CN109030375A - 一种用于探测手性分子的光学热探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于探测手性分子的光学热探测器,包括热敏感线,所述热敏感线的左右两侧设置有正/负电极，所述热敏感线上表面还设置有孔洞，所述热敏感线的上表面覆盖有金属膜，所述金属膜上链接有待测的目标分子；该用于探测手性分子的光学热探测器，通过在热敏感线中，制备孔洞，并在热敏感线及孔洞表面制备金属膜，将目标分子置于在热敏感线上表面及孔洞内，通过使用不同的圆偏振光入射目标分子，记录热敏感线两端电流大小，从而根据电流的大小判断目标分子的圆二色信号，该用于探测手性分子的光学热探测器，相比于现有技术使用的圆二色性光谱仪测量圆二色性，具有操作跟简单成本低的特点。

Description

一种用于探测手性分子的光学热探测器

技术领域

本发明涉及光电探测器技术领域，具体涉及一种用于探测手性分子的光学热探测器。

背景技术

光电探测器的物理效应通常分为光子效应和光热效应，对应的探测器分别称为光子型探测器和光热型探测器。各种光子型探测器的共同特征是采用半导体能带材料，光子能量对探测材料中光电子的产生起直接作用，故光子型探测器存在截止响应频率或波长，且光谱响应限于某一波段，因此不同的材料体系决定了探测器具有不同的响应波长范围，一般难以用于宽谱或多谱段探测。对于光热型探测器，在吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，从而引起探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化，故光热效应与光子能量的大小没有直接关系，光热型探测器原则上对频率没有选择性。由于红外波段特别是中长波红外以上波段的光热效应相比紫外和可见光更明显，故光热探测器通常用于中长波光学辐射的探测，典型的光热型探测器包括微测辐射热计、热释电探测器和热偶探测器等种类。由于温度升高是热积累的作用，基于光热效应的热探测器一般响应速度较慢，在毫秒量级。

然而,现有的光热探测器主要是用来探测光的强度，主要的改进方向也体现在如何探测的光的强度方面；无法进行目标分子的圆二色性探测。

另外一方面，现有进行圆二色性的探测是通过采用圆二色性光谱仪进行圆二色性的测量的，仪器的成本较高，导致圆二色性测量不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是解决光热探测器无法进行手性分子的圆二色性探测、现有的圆二色性探测方法的测量成本较高的问题。

为此，本发明提供了一种用于探测手性分子的光学热探测器,包括热敏感线,所述热敏感线的左右两侧设置有正/负电极，所述热敏感线上表面还设置有孔洞，所述热敏感线的上表面覆盖有金属膜，所述金属膜上链接有待测的目标分子。

所述热敏感线的上表面垂直入射圆偏振光。

所述圆偏振光为左圆偏振光或右圆偏振光。

所述金属膜为金或银形成的光吸收层。

所述热敏感线材料包括VOx、Si、SiGe、YBCO或NiO。

使用权利上述的用于探测手性分子的光学热探测器探测手性分子的方法，包括如下步骤：

a1、将待测目标分子链接于热敏感线上表面，使得目标分子置于热敏感线上表面或孔洞内；

b1、将热敏感线的正/负电极与外接电源进行电连接；

c1、使用左圆偏振光垂直入射热敏感线上表面，并记录通过热敏感线的电流A1；

d1、使用右圆偏振光垂直入射热敏感线上表面，并记录通过热敏感线的电流A2；

e1、根据电流A1与电流A2的大小判断目标分子是否为手性分子。

本发明的有益效果：本发明提供的这种用于探测手性分子的光学热探测器，解决光热探测器无法进行目标分子的圆二色性探测、现有的圆二色性探测方法的测量成本较高的问题，通过在热敏感线中，制备孔洞，并在热敏感线及孔洞表面金属膜，将目标分子置于在热敏感线上表面及孔洞内，通过使用不同的圆偏振光入射目标分子，记录热敏感线两端电流大小，从而根据电流的大小判断目标分子是否为手性分子，该用于探测手性分子的光学热探测器，相比于现有技术使用的圆二色性光谱仪测量圆二色性，具有操作跟简单成本低的特点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是用于探测手性分子的光学热探测器示意图。

图中：1、热敏感线；2、孔洞；3、金属膜；4、正/负电极；5、探测目标分子；6、圆偏振光。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了解决现有的圆二色性分析方法的探测成本较高的问题。本发明提供了一种如图1所示的用于探测手性分子的光学热探测器,包括热敏感线1,所述热敏感线1的左右两侧设置有正/负电极4，该正/负电极4用于接入外接的探测电源，从而提供手性分子探测所需的电源；所述热敏感线1上表面还设置有孔洞2，所述热敏感线1的上表面覆盖有金属膜3，金属膜3不仅覆盖热敏感线1上表面，而且也覆盖了孔洞2的表面，这样，就可以使得下述的圆偏振光6入射到热敏感线1上表面具有很好的光吸收率；所述金属膜3上链接有待测的目标分子5，具体的说，目标分子5置于金属膜3上，并与金属膜3有直接接触。

所述热敏感线1的上表面垂直入射圆偏振光6，以便对目标分子5的圆二色性进行探测。

所述圆偏振光6为左圆偏振光或右圆偏振光，由于左圆偏振光、右圆偏振光分别入射手性分子的时候会产生不同的吸收率，通过使用左圆偏振光、右圆偏振光入射目标分子5，以便检测热敏感线1两端的电流差异，从而判断目标分子5是否为手性分子。

所述金属膜3为金或银形成的光吸收层，该金属膜3不仅要有很好的光吸收性能，而且能够便于目标分子链接(直接接触)，以便影响其对光的吸收性能，从而在上述的左圆偏振光、右圆偏振光入射的时候，能够产生不同的吸收率。

所述热敏感线1材料包括VOx、Si、SiGe、YBCO或NiO；热敏感线1的材料的要求是对于热效应能够发生电阻率变化，上述的材料一般具有比较高的电阻温度系数(TCR)，其绝对值大于1％/℃；另外，现有的热释电材料、热电偶等现有可感知热量变化的其他热敏感材料同样可以作为热敏感线1的制。

使用上述的用于探测手性分子的光学热探测器探测手性分子的方法，包括如下步骤：

a1、将待测目标分子5链接于热敏感线1上表面，使得目标分子5置于热敏感线1上表面或孔洞2内，目标分子5能够与金属膜3直接接触，从而影响金属膜3的光吸收率；

b1、将热敏感线1的正/负电极4与外接电源进行电连接，以便检测热敏感线1两端的电信号(电流信号/电压信号)为后续判断目标分子的手性提供来依据；

c1、使用左圆偏振光垂直入射热敏感线1上表面，并记录通过热敏感线1的电流A1；

d1、使用右圆偏振光垂直入射热敏感线1上表面，并记录通过热敏感线2的电流A2；

e1、根据电流A1与电流A2的大小判断目标分子是否为手性分子，如果电流A1与电流A2存在明显差异，则目标分子为手性分子；如果电流A1与电流A2不存在差异或者说电流A1与电流A2相等，则目标分子为非手性分子。

综上所述，本实施例提供的这种用于探测手性分子的光学热探测器，解决了现有光热探测器无法进行目标分子的圆二色性探测、现有的圆二色性探测方法的测量成本较高的问题，通过在热敏感线1中，制备孔洞2，并在热敏感线1的表面及孔洞2内设置金属膜3，将目标分子5置于在热敏感线1上表面及孔洞2内，通过使用不同的圆偏振光入射目标分子5，记录热敏感线1两端电流大小，从而根据电流的大小判断目标分子5是否为手性分子，该用于探测手性分子的光学热探测器，相比于现有技术使用的圆二色性光谱仪测量圆二色性，具有操作跟简单成本低的特点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于探测手性分子的光学热探测器,其特征在于:包括热敏感线(1),所述热敏感线(1)的左右两侧设置有正/负电极(4)，所述热敏感线(1)上表面还设置有孔洞(2)，所述热敏感线(1)的上表面覆盖有金属膜(3)，所述金属膜(3)上链接有待测的目标分子(5)。

2.如权利要求1所述的一种用于探测手性分子的光学热探测器,其特征在于:所述热敏感线(1)的上表面垂直入射圆偏振光(6)。

3.如权利要求2所述的一种用于探测手性分子的光学热探测器,其特征在于:所述圆偏振光(6)为左圆偏振光或右圆偏振光。

4.如权利要求1所述的一种用于探测手性分子的光学热探测器,其特征在于:所述金属膜(3)为金或银形成的光吸收层。

5.如权利要求1所述的一种用于探测手性分子的光学热探测器，其特征在于：所述热敏感线(1)材料包括VOx、Si、SiGe、YBCO或NiO。

6.一种使用权利要求1所述的用于探测手性分子的光学热探测器探测手性分子的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a1、将待测目标分子(5)链接于热敏感线(1)上表面，使得目标分子(5)置于热敏感线(1)上表面或孔洞(2)内；

b1、将热敏感线(1)的正/负电极(4)与外接电源进行电连接；

c1、使用左圆偏振光垂直入射热敏感线(1)上表面，并记录通过热敏感线(1)的电流A1；

d1、使用右圆偏振光垂直入射热敏感线(1)上表面，并记录通过热敏感线(2)的电流A2；

e1、根据电流A1与电流A2的大小判断目标分子是否为手性分子。