[实用新型]基于DMD的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备

说明书

本实用新型提出一种基于DMD的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，包括发射模块、调制模块、检测模块、第一接收模块，发射模块包括光源，发射模块用于产生检测光，调制模块包括数字微镜器件、聚焦透镜，数字微镜器件用于反射检测光，检测模块包括检测池、金属层、棱镜，金属层设置在检测池上，棱镜设置在金属层上，第一接收模块包括第一接收器，检测光依次通过数字微镜器件、聚焦透镜、检测模块进入第一接收模块。通过采用数字微镜器件进行角度调制，数字微镜器件包括由若干个微镜组成的反射阵列，微镜能够快速地切换开关状态，数字微镜器件能够提高基于DMD的角度调制型SPR传感器的角度调制速度。

技术领域

本实用新型涉及传感器研究领域，特别是一种基于DMD的角度调制型SPR传感器及SPR 检测设备。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmons Resonance，SPR)是一种物理光学现象，是用于表征表面折射率系数改变的一种光学技术，利用SPR技术可以实时观测分子之间的相互作用、薄膜形成等表面现象。表面等离子体(SP)指的是沿着金属和电介质间表面传播的电磁波。当两种介质界面之间存在几十纳米的金属薄膜时，由全反射产生的倏逝波的P偏振分量进入金属薄膜，与金属薄膜中自由电子相互作用从而产生表面等离子体，在入射角或波长为某一适当值的情况下，表面等离子体与倏逝波发生共振，光能被吸收，使得反射光能量急剧下降。

SPR检测技术作为一种高精度、免标记、可实时响应的检测手段，已经被广泛应用于生命科学、生物学、药物学、分析化学等研究领域。由于SPR检测技术具有能够实时检测生物分子间相互作用、方便快捷、分辨率高于传统方法、无需标记样品、样品需要量少等特点，SPR检测技术广泛应用于蛋白质组学、细胞信号传导、受体/配体、抗体/抗原分子垂钓、免疫识别、癌症研究和新药筛选等生命科学领域，用于实时动态监测蛋白质/蛋白质、蛋白质/核酸、新药分子/靶蛋白等生物分子的相互作用过程。

从传感器结构上讲SPR传感器有三种耦合方式，分别是棱镜耦合、光纤耦合和光栅耦合，其中基于棱镜耦合方式的Kretschmann传感器结构由于具有制作简单、使用方便、传感芯片容易制备等优点，因此被广泛采用，从检测方式上讲SPR传感器有四种调制类型，分别是角度调制、波长调制、相位调制和强度调试，其中角度调制的检测方式由于具有光学结构简单、易于实现、检测灵敏度高等优点，被广泛采用。角度调制的原理是通过改变入射光与法线之间的角度并测量不同角度下对应的光强，可以得到一条角度扫描曲线，角度扫描曲线中光强最低点对应的角度称为SPR共振角，这个SPR共振角的大小与被测样品表面折射率系数的变化成正比。

现有技术的角度调制型SPR传感器一般采用机械扫描方式、振镜扫描方式和光束汇聚方式三种方式实现角度调制。机械扫描方式的缺点是角度分辨率不高，且扫描速度比较慢，不利于快速、实时检测；振镜扫描方式相对于机械扫描方式可以明显提高扫描速度，但对入射角度的控制与光学信号采集之间的同步性要求很高，而且角度扫描范围越大、角度分辨率越高，测量的时间分辨率就越低；光束聚焦方式的优点是可以一次检测出角度范围内的所有光强数据，但一般需要采用线阵CCD或面阵CCD检测器，由于检测面积有限，所以角度分辨率不高，且检测光强信号的动态范围较窄。

实用新型内容

针对上述现有技术的现状，本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于DMD的角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，基于DMD的角度调制型SPR传感器能够提高角度调制的速度。

根据本实用新型提供的基于DMD的角度调制型SPR传感器，包括发射模块、调制模块、检测模块、第一接收模块，所述发射模块包括光源，所述发射模块用于产生检测光，检测光为水平偏振状态的准直光束，所述调制模块包括数字微镜器件、聚焦透镜，所述数字微镜器件用于反射检测光，所述数字微镜器件包括若干个用于角度调制的微镜，所述检测模块包括检测池、金属层、棱镜，所述金属层设置在所述检测池上，所述棱镜设置在所述金属层上，所述第一接收模块包括第一接收器，检测光依次通过所述数字微镜器件、所述聚焦透镜、所述检测模块进入所述第一接收模块。