[发明专利]表面等离子体共振系统和其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，尤其涉及一种表面等离子体共振系统和其检测方法。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)是一种新兴的传感技术，具有高的灵敏度、高通量、易于实现特异性检测和实时性，而且不需要标记等优点，已广泛应用到生物、医药、食品质量安全、化学和环境监测等行业，特别是在线实时检测DNA与蛋白质之间、蛋白质分子之间以及药物-蛋白质、核酸-核酸、抗原-抗体、受体-配体等生物分子之间的相互作用等。

目前，SPR技术主要有角度型SPR、光谱型SPR和相位型SPR，其中相位型SPR传感技术具有更高的灵敏度，但测量范围较小，限制了其广泛应用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种表面等离子体共振系统，旨在解决现有表面等离子体共振系统测量范围较小的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种表面等离子体共振系统，包括：

宽带光源，用于产生宽带光；

可调滤光器，用于过滤所述宽带光，使之成为窄带光；

起偏器，用于从所述窄带光中获取偏振光；

光调制器，用于改变所述偏振光空间上相位分布，使之成为调制偏振光；

分束器，用于将所述调制偏振光分为探测光和参考光；

设有样品池的棱镜，用于接收所述探测光，使其投射至传感面，形成面照明；

第一检偏器，其偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直，并与所述光调制器配合对所述探测光进行周期性调制；

成像机构，用于记录经所述传感面反射的探测光强分布，形成探测图像；

第二检偏器，其偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直，并与所述光调制器配合对所述参考光进行周期性调制；

光电探测器，用于将所述参考光转换为参考电信号；以及

计算机，用于采集分析所述探测图像和参考电信号，并控制所述可调滤光器和光调制器。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述表面等离子体共振系统进行检测的方法，所述方法包括以下步骤：

点亮所述宽带光源，将第一探测样品注入所述样品池，由所述成像机构在所述探测光一个调制周期内，以等时间间隔或者不等时间间隔的方式获取一组第一探测图像；

改变所述窄带光的波长，所述窄带光的波长每改变一次，即由所述成像机构获取一组第一探测图像，由此获得多组第一探测图像；

将第二探测样品注入所述样品池，使其与所述第一探测样品反应，由所述成像机构在所述探测光一个调制周期内，以等时间间隔或者不等时间间隔的方式获取一组第二探测图像；

使所述窄带光的波长及其变化情况与探测样品反应前相同，由此获得多组第二探测图像；

在多组第一探测图像和第二探测图像中寻找所述传感面各探测点产生SPR现象最佳的窄带光波长，以此推算出所述第一探测样品或第二探测样品在所述传感面各探测点的折射率变化量Δn′，从而获知各探测点所述第一探测样品与第二探测样品反应前后性状变化情况。

本发明实施例先产生宽带光，从该宽带光中获取窄带光，又从该窄带光中获取偏振光并使之成为调制偏振光，接着将该调制偏振光分为探测光和参考光，使所述探测光投射至棱镜的传感面，记录经所述传感面反射的探测光强分布，形成探测图像。在探测光一个调制周期内，成像机构以等时间间隔或者不等时间间隔的方式获取一组探测图像，该一组探测图像中同一像素所记录的光强随时间变化形成一条曲线，而探测图像具有多个像素，即可形成多条曲线，各曲线包含了SPR相位信息，由此提取各曲线的相位，再结合光电探测器生成的参考电信号，最后计算出各曲线与参考电信号的相位差，此相位差的变化反映了探测样品的折射率变化。