[发明专利]一种基于双波长差值的强度型SPRi传感系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于双波长差值的强度型SPRi传感系统及方法，包括：依次设置在同一光路上的光源、起偏器、SPR传感模块、窄带滤波片和探测器，以及与探测器连接的终端设备；光源发出的宽带光经过起偏器产生P偏振光，P偏振光由SPR传感模块反射至窄带滤波片，进行窄带滤波后的P偏振光由探测器收集，终端设备根据探测器形成的第一SPR传感面图像和第二SPR传感面图像得到待测样品的检测结果。本发明采用双波长激发光源，通过观测反射光中双波长强度的差值变化测量分子间相互作用，能够有效放大SPR信号，提高强度型SPR传感技术的灵敏度，扩大动态检测范围，减小光源噪声影响，降低随机背景噪声，提高系统的抗噪能力。

技术领域

本发明属于光学传感成像技术领域，尤其涉及的是一种基于双波长差值的强度型SPRi传感系统及方法。

背景技术

表面等离子共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感技术以其免标记、高时间分辨率、非侵入性、高灵敏度等优点已成为探索分子间相互作用的重要工具，并且被广泛应用于生化分析、药物研发、疾病诊断和环境监测等诸多领域。随着生物技术的发展，人们对多样品同时进行检测的高通量传感手段的需求越来越多。SPR成像传感技术(Surfaceplasmon resonanceimage，SPRi)将传感技术与成像技术结合，提高了SPR传感通量，可以实现同时对多样品进行高通量检测。SPRi传感技术在近几十年已经广泛应用于检测特异性亲和力、大分子的动力学结合过程，如蛋白质-蛋白质、受体药物-病毒。

虽然SPRi传感系统具有易于实现等优势，但该检测手段是直接对反射光强度进行探测，容易受光源波动和强度探测器暗噪声等因素影响，相对其它SPR传感技术，强度型SPR传感技术灵敏度低，一般在10^-5RIU量级。此外，由于其检测范围只能位于反射率曲线中某一段线性较好的折射率区间内，所以强度型SPR传感技术还存在动态范围小的局限性。对于高通量SPRi传感技术，不同样品的折射率存在差异，当不同样品折射率差异较大时，强度型SPRi传感技术无法对整个传感面上所有样品进行同时检测。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于双波长差值的强度型SPRi传感系统及方法，克服现有强度型SPR传感技术灵敏度低、动态检测范围小的缺陷。

本发明所公开的第一实施例为一种基于双波长差值的强度型SPRi传感系统，其中，包括：依次设置在同一光路上的光源、起偏器、SPR传感模块、窄带滤波片和探测器，以及与所述探测器连接的终端设备；

所述光源发出的宽带光经过所述起偏器产生P偏振光，所述P偏振光入射至所述SPR传感模块，与放置待测样品的所述SPR传感模块产生等离子体共振，形成强度改变的P偏振光，强度改变的P偏振光通过所述SPR传感模块反射至所述窄带滤波片，由所述窄带滤波片进行窄带滤波形成第一波长P偏振光和第二波长P偏振光，所述第一波长P偏振光和所述第二波长P偏振光由所述窄带滤波片出射至所述探测器，由所述探测器形成所述第一波长P偏振光对应的第一SPR传感面图像和所述第二波长P偏振光对应的第二SPR传感面图像，并反馈至所述终端设备，由所述终端设备根据所述第一SPR传感面图像和所述第二SPR传感面图像得到待测样品的检测结果；其中，所述第一波长和所述第二波长分别位于SPR光谱曲线的上升沿线性区和下降沿线性区。

所述的基于双波长差值的强度型SPRi传感系统，其中，所述光源和所述起偏器之间还设置有耦合光纤和准直扩束模块；

所述光源发出的宽带光经过所述耦合光纤耦合至所述准直扩束模块，由所述准直扩束模块对所述耦合光纤耦合后的宽带光进行准直扩束。

所述的基于双波长差值的强度型SPRi传感系统，其中，所述SPR传感模块与所述窄带滤波片之间设置有第一成像透镜、第一检偏器以及双色镜；