[发明专利]一种局域表面等离子体共振增强生化检测仪

说明书

技术领域

本发明属于生化检测领域，涉及一种利用局域表面等离子体共振增强(LSPR)技术的生化检测仪。

背景技术

传感技术是现代信息技术的三大支柱之一，在国家安全、科学试验、医疗卫生、以及环境监测方面发挥重要作用。生化传感技术是传感技术的重要分支，关系到与人们生活息息相关的公共安全、病毒、细菌检测、临床医学、环境检测等领域。传统生化传感技术通常需要标记，其中90％的工作量用在标记，主要使用放射性同位素、酶或荧光等做为标识物，安全性差和稳定性差，同时，系统体积大、灵敏度低(通常在纳摩尔量级)、过程繁琐、效率低。不能满足快速(以便实时处理和控制危险物)、灵敏(以便探测微量的剧毒物质)、特效(排除非致病性成份的干扰和污染)的需求。近年来，部分无标记检测方法得到迅速发展，出现了椭圆偏振光、光寻址电位、离子敏场效应晶体管、表面声波和石英晶振微天平等传感技术，提高了检测效率，但在探测系统的集成化、灵敏度提高等方面仍然需要开展大量工作。

近年来，随着纳米技术、物理化学与生命科学的交叉融合，金属微纳结构的优良电磁性质和生物亲和性引起了人们的广泛关注，目前利用SPR技术的分析仪已经商品化，并进入市场，其工作原理是采用棱镜耦合加上高精度角度扫描的方式进行信号探测，BIACORE公司所产的BIACORE3000-SPR分析仪售价高达几百万，仪器体积较大，根本无法实现普及应用和满足外场探测的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有生化传感技术系统复杂、成本高、周期长、灵敏度低等缺点，利用局域表面等离子体技术(LSRP)，构成一种高灵敏度、免标记、生化检测仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局域表面等离子体共振增强生化检测仪，其特征在于：包括光源系统、传感系统、光谱分析系统以及数据处理系统四部分组成，其中所述传感系统上装有探测芯片；由光源系统提供光源，传感系统、光谱分析系统依次位于光源后面的出射光路上并都垂直于光轴放置；光源发出的光照射在传感系统的探测芯片上，光谱分析系统位于传感系统之后探测通过探测芯片的光线；并将所采集到的数据信息传输到数据处理系统，进行数据处理。

所述的光源系统由光源和光束整形系统构成。

所述的光源系统采用LED、或卤素灯、或钠灯、或汞灯，其光源的光谱范围在200～1500nm。

所述探测芯片的基底材料为K9、或融石英玻璃、或PDMS。

所述的光谱分析系统包含光谱仪。

所述的数据处理系统由计算机及安装在其上的数据处理软件构成。

所述的探测芯片上可附带的探测对象为病毒、或细菌、或蛋白质。

所述的传感系统可以采用微机械的方法制作样品进样和回收系统实现在线检测、或将生物分子结合在探测芯片上并待其充分反应后插入系统进行检测。

本发明与现有技术相比所具有的优点是：

(1)本发明的生化检测仪不需要复杂设备、无需标记可进行直接探测的监测仪；

(2)本发明的生化检测仪探测灵敏度高；

(3)本发明的生化检测仪可以实现多通道探测，提高了探测的效率；

(4)本发明的生化检测仪使用条件要求不高，方法容易掌握，操作方便、智能化程度高；

(5)本发明的生化检测仪同时还具有小型化、重量轻、便于携带等优点，为野外快速病毒、细菌探测探测提供一种简单实用的新装备。

附图说明

图1是本发明高灵敏度LSPR生化检测仪结构示意图；

图2是本发明高灵敏度LSPR生化检测仪测试过程示意图；

图3是本发明实施例1中插入式探测芯片实物照片；

图4是本发明实施例1中光谱移动结果；

图5是本发明实施例2中采用的微流控实时检测探测芯片实物照片；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例本领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。