[发明专利]一种多通道表面等离子体共振生物传感器的检测方法

说明书

本发明涉及等离子体共振生物传感器的检测技术领域，且公开了一种多通道表面等离子体共振生物传感器的检测方法，包括以下步骤：S1：光纤表面等离子共振传感模型仿真，确定传感器的参数；S2：系统硬件设计；S201：光路系统设计。通过利用光纤作为激发表面等离子共振效应的载体，在光纤表面制作多个传感区并在不同传感区敷设不同种类的金属薄膜以及二维纳米材料薄膜，通过优化薄膜材料的种类以及参数来实现不同波长下的表面等离子共振效应，进而实现血红蛋白浓度的精准、快速、高灵敏度、多通道检测，有效提高检测效率、降低检测成本。

技术领域

本发明涉及等离子体共振生物传感器的检测技术领域，具体为一种多通道表面等离子体共振生物传感器的检测方法。

背景技术

血红蛋白(hemoglobin，Hb)是人体内一种重要的球状血红素蛋白，负责运输人体血液中的氧气和二氧化碳，同时起着调节人体内部机理活动的作用，其含量是反映人体是否贫血及其他血液疾病的重要生理指标，是重要的人体健康评定标准。一般情况下，人体血红蛋白浓度的正常值为∶男性130-170g/L；女性115-150g/L；新生儿170-200g/L。血红蛋白浓度低于正常范围时可判断为贫血症状，高于正常范围时表示人体内部器官出现异常。血红蛋白浓度的检测不仅利于识别和诊断疾病,而且在手术期间能够为指导输血等提供主要依据，在临床中发挥着至关重要的作用。目前，有创血红蛋白浓度检测是临床监护中使用的常规方法，该方法将采集的受试者血样送入血液分析仪进行化学检测，在检测血红蛋白浓度的技术领域，血液分析仪的结果可以作为真实值，但检测过程中需要各种化学试剂对血样进行预处理，测量过程繁琐，化验耗时较长。

随着新型传感器技术、生物医学工程、智能材料等相关学科的发展，表面等离子共振传感技术为血红蛋白浓度检测提供了新的方法。表面等离子共振(Surface PlasmonResonance，SPR)是光入射金属-电介质交界面时产生的倏逝波与金属表面的等离子体波在满足特定条件下发生共振而使得反射光能量急剧下降的一种物理光学现象。表面等离子共振参数对附着于金属表面的被测血红蛋白浓度变化非常敏感，该检测方法还具有无需标记检测样品、实时快速检测、灵敏度高等优点，因此能够准确、快速测定血液中的血红蛋白浓度，准确反映机体组织细胞的氧合状态。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多通道表面等离子体共振生物传感器的检测方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多通道表面等离子体共振生物传感器的检测方法，包括以下步骤：

S1：光纤表面等离子共振传感模型仿真，确定传感器的参数；

S2：系统硬件设计

S201：光路系统设计

光路系统包括耦合光纤、光栅、光源、光电探测器，最终将选择的光栅与光探测器组合在光谱仪内，形成完整的光路系统

S202：光源选择

选择一个宽带光源，在可见光光的波段范围内，连续、稳定的输出高功率的光；

S203：传感光纤选择

通过将入射光处理后，由Y型光纤端一分为六束耦合进入传感光纤，到达传感探头后,从端口3入射到金属薄膜与被测介质相互作用产生表面等离子体共振效应，载有表面等离子共振信息的光在经过光纤纤芯端面的全反射镜作用后形成反射光线，通过端口3进入光纤，后经由端口2射出，Y型光纤端的截面由六个光纤束围绕一个光纤组成，其中六个光纤束为入射光，增加入射光通量，进而加强传感器的灵敏度，中心光纤为出射光光東，最终耦合进入光学检测系统；

S204：选取光栅

选取型号为slit-3的光栅，进行检测；