[发明专利]表面等离子体共振生化分析的二维扫描检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及表面等离子体共振传感生化分析扫描检测技术。

背景技术

自从上世纪80年代表面等离子体子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)技术用于传感器研究领域以来，逐渐成为国际传感器领域的研究热点。SPR传感器具有免标记、实时动态检测和快速、灵敏、无损伤等特点，特别是在测定生物大分子相互反应过程中反应动力学常数和特性方面，具有独特的优势。从现有的研究状况来看，SPR传感技术具备了在生物学、医学、化学、药物筛选以及环境监测、食品安全等许多领域广泛应用的潜力。表面等离子体传感方式有两种：一种是检测共振波长，另一种是检测共振角。检测共振角方式相对检测共振波长方式结构简单、稳定可靠，应用较多。在国内外，单通道、双通道最多是四通道SPR生化分析仪已经商品化并广泛使用。但是，近年来，生命科学、环境监测、食品安全等领域，对高通量、多通道、多样品点的生化分析显得特别迫切需要。将单点检测扩展到单点二维扫描式检测来实现多样品点或阵列式样品检测是一种很自然的想法，但由于一些技术上的难点：如为了保证光束在样品上的入射点在角度旋转过程中不漂移，多采用柱面镜耦合方式(图2所示)，因为棱镜耦合方式光束在样品上的入射点在角度旋转过程中很容易漂移(图3所示)，影响检测精度；而柱面镜耦合方式要求入射点在半圆的圆心，角度旋转中心也在圆心，而这种方式在二维扫描中无法保证。因此，将单点检测扩展到单点二维扫描式检测来实现多样品点或阵列式样品检测的这种想法一直没有实现。目前对高通道SPR生化分析仪的研究主要集中在成像型SPR结构上(崔大付等，“高通量、多组份表面等离子体谐振生化分析系统研究”，自然科学进展，2007，17(1)：93-98)，但成像型SPR生化分析仪在检测精度上，远远比不上单光束单点检测SPR生化分析仪。

发明内容

本发明的目的是为了实现高精度的二维扫描式单光束单点检测表面等离子体共振生化分析，提供一种表面等离子体共振生化分析的二维扫描检测方法。

本发明还提供上述表面等离子体共振生化分析的二维扫描检测装置。

一种表面等离子体共振生化分析的二维扫描检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将二维传感芯片置于斜方棱镜的前底面；斜方棱镜中，入射侧面与出射侧面平行，前底面与后底面平行，前底面与入射侧面成α角，α角为锐角；X、Y、Z为直角坐标系的三个方向；斜方棱镜置于X方向平移台上，X方向平移台下面设有旋转台和Z方向平移台，旋转台的转轴为Z方向；

(2)光源发出的光束垂直入射到入射侧面进入斜方棱镜，依次经过前底面和后底面的反射，然后经出射侧面射到探测器；光束在入射侧面上的入射点为M点，在前底面上的入射点为O点，在后底面上的入射点为P点、在出射侧面上的出射点为N点，MOPN构成的平面垂直于Z方向；M点与O点的连线与旋转台的转轴垂直相交于W点；前底面与入射侧面的交线与MOPN构成的平面的交点为B”点；W点与B”的连线与X方向一致；

1.05η≥MWMO≥0.95η;]]>

式中，MW为M点到W点的距离，MO为M点到O点的距离，n为斜方棱镜的折射率，α为斜方棱镜的前底面与入射侧面的夹角，当不知道待测样品的共振角时，取φ=π2,]]>当知道待测样品的共振角为φ₀时，取φ＝φ₀；

(3)调节X方向平移台和/或Z方向平移台，使光束入射到二维传感芯片的某一待测样品点；

(4)旋转旋转台，使该待测样品点产生表面等离子体共振，完成单一待测样品点的测定；然后旋转旋转台使光束垂直入射到入射侧面；

(5)调节X方向平移台和/或Z方向平移台，使光束入射到二维传感芯片的其它待测样品点；