一种角度调制型SPR传感器及SPR检测设备制造技术

本实用新型专利技术提出一种角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，角度调制型SPR传感器包括发射模块、检测模块、接收模块，发射模块包括光源，发射模块用于产生检测光，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，棱镜包括入射面、出射面、贴合面、至少一个反射面，贴合面与金属层接触，反射面设置在贴合面与入射面的光路之间和/或反射面设置在贴合面与出射面的光路之间，接收模块包括接收器，光源发出的检测光经过入射面进入棱镜，经过出射面进入接收器。角度调制型SPR传感器不需要设置额外的透镜，也不需要设置可动的部件即可实现SPR检测，角度调制型SPR传感器的光路紧凑，角度调制型SPR传感器易于小型化。角度调制型SPR传感器易于小型化。角度调制型SPR传感器易于小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种角度调制型SPR传感器及SPR检测设备


[0001]本技术涉及传感器研究领域，特别是一种角度调制型SPR传感器及SPR检测设备。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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、相位调制和强度调制，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。
[0005]在一些现有技术中，角度调制可以采用扫描方式。扫描方式是指特定波长的光能够在一定角度范围内以固定的角度间隔连续扫描传感芯片的表面，在扫描方式中最常用的两种结构是机械扫描方式和振镜扫描方式。机械扫描是通过直线运动单元的运动改变入射光相对于法线的角度，振镜扫描方式是通过振镜作为角度驱动单元，通过振镜的旋转实现一定角度范围的扫描。但是，扫描方式的角度调制需要设置可动的部件以及相应的驱动模块，这使得基于扫描方式的SPR传感器一般具有较大的体积，不易实现小型化。
[0006]现有技术中角度调制还可以采用光束聚焦方式，光束聚焦方式一般利用LED作为光源， LED发出的光通过小孔光阑后变成点光源，然后经过准直透镜变成平行光，平行光经过光阑和柱面透镜后以不同角度汇聚到金属薄膜表面，反射光经过类似的光路汇聚到线阵CCD或面阵CCD上实现不同入射角度光信号的检测。但是，光束聚焦方式需要设置用于汇聚
入射光或出射光的透镜，这使得基于光束聚焦方式的SPR传感器一般具有较大的体积，不易实现小型化。

技术实现思路

[0007]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种角度调制型SPR传感器及SPR检测设备，角度调制型SPR传感器易于小型化。
[0008]根据本技术提供的角度调制型SPR传感器，包括发射模块、检测模块、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，检测光为偏振状态的发散光，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，所述棱镜包括入射面、出射面、贴合面、至少一个反射面，所述贴合面与所述金属层接触，所述反射面设置在所述贴合面与所述入射面的光路之间和/或所述反射面设置在所述贴合面与所述出射面的光路之间，所述接收模块包括接收器，光源发出的检测光经过所述入射面，检测光在所述棱镜中反射，检测光经过所述出射面进入所述接收器。
[0009]根据本技术提供的角度调制型SPR传感器，至少具有如下技术效果：发散的检测光以不同的角度射入棱镜，不同角度的检测光照射到金属层的不同位置并反射至接收器，从而实现角度调制型SPR检测，除了棱镜之外角度调制型SPR传感器不需要设置其它的透镜，也不需要设置可动的部件，角度调制型SPR传感器易于小型化。
[0010]根据本技术的一些实施例，所述棱镜包括一个所述反射面，所述反射面设置在所述贴合面与所述出射面之间。
[0011]根据本技术的一些实施例，所述反射面设置有反射镀层。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述反射镀层的材料采用铝材料。
[0013]根据本技术的一些实施例，所述光源采用LED光源，所述发射模块包括偏振片。
[0014]根据本技术的一些实施例，所述接收模块包括衰减片，检测光经过所述衰减片进入所述接收器。
[0015]根据本技术的一些实施例，所述接收器采用线阵探测器。
[0016]根据本技术的一些实施例，角度调制型SPR传感器包括基座，所述发射模块、所述检测模块、所述接收模块设置在所述基座上。
[0017]根据本技术的一些实施例，角度调制型SPR传感器包括压块，所述压块将所述检测池压向所述棱镜。
[0018]根据本技术提供的SPR检测设备，包括本技术提供的角度调制型SPR传感器。
[0019]根据本技术提供的SPR检测设备，至少具有如下技术效果：通过采用本技术提供的角度调制型SPR传感器，可以减少零件数量，缩小SPR检测设备的体积，同时显著降低了SPR检测设备的制作成本，便于SPR检测设备的小型化、集成化和便携式检测应用。
附图说明
[0020]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1是根据本技术提供的角度调制型SPR传感器的光路示意图；
[0022]图2是根据本技术提供的角度调制型SPR传感器的轴测图；
[0023]图3是根据本技术提供的角度调制型SPR传感器的剖面图。
[0024]附图标记：
[0025]光源11、偏振片12、
[0026]检测池21、棱镜22、反射镀层23、
[0027]接收器31、衰减片32、
[0028]基座41、压块42。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0030]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角度调制型SPR传感器，其特征在于，包括：发射模块，所述发射模块包括光源(11)，所述发射模块用于产生检测光，检测光为偏振状态的发散光；检测模块，所述检测模块包括检测池(21)、金属层、棱镜(22)，所述金属层设置在所述检测池(21)上，所述棱镜(22)设置在所述金属层上，所述棱镜(22)包括入射面、出射面、贴合面、至少一个反射面，所述贴合面与所述金属层接触，所述反射面设置在所述贴合面与所述入射面的光路之间和/或所述反射面设置在所述贴合面与所述出射面的光路之间；接收模块，所述接收模块包括接收器(31)，光源发出的检测光经过所述入射面，检测光在所述棱镜(22)中反射，检测光经过所述出射面进入所述接收器(31)。2.根据权利要求1所述的角度调制型SPR传感器，其特征在于：所述棱镜(22)包括一个所述反射面，所述反射面设置在所述贴合面与所述出射面的光路之间。3.根据权利要求1或2所述的角度调制型SPR传感器，其特征在于：所述反射面设置有反射镀层(23)。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，牛利，韩冬雪，刘振邦，包宇，马英明，何颖，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：