[发明专利]一种分光光度检测传感器

说明书

提供一种分光光度检测传感器，包括相互键合的硅基片与玻璃基片，在硅基片贴合面开设检测通道槽，设有进液通道与出液通道，硅基片的底面开设进光槽与出光槽，检测通道槽起始侧与进光槽之间、检测通道槽终了侧与出光槽之间分别开设打穿硅基片的透光缝隙；进光槽旁开设光源槽与参考槽，并开设各连接槽相连接；光源槽、参考槽、各连接槽、进光槽、透光缝隙至检测通道槽起始侧形成光源光通道腔，出光槽、透光缝隙至检测通道槽终了侧形成信号光通道腔，两个光通道腔均充满经液体灌注后固化而成的光波导，光波导在检测通道槽形成相对的侧壁；硅基片底面在光源槽、参考槽及出光槽所在处分别设置检测光源、参考光源及光电探测器。

技术领域

本发明涉及分光光度法检测与微纳传感器技术领域，具体涉及一种分光光度检测传感器。

背景技术

测定特定波长下或者一定范围内物质的光的吸收度，从而对物质进行定量分析，这种方法被称为分光光度法，也叫做光谱吸收法。分光光度法基于朗伯-比尔定律（Lambert-Beer law），根据被测物质的吸光程度，进而求得被测物质的浓度。使用分光光度法检测物质的方法：首先对检测的物质进行人工取样，根据检测物质的不同加入不同的显色指示剂。当一束特定波长的单色光照射进混合均匀的溶液时，会进行光谱吸收，吸收光的强度与溶液的浓度成正比。因为基于朗伯-比尔定律，入射光需要垂直照射待测液。

具体检测原理关系式为：。其中，A为吸光度，为摩尔系数，L为吸光层厚度，c为吸光物质浓度。初始透过光强，I为加入指示剂后的透过光强。在本发明中，吸光度通过光敏管的电流来测得，进而转换成为待测液浓度与光敏管电流之间的关系。

分光光度法具有检测精度好、响应时间短、稳定性好等优点，目前分光光度法可用于测量营养盐、浊度、pH、有机物、悬浮物等，可应用于水质检测、土壤元素检测、重金属含量、食品安全等领域。目前使用分光光度法进行检测的设备主要是分光光度计，但分光光度计体积庞大，应用场景十分受限，同时分光光度计仅能完成光学检测一个部分，集成化程度不高。此外，还有一些利用分光光度法进行检测的手持式仪器，相比于分光光度计，这些仪器虽然体积缩小了不少，但其仅限于余氯、无机盐等的测量，测量种类受限。

微纳技术通常是指纳米/微米级的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术，微纳技术在民用产品领域甚至军工领域广泛应用。微纳制造技术是微纳技术的重要一环，当前，微纳制造技术最有代表性的就是硅微加工技术，包括硅体和硅面的加工。硅微加工技术是服务于微电子生产技术的，其主要技术包括光刻、薄膜生长、干法刻蚀、湿法刻蚀等。随着人们对加工精度要求的提高，微纳技术目前是研究的热点。微纳传感器通常与MEMS（MicroElectromechanical System，微机电系统）相关联。MEMS是指尺寸在几毫米甚至更小的高科技产品，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器和微能源三大部分组成。

光波导是一种光的载体，在光的传输过程中，它不仅可以约束光的传输，而且可以保持光在传输过程种的低损耗。聚合物材料以其色散小、对基底兼容性好、宽谱范围内吸光系数小等优点而被用来制作光波导。其中，SU-8有机聚合物材料具有机械性能好、填充性好、膜厚可控范围广等优点，被广泛应用在微机电系统、微流、包装、微光学等领域，它是一种基于EPON SU-8树脂的负性、环氧型、近紫外光刻胶。与此同时，SU-8聚合物材料在波长大于400nm的范围内具有非常好的透光性，使得它成为一种极具吸引力的聚合物光波导材料。