[发明专利]生物感测装置及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物感测装置及其系统，尤其涉及一种具备定域电浆共振及绕射耦合技术的生物感测装置及其系统。

背景技术

目前，根据表面电浆共振(SPR)光谱学取决于金属内自由电子电荷密度波的微小改变量的量测结果，以更广泛的应用于探讨面际之间现象，而SPR感测的实验配置可应用于贵重金属薄膜及折光物体的平坦表面，其可使光偏极化为单一波长，如此即可量测内部反射系数。分子间的交互作用扮演重要的角色，且其还提供免标记生物感测以探讨生物分子间的吸引力。然而，标准的SPR生物传感器依据出射光的纪录及量测结果设计，对应最理想的表面电浆结合金属薄膜产生入射光束的角度偏移。因此，所述光学配置非常昂贵、不方便且不易微型化。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种生物感测装置及其系统，以解决现有技术存在的问题。

为了达到本发明目的，本发明提供一种生物感测装置，具有基板、试样、至少一个光栅、复数个金属奈米粒子以及盖板，所述基板含至少一个光栅，所述试样含至少一个生物分子，将所述复数个金属奈米粒子固定于光栅或基板的另一面上，并覆盖所述盖板，其中出射光因所述试样折射率变化或与所述复数个金属奈米粒子表面的生物分子产生交互作用而产生改变。

为了达到本发明的另一目的，本发明提供一种生物感测系统，其包含光源、生物感测装置、检测平台以及处理单元，所述生物感测装置包含基板、试样、至少一个光栅、复数个金属奈米粒子以及盖板，所述基板含至少一个光栅，所述试样含至少一个生物分子，将所述复数个金属奈米粒子固定于光栅或基板的另一面上，并覆盖所述盖板，其中出射光因所述试样折射率变化或与所述复数个金属奈米粒子表面的所述生物分子产生交互作用而产生改变。所述检测平台用于检测出射光的绕射角度及/或光强度，并传送数据给所述处理单元。

附图说明

图1A为本发明的生物感测系统的实施例的光学配置图；

图1B为本发明的生物感测装置的实施例的示意图；

图1C为本发明的生物感测装置的另一实施例的示意图；

图2A为本发明的生物感测系统的折射率-位置的曲线图；

图2B为本发明的生物感测装系统的折射率-光强度的曲线图；

图3为本发明的生物感测系统的光波长-吸收比的曲线图；

图4为本发明的生物感测系统的反硝基苯抗体(Anti-DNP)浓度-位移的曲线图；

图5为本发明的生物感测系统的位移-时间的曲线图；以及

图6为本发明的生物感测装置的阵列格式的示意图。

主要符号说明：11为光源，17为盖板，12为生物感测装置，18为金属奈米粒子，13为检测平台，19为微流道，14为处理单元，151为波导层，以及15为基板，51为注入点，16为光栅。

具体实施方式

金属奈米粒子的一个自由电子波的固有共振现象被称为定域电浆共振(LPR)，人们将其发展为一种技术。LPR决定奈米粒子的集体电荷密度震荡，且可不使用衰减全反射(ATR)设置光学配置。类似建立于ATR上的传统SPR，此共振情况可检测出四周材料界面间折射率当前的变化以及生物分子在胶体溶液界面的相互作用。因此，通过使用LPR技术再加上简单的光学配置可构成极小的传感器。

LPR技术不需要繁杂的光学系统即可提供高感度免标记光学生物检测。在该生物传感器中，绕射光栅利用压印、全像术或射出成型的方式建立于玻璃或高分子聚合物薄片上。之后，金属奈米粒子固定于光栅或基板另一侧上。利用光绕射光栅后的出射光，可根据检测平台检测光反射式绕射现象产生的角度或强度的信号，检测平台可为位置灵敏检测器或光强度感应器。所述信号对金属奈米粒子外在环境折射率改变或金属奈米粒子表面的生物分子交互作用具有高度灵敏性。本领域技术人员应注意，自然界金属奈米粒子不限于金，其可为其它贵重金属奈米粒子。所述传感器可通过简单的光学设计来制造及建立。更进一步来说，所述检测器可进行现场检测且不受任何条件的限制。