[发明专利]一种基于SPR原理传感多参量的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于SPR原理传感多参量的检测方法，包括如下步骤：S1、制备D型光纤；S2、准备不同光学纯度的待测溶液，即将手性药物和蒸馏水按体积比例配合成混合溶液；S3、搭建D型光纤传感器性能测试系统；S4、使用D型光纤传感器性能测试系统对不同光学纯度的待测溶液进行分组测试，并对待测溶液的透射光谱进行读取记录，得到测试数据；S5、利用传播矩阵方法结合遗传算法对测试数据进行反演，得到待测溶液的双各向异性、手征参数和折射率；本发明解决了现有技术中的不足、实验准确性低以及存在局限性的问题。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于SPR原理传感多参量的检测方法。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)作为一种灵敏度极高的免标记、高通量、低耗量、无损检测生物传感技术，可以实时动态地研究各种分子相互作用全过程，检测物质的化学、生物和物理参数，在生命科学领域和药物研究与开发等方面有非常独特的优势。SPR传感器常见的耦合结构包括棱镜、光栅、波导、在线传输型和终端反射型光纤耦合，含在线传输耦合结构的D型光纤已经用于生物折射率、温度和应变等多物理参数的检测。

对映异构体均具有手征旋光性，其中一个是左旋的，另一个是右旋的，不同立体构型的药物分子往往具有不同的生物和生理活性，常常其中的一个异构体是药物的有效成分，而另一个则是低效、无效甚至是对人体有害的。若两种异构体的量刚好相等，则是消旋体无光学活性；如果一个异构体的量超过了另一个，该手性化合物就有可能显示出光学活性，即手征性。此外，对映异构体在各向同性的条件下具有相同的物理性质，而在各向异性的环境中才表现出差异。通过检测生物分子的手征参数，进而测定手性分子各对映异构体的组成(相对含量)，即光学纯度，在药物研发、药理学、农用化学、环境科学和生物学等诸多领域具有重要意义。

现有技术存在以下问题：

(1)对映体的纯度是手性质控的重要指标，常见的测量方法包括色谱法和旋光度法，这些方法存在不足性，色谱法通常需对手性分子衍生化，而衍生基团对手性检测造成的影响难以预测；旋光度法测定的光学纯度影响因素较多，如偏振光波长、溶液的浓度及旋光性杂质，误差较大；

(2)现有技术中当传感器一定，生物分子折射率和手征参数等的改变均能引起表面等离子体各共振峰的偏移，目前绝大部分实验将偏移归因于折射率，忽略了手征参数的影响，导致实验准确性低；

(3)现有技术中计算多层双各向异性手征介质电磁特性的传播矩阵方法大多为近似解，传播矩阵多通过求解本征值本征矢量问题或基于哈密顿-凯莱定理求得，计算双各向异性介质板的传播矩阵方法准确解仅涉及单层，存在局限性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种实用性高、准确性高的基于SPR原理传感多参量的检测方法，实现双各向异性、手征参数、折射率同时传感，并消除了局限性，解决了现有技术中的不足、实验准确性低以及存在局限性的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于SPR原理传感多参量的检测方法，包括如下步骤：

S1：制备D型光纤；

S2：准备不同光学纯度的待测溶液，即将手性药物和蒸馏水按体积比例配合成混合溶液；

S3：根据制备好的D型光纤，搭建D型光纤传感器性能测试系统；

S4：基于SPR原理，使用D型光纤传感器性能测试系统对不同光学纯度的待测溶液进行分组测试，并利用光谱仪对待测溶液的透射光谱进行读取记录，得到测试数据；

S5：利用传播矩阵方法结合遗传算法对测试数据进行反演，得到待测溶液的双各向异性、手征参数和折射率。