一种双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器及其制备方法技术

技术编号:21429216 阅读:43 留言:0更新日期:2019-06-22 11:04
本发明专利技术公开了一种双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器及其制备方法。本发明专利技术提供了一种双束p偏振棱镜SPR传感结构,包括单轴晶体、二分之一波片、棱镜、第一探测阵列和第二探测阵列,所述棱镜全反射面的膜系结构由传感区和参考区组成,光源垂直入射到单轴晶体产生o光和e光,其中o光的振动方向经二分之一波片旋转90°角,此时两束光均为p偏振,分别入射到棱镜全反射面的传感区和参考区,传感区产生的SPR信号由第一探测阵列接收,参考区产生的SPR信号由第二探测阵列接收。本发明专利技术能够极大降低甚至消除湿度、温度、pH值等环境因素对测量信号的影响,提高精度和检测限,同时提高了光源功率的利用率,降低了成本,并且结构简单紧凑,利于轻小型化设计,具有强大的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器及其制备方法
本专利技术涉及重金属离子检测
具体地,涉及一种偏振无关的、温度与pH值等参数不敏感的双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器及其制备方法。
技术介绍
随着我国社会的快速发展,时常有水和土壤受到重金属污染的现象。重金属很难降解,通过饮用水或食物链被人体吸收后,日积月累,重金属离子不断的沉积和富集于人体内,最终危及人们的健康。铜是其中一种重金属,参与体内的重要代谢和生理过程,是人体必不可少的微量元素,机体内铜的缺乏或对铜的过量摄取都将导致诸如肝功能衰竭、头痛、溶血性贫血、胃病、Wilson氏病、Menke氏病等病症。为了人们的健康生活,铜离子的痕量检测显得尤为重要,开展铜离子的高灵敏度、特异性检测方法及传感机理研究具有重要意义。重金属铜离子含量的检测方法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、质谱法、酶抑制法和电化学分析检测法等。这些传统的仪器分析测试方法有各自的优点,但是检测繁琐,缺点不少,一直困扰目前重金属铜离子的检测。随着光学技术、信号检测和计算机技术的迅速发展,以及消逝波的深入研究与利用、高分子材料薄膜构建能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双束p偏振棱镜SPR传感结构,其特征在于,包括单轴晶体(1)、二分之一波片(2)、棱镜(3)、第一探测阵列(4)和第二探测阵列(5),所述棱镜(3)全反射面的膜系结构由传感区(6)和参考区(7)组成;光源发出的光信号垂直入射到单轴晶体(1)产生o光和e光,其中o光的振动方向经二分之一波片旋转90°角,此时两束光均为p偏振,两束p偏振光分别入射到棱镜(3)全反射面的传感区(6)和参考区(7),传感区(6)产生的SPR信号由第一探测阵列(4)接收,参考区(7)产生的SPR信号由第二探测阵列(5)接收。

【技术特征摘要】
1.一种双束p偏振棱镜SPR传感结构,其特征在于,包括单轴晶体(1)、二分之一波片(2)、棱镜(3)、第一探测阵列(4)和第二探测阵列(5),所述棱镜(3)全反射面的膜系结构由传感区(6)和参考区(7)组成;光源发出的光信号垂直入射到单轴晶体(1)产生o光和e光,其中o光的振动方向经二分之一波片旋转90°角,此时两束光均为p偏振,两束p偏振光分别入射到棱镜(3)全反射面的传感区(6)和参考区(7),传感区(6)产生的SPR信号由第一探测阵列(4)接收,参考区(7)产生的SPR信号由第二探测阵列(5)接收。2.根据权利要求1所述的传感结构,其特征在于,所述棱镜(3)全反射面的膜系结构以全反射面长边的对称轴为界分为两半,其中一半为传感区(6),另一半为参考区(7)。3.根据权利要求1所述的传感结构,其特征在于,所述二分之一波片(2)的光轴与铅直线的夹角为45°。4.根据权利要求3所述的传感结构,其特征在于,所述二分之一波片(2)通过光胶法将其固定到单轴晶体(1)的出射面。5.根据权利要求1所述的传感结构,其特征在于,所述第一探测阵列(4)和第二探测阵列(5)由四个相同的光电探测元件(A、B、C、D)采用两个组合的方式构成。6.根据权利要求5所述的传感结构,其特征在于,对传感区(6)和参考区(7)四个光电探测元件(A、B、C、D)产生的SPR信号做差分运算得到所述传感结构的输出信号S,即:S=[(Sa-Sb)/(Sa+Sb)]-[(Sc-Sd)/(Sc+Sd)]。7.一种双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器,包含权利要求1~6任一所述的传感结构,其特征在于,所述参考区(7)增设有用于阻止吸附重金属离子的疏水膜(71);所述传感区(6)增设有用于特异性吸附重金属离子的改性修饰膜(61)。8.根据权利要求7所述的重金属离子传感器,其特征在于,棱镜(3)全反射面的膜系结构还包括Cr膜...

【专利技术属性】
技术研发人员:王文华吴伟娜田秀云李思东周新磊秦少平谢玉萍罗元政王楚虹
申请(专利权)人:广东海洋大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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