面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向液态环境下活细胞的THz微结构圆二色性传感系统。反射式结构可以有效减弱水对THz波的吸收损耗，达到提高系统信噪比的目的；在入射端添加THz波片，使入射波在0.8THz频率附近变为圆偏振光，通过产生高Q值的THz手性光谱来进行手性传感检测；在反射系统后添加THz偏振片，通过旋转偏振片探测得到出射波的完整偏振态信息，得到圆二色性谱；此外，采用硅介质光栅作为传感器，其产生的强局域共振可以增强THz波和样品的相互作用，介质栅微结构还有增加与被测物接触面积，形成微流体通道的作用，增强了样品的光学响应，提高了传感灵敏度。实验结果显示：对于谐振强度变化和频率移动的传感灵敏度分别可达到3.4dB

【技术实现步骤摘要】
面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感系统


[0001]本专利技术属于太赫兹科学
，具体涉及一种面向液态环境下活细胞检测的太赫兹微 结构圆二色性传感系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]太赫兹(THz)波通常指频率处于0.1～10THz(1THz＝10
12
Hz)范围内，介于微波和红 外波之间的电磁波，由于其光子能量小、非侵入和非电离等优异性质，受到了人们的广泛关 注。近年来随着THz源、探测器以及各种调制器件的发展，THz技术的不断成熟，其在生物 医学传感领域得到了广泛应用，目前科研人员已经对酶、蛋白质、微生物、细胞、组织等生 物物质进行了传感研究。及时精确地对细胞进行传感检测有着重要的意义，目前，荧光共聚 焦显微镜、流式细胞仪、质谱仪等物理仪器已被广泛应用于细胞检测。相比之下，THz传感 具有实时、宽带、无标记、无损检测等优势，但同时也存在灵敏度低、水的吸收强烈等问题。
[0003]THz传感主要基于时域光谱(TDS)系统，即通过样品的THz透射或吸收谱进行传感表 征。然而这种方法对样品状态有着较为严格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感系统，其特征在于包括前置太赫兹偏振片(1)，太赫兹波片(2)，前置太赫兹透镜(3)，金属反射棱镜(4)，硅介质光栅传感器(5)，样品池(6)，后置太赫兹透镜(7)和后置太赫兹偏振片(8)，其中硅介质光栅传感器(5)作为样品池(6)的底部，样品池(6)位于金属反射棱镜(4)上方；太赫兹波片(2)可以产生窄带的圆偏振入射光，经硅介质光栅传感器(5)增强后，通过探测具有强人工谐振的圆二色性谱，用于活细胞的传感检测。2.根据权利要求1所述的一种面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感系统，采用反射式系统以避免溶剂对太赫兹波的吸收损耗，其特征是：电场沿垂直方向振动的线偏振太赫兹平面波沿水平方向传播，经过前置偏振片(1)提高偏振度，经过太赫兹波片(2)改变偏振态，经过前置太赫兹透镜(3)聚焦，金属反射棱镜(4)将太赫兹波以一定角度反射到硅介质光栅传感器(5)上；太赫兹波在硅介质光栅传感器(5)与活细胞液态样品的接触面反射，经过后置太赫兹透镜(7)恢复为平行传输的平面波，经过后置偏振片(8)出射；该反射系统可以置于传统时域光谱系统的太赫兹平行光路中，并制备样品池(6)用于盛放细胞样品溶液。3.根据权利要求1所述的一种面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感系统，其中太赫兹波片(2)为产生π/2相位延迟的双折射元件，工作波长在300～400μm范围内，工...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子扬，范飞，常胜江，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：