CN115575355A - 一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,涉及生物传感技术领域,通过利用表面等离激元共振,实现对生物化学分子的多通道检测;光源单元产生光源信号,多通道SPR单元利用光源信号对待测目标液进行多通道检测,通过表面等离激元共振得到具有检测信息的P偏振光信号,光谱仪根据P偏振光信号得到光谱信号,中控处理单元根据光谱信号得到待测目标液的检测结果,实现多通道检测的同时,降低了制造成本、提高了设备集成度和便携性。
Description
技术领域
本发明涉及生物传感技术领域,特别是涉及一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪。
背景技术
SPR(Surface Plasmon Resonance,表面等离激元共振)作为一种传统的物理光学现象,利用金属-介质界面光的全反射引起光谱对周围介质环境和结构变化的敏感反应,近年来作为一种超灵敏传感技术,能够通过免标记的生物化学分子识别,将生物化学分子的浓度信号转化为光学信号,成为生物医学、环境监测等领域的研究热点之一。
现有的商用SPR设备或实验室搭建的检测系统普遍存在检测通量的限制。现有的棱镜Kretschman结构的SPR传感系统采用单通道检测模式,商用设备因其采用复杂异型棱镜作为光耦合补偿元件,可以利用复杂光路添加一路参考通道,用以消除环境或表面非特异性吸附带来的干扰信号,从而提高其检测通道的准确性。然而,由于是利用了光路走向实现了光的空间复用,因此就需要两个光谱仪分别对两路光进行同时处理。这种做法既导致了光路的复杂性又增加了设备体积,且由于光谱接收元件属于核心元件,价格高昂,导致了设备制造成本大幅度提升,不利于开发经济、便携集成化SPR设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,可通过多通道来对生物化学分子进行检测,同时降低制造成本、提高设备集成度和便携性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,所述多通道棱镜表面等离激元共振传感仪包括:
光源单元,用于产生光源信号;
多通道表面等离激元共振SPR单元,与所述光源单元相连接,用于放置待测目标液,并利用所述光源信号进行检测,得到P偏振光信号;所述待测目标液为含有生物化学分子的检测液;
光谱仪,与所述多通道SPR单元相连接,用于根据所述P偏振光信号得到光谱信号;
中控处理单元,与所述光源单元、多通道SPR单元、光谱仪相连接,用于控制所述光源单元产生所述光源信号,以及控制所述多通道SPR单元的运行,并根据所述光谱信号得到所述待测目标液的检测结果;
其中,所述多通道SPR单元包括:
入射光传输模块,与所述光源单元相连接,且设有n条传输所述光源信号的光路通道,所述光源信号经过n条所述光路通道形成n束通道光信号;n≥2;
集成化光准直器,设置在所述通道光信号的传输光路上,用于根据所述通道光信号得到平行光信号;
光通控制模块,设置在所述入射光传输模块与所述集成化光准直器之间,与所述中控处理单元相连接,用于在所述中控处理单元的控制下,控制n束所述通道光信号的通行,以保证没有或仅有一束所述通道光信号入射进入所述集成化光准直器;
SPR传感器,设置在所述平行光信号的传输光路上,用于放置所述待测目标液,且通过所述平行光信号对所述待测目标液进行检测,得到全反射光信号;
偏振片,设置在所述全反射光信号的传输光路上,用于根据所述全反射光信号得到所述P偏振光信号;
出射光传输模块,设置在所述P偏振光信号的传输光路上,与所述光谱仪连接,用于将所述P偏振光信号传输至所述光谱仪。
可选地,所述光通控制模块包括:
旋转通道挡板,设置在所述入射光传输模块与所述集成化光准直器之间,用于控制n束所述通道光信号的通行;
角度式步进驱动电机,与所述中控处理单元、旋转通道挡板相连接,用于在所述中控处理单元的控制下,带动所述旋转通道挡板的运行。
可选地,所述旋转通道挡板是黑色遮光圆片,且所述黑色遮光圆片上设有一个扇形缺口作为通光口。
可选地,所述SPR传感器包括:
棱镜,设置在所述平行光信号的传输光路上,所述平行光信号从所述棱镜的第一侧面入射;
SPR传感膜,设置在所述棱镜上;所述平行光信号从所述第一侧面入射进入所述棱镜后,在棱镜-SPR传感膜界面处发生全反射,得到所述全反射光信号,所述全反射光信号从所述棱镜的第二侧面出射;所述棱镜-SPR传感膜界面为n边形,且具有一对平行边,n>3,所述棱镜-SPR传感膜界面与所述第一侧面、第二侧面在平行边上相交,且夹角均为锐角;
微流控PDMS芯片,贴合设置在所述SPR传感膜上,用于放置所述待测目标液;
其中,所述SPR传感膜含有用于捕获所述待测目标液中靶向分子的目标分子,所述待测目标液与所述目标分子产生反应,影响所述SPR传感膜的折射率。
可选地,所述SPR传感膜包括:
铬膜层,为采用真空或溅射蒸镀的方法镀在所述棱镜上的铬膜;
金属薄膜层,为在所述铬膜层上镀金或银或表面具有纳米周期的金属阵列结构的金属薄膜;
修饰层,设置在所述金属薄膜层上,用于将所述目标分子固定在所述金属薄膜层上。
可选地,所述入射光传输模块包括:
第一光纤跳线,具有一个第一公共端,n个第一分支端,所述第一公共端与所述光源单元相连接;
入射端固定架,设有n个第一端头,n个所述第一端头分别与n个所述第一分支端一一对应,相互连接,并呈一字形排列,形成n个所述光路通道。
可选地,所述出射光传输模块包括:
第二光纤跳线,具有一个第二公共端,n个第二分支端,所述第二公共端与所述光谱仪相连接;
出射端固定架,设有n个第二端头,n个所述第二端头分别与n个所述第二分支端一一对应,相互连接;所述P偏振光信号有n个不同的传输路径进入n个所述第二分支端,n个所述第二端头的位置与所述P偏振光信号的n个不同的传输路径一一对应。
可选地,所述中控处理单元包括:
光源调控模块,与所述光源单元相连接,用于控制所述光源单元的运行,以及调节所述光源信号的光强大小;
运行控制模块,与所述光通控制模块相连接,用于控制所述光通控制模块的运行;
数据处理模块,与所述光谱仪相连接,用于根据所述光谱信号得到所述检测结果。
可选地,所述多通道SPR单元还包括:
SPR设备箱,用于放置所述入射光传输模块、光通控制模块、集成化光准直器、SPR传感器、偏振片、出射光传输模块。
可选地,所述光源单元包括:
光源箱;
照明模块,设置在所述光源箱内部,用于产生所述光源信号。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明所提供的多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,通过利用表面等离激元共振,实现对生物化学分子的多通道检测,光源单元产生光源信号,多通道SPR单元利用光源信号对待测目标液进行多通道检测,通过表面等离激元共振得到具有检测信息的P偏振光信号,光谱仪根据P偏振光信号得到光谱信号,中控处理单元根据光谱信号得到待测目标液的检测结果,实现多通道检测的同时,降低了制造成本、提高了设备集成度和便携性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的多通道棱镜表面等离激元共振传感仪的模块结构示意图;
图2为多通道SPR单元的模块结构示意图;
图3为旋转通道挡板的结构示意图;
图4为SPR传感器的结构示意图;
图5为中控处理单元的模块结构示意图;
图6为光源单元的模块结构示意图;
图7为多通道SPR单元为四通道的示意图;
图8为微流控PDMS芯片的结构示意图一;
图9为微流控PDMS芯片的结构示意图二;
图10为实施例中SPR设备箱27的示例图。
符号说明:
光源单元-1、光源箱-11、照明模块-12、散热模块-13、多通道SPR单元-2、入射光传输模块-21、第一光纤跳线-211、入射端固定架-212、光通控制模块-22、旋转通道挡板-221、角度式步进驱动电机-222、集成化光准直器-23、SPR传感器-24、棱镜-241、SPR传感膜-242、铬膜层2420、金属薄膜层-2421、修饰层-2422、微流控PDMS芯片-243、偏振片-25、出射光传输模块-26、第二光纤跳线-261、出射端固定架-262、SPR设备箱-27、光谱仪-3、中控处理单元-4、光源调控模块-41、运行控制模块-42、数据处理模块-43。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,通过利用表面等离激元共振,实现对生物化学分子的多通道检测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明多通道棱镜表面等离激元共振传感仪包括:光源单元1、多通道SPR单元2、光谱仪3、中控处理单元4。
具体地,所述光源单元1用于产生光源信号。
所述多通道SPR单元2与所述光源单元1相连接。所述多通道SPR单元2用于放置待测目标液,并利用所述光源信号进行检测,得到P偏振光信号。所述待测目标液为含有生物化学分子的检测液。
所述光谱仪3与所述多通道SPR单元2相连接。所述光谱仪3用于根据所述P偏振光信号得到光谱信号。
所述中控处理单元4与所述光源单元1、多通道SPR单元2、光谱仪3相连接。所述中控处理单元4用于控制所述光源单元1产生所述光源信号,以及控制所述多通道SPR单元2的运行;并根据所述光谱信号得到所述待测目标液的检测结果。
其中,如图2所示,所述多通道SPR单元2包括:入射光传输模块21、光通控制模块22、集成化光准直器23、SPR传感器24、偏振片25、出射光传输模块26。
所述入射光传输模块21与所述光源单元1相连接。所述入射光传输模块21设有n条传输所述光源信号的光路通道,所述光源信号经过n条所述光路通道形成n束通道光信号;n≥2。
所述集成化光准直器23设置在所述通道光信号的传输光路上。所述集成化光准直器23用于根据所述通道光信号得到平行光信号。
所述光通控制模块22设置在所述入射光传输模块21与所述集成化光准直器23之间。所述光通控制模块22与所述中控处理单元4相连接。所述光通控制模块22用于在所述中控处理单元4的控制下,控制n束所述通道光信号的通行,以保证没有或仅有一束所述通道光信号入射进入所述集成化光准直器23。
所述SPR传感器24设置在所述平行光信号的传输光路上。所述SPR传感器24用于放置所述待测目标液,且通过所述平行光信号对所述待测目标液进行检测,得到全反射光信号。
所述偏振片25设置在所述全反射光信号的传输光路上。所述偏振片25用于根据所述全反射光信号得到所述P偏振光信号。
所述出射光传输模块26设置在所述P偏振光信号的传输光路上。所述出射光传输模块26与所述光谱仪3连接。所述出射光传输模块26用于将所述P偏振光信号传输至所述光谱仪3。
进一步地,所述入射光传输模块21包括:第一光纤跳线211、入射端固定架212。
所述第一光纤跳线211具有一个第一公共端,n个第一分支端。所述第一公共端与所述光源单元1相连接。
所述入射端固定架212设有n个第一端头;n个所述第一端头分别与n个所述第一分支端一一对应,相互连接,并呈一字形排列,形成n个所述光路通道。
与n个所述光路通道相对应的,所述出射光传输模块26包括:第二光纤跳线261、出射端固定架262。
所述第二光纤跳线261具有一个第二公共端,n个第二分支端。所述第二公共端与所述光谱仪3相连接。
所述出射端固定架262设有n个第二端头。n个所述第二端头分别与n个所述第二分支端一一对应,相互连接;所述P偏振光信号有n个不同的传输路径进入n个所述第二分支端,n个所述第二端头的位置与所述P偏振光信号的n个不同的传输路径一一对应。
此外,所述第二光纤跳线261还可为只有一条光路的光纤;对应的,所述出射端固定架262设有一个第二端头;所述出射光传输模块26仅用一条光路来完成对n个不同传输路径上的所述P偏振光信号的传输。
进一步地,所述光通控制模块22包括:旋转通道挡板221、角度式步进驱动电机222。
所述旋转通道挡板221设置在所述入射光传输模块21与所述集成化光准直器23之间。所述旋转通道挡板221用于控制n束所述通道光信号的通行。
所述角度式步进驱动电机222与所述中控处理单元4、旋转通道挡板221相连接。所述角度式步进驱动电机222用于在所述中控处理单元4的控制下,带动所述旋转通道挡板221的运行。
具体地,如图3所示,所述旋转通道挡板221是黑色遮光圆片。所述黑色遮光圆片上设有一个扇形缺口作为通光口。
优选地,所述光通控制模块22还包括:支杆。所述旋转通道挡板221中心位置处设有一个接口,通过支杆与所述角度式步进驱动电机222机械连接。所述黑色遮光圆片上设置的通光口为中心角度为18°的扇形缺口。在所述中控处理单元4的控制下,所述角度式步进驱动电机222带动所述旋转通道挡板221进行精密角度旋转。
综上所述,本发明所提供的多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,能够实现多通道检测,同时对各个通道的光信号进行处理时,无需设置额外的光谱仪,因此降低了制造成本、提高了设备集成度和便携性。
本发明所提供的多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,可用于生物化学分子的特异性定量检测,具有便携、可实时检测等优势,可应用于食品安全、药物开发、疾病诊断、人体健康检测、水环境污染监测等。
进一步地,所述SPR传感器24包括:棱镜241、SPR传感膜242、微流控PDMS芯片243。
所述棱镜241设置在所述平行光信号的传输光路上。所述平行光信号从所述棱镜241第一侧面入射。
优选地,所述棱镜241的折射率范围为1.51~1.78。
所述SPR传感膜242设置在所述棱镜241上。所述平行光信号从所述第一侧面入射进入所述棱镜241后,在棱镜-SPR传感膜界面处发生全反射,得到所述全反射光信号,所述全反射光信号从所述棱镜241的第二侧面出射。所述棱镜-SPR传感膜界面为n边形,且具有一对平行边,n>3,所述棱镜-SPR传感膜界面与所述第一侧面、第二侧面在平行边上相交,且夹角均为锐角。
此外,所述锐角的角度范围为30°~60°。
优选地,所述棱镜为梯形棱镜。所述棱镜-SPR传感膜界面为所述梯形棱镜的底面。所述梯形棱镜的底面面积大于所述梯形棱镜的顶面面积。所述棱镜-SPR传感膜界面、第一侧面、第二侧面均为矩形面。所述梯形棱镜侧面的梯形面为等腰梯形。
所述微流控PDMS芯片243贴合设置在所述SPR传感膜242上。所述微流控PDMS芯片243用于放置所述待测目标液。
其中,所述SPR传感膜242含有用于捕获所述待测目标液中靶向分子的目标分子,所述待测目标液与所述目标分子产生反应,影响所述SPR传感膜242的折射率。
具体地,当携带有靶向分子的待测目标液通过所述SPR传感膜242时,靶向分子与表面的目标分子特异性结合,改变所述SPR传感膜242的折射率,从而在发生表面等离激元共振时,改变所述全反射光的属性。所述全反射光的属性包括:波长、角度、强度、相位。
优选地,采用波长调制。在发生表面等离激元共振时,所述全反射光的波长发生位移,通过分析位移量可以对待测目标液中是否含有靶向分子以及靶向分子的浓度进行研究,从而达到对特异性生物化学分子的实时定量检测目的。
此外,所述微流控PDMS芯片243上设置有检测通道和参考通道。所述微流控PDMS芯片243设有n个独立通道,其中,n-1个独立通道为所述检测通道,一个独立通道为所述参考通道;或n-1个独立通道连通作为所述检测通道,一个独立通道为所述参考通道。
当所述微流控PDMS芯片243设有n-1个独立通道为所述检测通道,一个独立通道为所述参考通道时,可以同时检测n-1种不同的待测目标液,提高检测效率。当所述微流控PDMS芯片243设有n-1个独立通道连通作为所述检测通道,一个独立通道为所述参考通道时,可有效避免待测目标液检测的假阴或假阳问题,提高检测准确性。
在整个所述SPR传感膜242修饰同种目标分子的前提下,在所述微流控PDMS芯片243的检测通道中通入未知的待测目标液,在参考通道中通入已知不含靶向分子的同种基底液。由于参考通道中的基底液不含靶向分子,且折射率与待测目标液一致,因此参考通道引起的波长位移为基底液的非特异性吸附、温度敏感变化和噪声等导致。上述的非特异因素引起的波长位移同样存在于检测通道中,将检测通道获得的波长位移量减去参考通道共振波长位移量可以获得单纯由靶向分子引起的位移量,检测结果更为准确。
如图4所示,所述SPR传感膜242包括:铬膜层2420、金属薄膜层2421、修饰层2422。
所述铬膜层2420为采用真空或溅射蒸镀的方法镀在所述棱镜上的铬膜。
所述金属薄膜层2421为在所述铬膜上镀金或银或表面具有纳米周期的金属阵列结构的金属薄膜。
所述修饰层2422设置在所述金属薄膜层2421上。所述修饰层2422用于将所述目标分子固定在所述金属薄膜层2421上。
优选地,所述铬膜厚度为3nm。所述金属薄膜厚度范围为45~150nm。所述修饰层2422用于生物化学分子识别。所述修饰层2422是采用化学键合或表面自组装等方法,将所述目标分子固定在所述金属薄膜层2421上。
当所述SPR传感膜242和所述棱镜241之间是用折射率匹配液进行贴合时,这种贴合方式对光强会造成影响,折射率匹配液扩散不均、滴加量过多或过少,会导致得到的所述光谱信号不稳定(其中,光谱谱形和共振峰产生位移误差)。此外,折射率匹配液过量可能会导致其外溢,污染表面,导致所述SPR传感膜242上的目标分子失活,影响后续生物化学分子检测的准确性。
与利用折射率匹配液不同的是,在本实施例中,所述SPR传感膜242是直接制备在所述棱镜241上。可有效避免折射率匹配液影响光谱信号稳定性、污染所述SPR传感膜242的问题,提高传感稳定性和灵敏度。
如图5所示,所述中控处理单元4包括:光源调控模块41、运行控制模块42、数据处理模块43。
所述光源调控模块41与所述光源单元1相连接。所述光源调控模块41用于控制所述光源单元1的运行,以及调节所述光源信号的光强大小。
所述运行控制模块42与所述光通控制模块22相连接。所述运行控制模块42用于控制所述光通控制模块22的运行。
所述数据处理模块43与所述光谱仪3相连接。所述数据处理模块43用于根据所述光谱信号得到所述检测结果。
进一步地,所述多通道SPR单元2还包括:SPR设备箱27。
所述SPR设备箱27用于放置所述入射光传输模块21、光通控制模块22、集成化光准直器23、SPR传感器24、偏振片25、出射光传输模块26。
如图6所示,所述光源单元包括:光源箱11、照明模块12。
所述照明模块12设置在所述光源箱11内部。所述照明模块12用于产生所述光源信号。
通过设置所述光源箱11,可以提供一个密闭黑暗的环境,避免了其他光信号对所述光源信号产生影响;同时利于携带、放置。
优选地,所述照明模块12为可见或近红外卤素灯或宽谱光源。所述光源信号波长范围覆盖200nm~2000nm。
此外,如图6所示,所述光源单元还包括:散热模块13。
所述散热模块13设置在所述光源箱11上。所述散热模块13与所述运行控制模块42相连接。所述散热模块13用于在所述运行控制模块42的控制下对所述所述光源箱11内部进行降温。可选地,所述散热模块13还能够设置在所述光源箱11内部,可根据实际情况进行设定。
此外,令n=4,本发明所提供的多通道棱镜表面等离激元共振传感仪为四通道,具体如下:
如图7所示,所述多通道SPR单元2为四通道。
所述第一光纤跳线211、第二光纤跳线261均选用一分四光纤跳线。所述一分四光纤跳线采用多模光纤,纤芯直径为100um~400um,数值孔径为0.22~0.37。所述第一光纤跳线211的第一公共端采用四通道田字排列,接口为SMA905;所述入射端固定架212的第一端头是直径为3.16mm的直插式端头。所述第二光纤跳线261的第二公共端采用四通道一字排列,接口为SMA905;所述第二分支端是直径为3.16mm的直插式端头。
在本实施例中,优选地,所述角度式步进驱动电机222是混合两相四线微型步进电机,尺寸为20*20*44.5mm,步距角1.8°,支杆长度20mm。所述旋转通道挡板221是厚度1mm、直径25mm的黑色遮光圆片。
优选地,所述集成化光准直器23是4个焦距固定的凸透镜。所述凸透镜直径为3mm,焦距为2mm。
优选地,所述SPR传感膜242厚度范围为45nm~150nm。
可选地,所述偏振片25是尺寸为20*4*1mm的树脂薄片。
如图8所示,所述微流控PDMS芯片243设有4个独立通道,其中,3个独立通道为检测通道,1个独立通道为参考通道。
如图9所示,所述微流控PDMS芯片243设有4个独立通道,其中,3个独立通道连通作为检测通道,1个独立通道为参考通道。
如图10所示,为所述SPR设备箱27的示例图。通过设置所述SPR设备箱27,提高了设备集成度和便携性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述多通道棱镜表面等离激元共振传感仪包括:
光源单元,用于产生光源信号;
多通道表面等离激元共振SPR单元,与所述光源单元相连接,用于放置待测目标液,并利用所述光源信号进行检测,得到P偏振光信号;所述待测目标液为含有生物化学分子的检测液;
光谱仪,与所述多通道SPR单元相连接,用于根据所述P偏振光信号得到光谱信号;
中控处理单元,与所述光源单元、多通道SPR单元、光谱仪相连接,用于控制所述光源单元产生所述光源信号,以及控制所述多通道SPR单元的运行,并根据所述光谱信号得到所述待测目标液的检测结果;
其中,所述多通道SPR单元包括:
入射光传输模块,与所述光源单元相连接,且设有n条传输所述光源信号的光路通道,所述光源信号经过n条所述光路通道形成n束通道光信号;n≥2;
集成化光准直器,设置在所述通道光信号的传输光路上,用于根据所述通道光信号得到平行光信号;
光通控制模块,设置在所述入射光传输模块与所述集成化光准直器之间,与所述中控处理单元相连接,用于在所述中控处理单元的控制下,控制n束所述通道光信号的通行,以保证没有或仅有一束所述通道光信号入射进入所述集成化光准直器;
SPR传感器,设置在所述平行光信号的传输光路上,用于放置所述待测目标液,且通过所述平行光信号对所述待测目标液进行检测,得到全反射光信号;
偏振片,设置在所述全反射光信号的传输光路上,用于根据所述全反射光信号得到所述P偏振光信号;
出射光传输模块,设置在所述P偏振光信号的传输光路上,与所述光谱仪连接,用于将所述P偏振光信号传输至所述光谱仪。
2.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述光通控制模块包括:
旋转通道挡板,设置在所述入射光传输模块与所述集成化光准直器之间,用于控制n束所述通道光信号的通行;
角度式步进驱动电机,与所述中控处理单元、旋转通道挡板相连接,用于在所述中控处理单元的控制下,带动所述旋转通道挡板的运行。
3.根据权利要求2所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述旋转通道挡板是黑色遮光圆片,且所述黑色遮光圆片上设有一个扇形缺口作为通光口。
4.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述SPR传感器包括:
棱镜,设置在所述平行光信号的传输光路上,所述平行光信号从所述棱镜的第一侧面入射;
SPR传感膜,设置在所述棱镜上;所述平行光信号从所述第一侧面入射进入所述棱镜后,在棱镜-SPR传感膜界面处发生全反射,得到所述全反射光信号,所述全反射光信号从所述棱镜的第二侧面出射;所述棱镜-SPR传感膜界面为n边形,且具有一对平行边,n>3,所述棱镜-SPR传感膜界面与所述第一侧面、第二侧面在平行边上相交,且夹角均为锐角;
微流控PDMS芯片,贴合设置在所述SPR传感膜上,用于放置所述待测目标液;
其中,所述SPR传感膜含有用于捕获所述待测目标液中靶向分子的目标分子,所述待测目标液与所述目标分子产生反应,影响所述SPR传感膜的折射率。
5.根据权利要求4所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述SPR传感膜包括:
铬膜层,为采用真空或溅射蒸镀的方法镀在所述棱镜上的铬膜;
金属薄膜层,为在所述铬膜层上镀金或银或表面具有纳米周期的金属阵列结构的金属薄膜;
修饰层,设置在所述金属薄膜层上,用于将所述目标分子固定在所述金属薄膜层上。
6.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述入射光传输模块包括:
第一光纤跳线,具有一个第一公共端,n个第一分支端,所述第一公共端与所述光源单元相连接;
入射端固定架,设有n个第一端头,n个所述第一端头分别与n个所述第一分支端一一对应,相互连接,并呈一字形排列,形成n个所述光路通道。
7.根据权利要求6所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述出射光传输模块包括:
第二光纤跳线,具有一个第二公共端,n个第二分支端,所述第二公共端与所述光谱仪相连接;
出射端固定架,设有n个第二端头,n个所述第二端头分别与n个所述第二分支端一一对应,相互连接;所述P偏振光信号有n个不同的传输路径进入n个所述第二分支端,n个所述第二端头的位置与所述P偏振光信号的n个不同的传输路径一一对应。
8.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述中控处理单元包括:
光源调控模块,与所述光源单元相连接,用于控制所述光源单元的运行,以及调节所述光源信号的光强大小;
运行控制模块,与所述光通控制模块相连接,用于控制所述光通控制模块的运行;
数据处理模块,与所述光谱仪相连接,用于根据所述光谱信号得到所述检测结果。
9.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述多通道SPR单元还包括:
SPR设备箱,用于放置所述入射光传输模块、光通控制模块、集成化光准直器、SPR传感器、偏振片、出射光传输模块。
10.根据权利要求1所述的一种多通道棱镜表面等离激元共振传感仪,其特征在于,所述光源单元包括:
光源箱;
照明模块,设置在所述光源箱内部,用于产生所述光源信号。
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