[发明专利]一种等离子激元波导、生物传感芯片及系统

说明书

技术领域

本发明实施例属于体外诊断技术领域，尤其涉及一种等离子激元波导、生物传感芯片及系统。

背景技术

体外诊断技术，国际上统称为IVD(In-VitroDiagnostics)技术，即指在人体之外通过对人体的血液等组织及分泌物进行检测，获取临床诊断信息的产品和服务。在世界范围内，随着新技术的兴起以及医疗保障政策的完善，体外诊断技术已成为生物医药产业发展最快的方向之一。体外诊断技术及产品的研发周期短、类别多，除了可应用于临床外，还可延伸应用于食品安全检测、动植物疫病监控等领域，是生物医药领域创新创业的热点领域。

然而，现有的体外诊断技术的检测方法通常基于传统免疫比浊法(Turbidimetric inhibition immuno assay)或实时定量基因扩增荧光检测系统(QPCR，Real-time Quantitative PCR Detecting System)技术，检测灵敏度低、检测速度慢、可靠性低，无法满足日益增长的体外诊断技术需求。

发明内容

本发明实施例提供一种等离子激元波导、生物传感芯片及系统，可以实现对太赫兹波信号的增强，提高生物传感芯片的检测灵敏度、信噪比和可靠性。

本发明实施例一方面提供一种等离子激元波导，其应用于生物传感芯片，所述等离子激元波导包括基底和设置在所述基底上表面的等离子激元结构，所述等离子激元结构包括周期性排列的多个等离子激元，所述等离子激元为金属开口环，所述等离子激元的环形开口处用于固定抗体探针。

在一个实施例中，所述等离子激元结构的水平方向周期长度和垂直方向周期长度均为50μm～200μm，所述等离子激元的环形直径为30μm～100μm，所述环形开口的宽度为10nm～2μm。

在一个实施例中，所述金属开口环为圆形开口环、椭圆形开口环或多边形开口环。

在一个实施例中，所述基底为硅基底、玻璃基底或塑料基底。

在一个实施例中，所述等离子激元通过3D打印技术或紫外光刻技术制备，所述等离子激元通过金属电沉积工艺附着在所述基底层的上表面形成所述等离子激元结构。

本发明实施例另一方面还提供一种生物传感芯片，其包括键合在同一基板上的检测液预处理芯片和微流控芯片，所述微流控芯片包括至少一个微流控通道，所述微流控通道内设置有上述的等离子激元波导；

所述检测液预处理芯片包括检测液入口以及与所述至少一个微流控通道数量相等的检测液出口，每个所述微流控通道的进口对应连接一个所述检测液出口；

检测液样本从所述检测液入口流入，经所述检测液预处理芯片处理后得到检测液，所述检测液经所述检测液出口和所述进口流入所述微流控通道，所述检测液中的目标生物分子被所述微流控通道中的等离子激元波导上的抗体探针捕获，所述至少一个微流控通道捕获所述检测液中的至少一种目标生物分子。

在一个实施例中，每个所述微流控通道中的等离子激元波导上的抗体探针均相同，所述至少一个微流控通道捕获所述检测液中的同一种目标生物分子。

在一个实施例中，所述检测液样本为血液样本。

在一个实施例中，对应连接的所述进口和所述检测液出口的连接处通过聚二甲基硅氧烷密封。

本发明实施例再一方面还提供一种生物传感系统，其包括上述的生物传感芯片，还包括太赫兹源和太赫兹分析仪；

所述太赫兹源向捕获了所述目标生物分子的生物传感芯片发射太赫兹波；所述太赫兹分析仪接收所述生物传感芯片反射的太赫兹波，并对所述反射的太赫兹波进行太赫兹光谱分析，以检测所述生物传感芯片捕获的目标生物分子的生物特征。

本发明实施例通过在生物传感芯片内设置等离子激元波导，可以通过抗体探针捕获流入微流控通道内的检测液中的目标生物分子，并通过等离子激元波导来增强发射至生物传感芯片的太赫兹波的信号强度，从而提高太赫兹分析仪检测到的反射太赫兹波的信号强度，提高检测灵敏度、信噪比和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一个实施例提供的等离子激元波导的基本结构示意图；

图2是本发明的另一个实施例提供的等离子激元波导的基本结构示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的生物传感芯片的基本结构示意图；