人工取樣，根據檢測物質的不同加入不同的顯色指示劑。當一束特定波長的單色光照射進混合均勻的溶液時，會進行光譜吸收，吸收光的強度與溶液的濃度成正比。因為基于朗伯-比爾定律，入射光需要垂直照射待測液。

具體檢測原理關系式為：。其中，A為吸光度，為摩爾系數，L為吸光層厚度，c為吸光物質濃度。初始透過光強，I為加入指示劑后的透過光強。在本發明中，吸光度通過光敏管的電流來測得，進而轉換成為待測液濃度與光敏管電流之間的關系。

分光光度法具有檢測精度好、響應時間短、穩定性好等優點，目前分光光度法可用于測量營養鹽、濁度、pH、有機物、懸浮物等，可應用于水質檢測、土壤元素檢測、重金屬含量、食品安全等領域。目前使用分光光度法進行檢測的設備主要是分光光度計，但分光光度計體積龐大，應用場景十分受限，同時分光光度計僅能完成光學檢測一個部分，集成化程度不高。此外，還有一些利用分光光度法進行檢測的手持式儀器，相比于分光光度計，這些儀器雖然體積縮小了不少，但其僅限于余氯、無機鹽等的測量，測量種類受限。

微納技術通常是指納米/微米級的材料、設計、制造、測量、控制和產品的技術，微納技術在民用產品領域甚至軍工領域廣泛應用。微納制造技術是微納技術的重要一環，當前，微納制造技術最有代表性的就是硅微加工技術，包括硅體和硅面的加工。硅微加工技術是服務于微電子生產技術的，其主要技術包括光刻、薄膜生長、干法刻蝕、濕法刻蝕等。隨著人們對加工精度要求的提高，微納技術目前是研究的熱點。微納傳感器通常與MEMS（MicroElectromechanical System，微機電系統）相關聯。MEMS是指尺寸在幾毫米甚至更小的高科技產品，其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。主要由傳感器、動作器和微能源三大部分組成。

光波導是一種光的載體，在光的傳輸過程中，它不僅可以約束光的傳輸，而且可以保持光在傳輸過程種的低損耗。聚合物材料以其色散小、對基底兼容性好、寬譜范圍內吸光系數小等優點而被用來制作光波導。其中，SU-8有機聚合物材料具有機械性能好、填充性好、膜厚可控范圍廣等優點，被廣泛應用在微機電系統、微流、包裝、微光學等領域，它是一種基于EPON SU-8樹脂的負性、環氧型、近紫外光刻膠。與此同時，SU-8聚合物材料在波長大于400nm的范圍內具有非常好的透光性，使得它成為一種極具吸引力的聚合物光波導材料。