[实用新型]角度扫描型SPR传感器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种角度扫描型SPR传感器系统，属于光学传感器领域。

背景技术

表面等离体激元共振(SPR)是一种物理现象，即当入射光以大于临界角的入射角照射到两种不同折射率的介质界面时，可引起金属中的自由电子发生共振，吸收入射光的能量，使反射光在特定角度范围内大大减弱，其中，使反射光强度减少最显著的入射角称为SPR角，SPR角随表面折射率的变化而发生改变，而折射率又和结合在金属表面额生物分子有一定的比例关系。可以通过对SPR角的检测来得到生物分子相互作用信息。因此，可以通过对SPR角的监测来得到生物分子相互作用信息。具有生物样品无需标记、无需纯化、实时监测等特点。广泛应用于生物、化学、医药、医学、环境科学检测，特别是在生物大分子相互作用的实时监测医疗诊断等领域具有独特的优势。

现有的统角度调制模式SPR是采用非扫描模式，利用光传播特点，将激光束经过发散、聚焦后，照射到棱镜的光束具有不同的入射角，在反射光射出的地方使用线阵CCD作为接收装置，整个过程中不需要机械转动装置即可完成角度调制检测，但这种检测可以测量的角度范围只有几度，限制了系统的使用，并且这种检测通常只能执行单个或者少数几个通道的样品检测，很难实现多通道、多种样品、多个探针的检测。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种角度扫描型SPR传感器系统，该传感器可扩大角度扫描范围，能增大可检测区域面积，且能提高检测精度，能实现高通量列阵检测，既可以用于角度扫描又可用于光强调制检测。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种角度扫描型SPR传感器系统，包括光路系统、传感系统、数据采集系统和流通系统，所述光路系统由激光光源、第一凸透镜、凹透镜、第二凸透镜、偏振片和衰减片组成；

所述传感系统由等腰直角三棱镜和金属薄膜组成；

所述数据采集系统主要由动作机构、CCD探测器组成；所述动作机构包括大转盘、小转盘、支撑座、伺服电机一、伺服电机二和控制器；

所述流通系统包括流通池、注射泵、电磁换向阀一、电磁换向阀二、待测液容器、配体容器和缓冲液容器；

所述支撑座的中部设置有第一凹槽，所述大转盘下部的旋转轴通过轴承装配于所述第一凹槽中，大转盘的外圆面上设置有外齿圈，伺服电机一固定设置在支撑座上，伺服电机一的输出轴上装配有与所述外齿圈相啮合的齿轮一；大转盘的中心区域设置有凹台，小转盘可转动地设置在所述凹台中，小转盘下部中心区域设置开设有盲孔，所述盲孔中设置有内齿圈，所述伺服电机二固定设置在所述凹台的中心区域，伺服电机二的输出轴上装配有与所述内齿圈啮合的齿轮二；大转盘的转动角速度是小转盘转动角速度的2倍；

所述等腰直角三棱镜固定设置于小转盘的上部，等腰直角三棱镜的底边中心与小转盘的旋转中心重合；

所述金属薄膜固定附着在等腰直角三棱镜底边所在的侧面上；

所述流通池竖向地固定附着于金属薄膜远离等腰直角三棱镜的一个侧面上，流通池设置有流通池入口和流通池出口；所述流通池入口通过管路与电磁换向阀一的A口连接，流通池出口通过管路与所述注射泵连接；所述电磁换向阀一的C口通过管路与待测液容器连接，其B口通过管路与电磁换向阀二的A口连接；所述电磁换向阀二的C口通过管路与配体容器连接，其B口通过管路与缓冲液容器连接；

所述激光光源、第一凸透镜、凹透镜、第二凸透镜、偏振片的中心处于同一条水平线上，且依次靠近大转盘的设置；所述凹透镜与第二凸透镜的焦点重合以组成扩束系统；

所述CCD探测器和衰减片均固定设置在大转盘上，且均位于小转盘外沿的外侧；所述衰减片位于等腰直角三棱镜和CCD探测器之间；

所述注射泵、电磁换向阀一、电磁换向阀二和伺服电机一和伺服电机二均与控制器电连接。

本实用新型通过扩束系统对光源发出的光进行扩束以及CCD探测器的应用实现金属薄膜整个表面的传感检测，通过动作机构中大小转盘的转动能实现高精度的角度扫描以改变扩束光入射到金属薄膜的入射角，扫描范围能达到30°—70°，扩束系统和CCD探测器的设置可以显著地扩大了检测范围及精度，CCD探测器上的一个像素可以对应金属膜片上一块区域，经过扩束的光打在金属膜片上可有效增加检测区域，能使被激光照射到的金属膜片区域都能被检测到，进而可实现高通量阵列检测。

进一步，为了便于清洗金属薄膜，所述金属薄膜镀在薄盖玻片的一个侧面上，薄盖玻片的另一个侧面与等腰直角三棱镜底边所在的侧面固定连接。