一种表面等离子体共振传感检测系统和方法技术方案

本发明专利技术适用于光电检测技术，提供了一种表面等离子体共振传感检测系统和方法，所述系统包括：光源，用于产生传感光；第一透镜，用于将所述传感光调整为准直光；起偏器，用于获取所述准直光中的P偏振光；棱镜，用于接收所述P偏振光，使所述P偏振光照射于传感面；控制器，用于控制所述光源，使所述光源于所述第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于所述传感面；以及光电探测器，用于记录从所述传感面反射的反射光强。本发明专利技术通过电子控制方式使光源于一透镜的焦平面不同位置依序点亮，从而使P偏振光依序以不同角度照射于传感面，实时记录从传感面反射的反射光强，获取SPR角度扫描曲线，稳定性佳，精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电检测技术，尤其涉及。
技术介绍
表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)是一种新兴的传感技术， 具有高的灵敏度、高通量、易于实现特异性检测和实时性，而且不需要标记等优点，已广泛应用到生物、医药、食品质量安全、化学和环境监测等行业，特别是在线实时检测DNA与蛋白质之间、蛋白质分子之间以及药物-蛋白质、核酸-核酸、抗原-抗体、受体-配体等生物分子之间的相互作用等。但目前sra传感技术均需机械扫描装置对光源进行角度调制，稳定性差，精度低。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种表面等离子体共振强度检测系统，旨在解决现有表面等离子体共振强度检测系统需由机械扫描装置对光源进行角度调制，稳定性差的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种表面等离子体共振传感检测系统包括光源，用于产生传感光；第一透镜，用于将所述传感光调整为准直光；起偏器，用于获取所述准直光中的P偏振光；棱镜，用于接收所述P偏振光，使所述P偏振光照射于传感面；控制器，用于控制所述光源，使所述光源于所述第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于所述传感面；以及光电探测器，用于记录从所述传感面反射的反射光强。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述表面等离子体共振传感检测系统进行检测的方法，所述方法包括以下步骤使光源于第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于传感面，依序记录从所述传感面反射的反射光强，获取SPR角度扫描曲线；以及寻址到所述sra角度扫描曲线的最佳线性区，通入被测样品进行sra信号记录，实时记录从所述传感面反射的反射光强，获得所述被测样品的性状。本专利技术实施例通过电子控制方式使光源于一透镜的焦平面不同位置依序点亮，将入射角度分布转化为光源空间分布，从而使P偏振光依序以不同角度照射于传感面，实时记录从传感面反射的反射光强，获取sra角度扫描曲线，该获取sra角度扫描曲线的方式与现有机械扫描方式相比，稳定性佳，提高了检测速度和精度。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的表面等离子体共振传感检测系统的结构图；图2是本专利技术第二实施例提供的表面等离子体共振传感检测系统的结构图；图3是本专利技术实施例提供的表面等离子体共振传感检测方法的实现流程图；图4是sra角度扫描曲线图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例通过电子控制方式使光源于一透镜的焦平面不同位置依序点亮，从而使P偏振光依序以不同角度照射于传感面，实时记录从传感面反射的反射光强，获取SPR 角度扫描曲线，该获取SI^R角度扫描曲线的方式与现有机械扫描方式相比，稳定性佳。本专利技术实施例提供的表面等离子体共振传感检测系统包括光源，用于产生传感光；第一透镜，用于将所述传感光调整为准直光；起偏器，用于获取所述准直光中的P偏振光；棱镜，用于接收所述P偏振光，使所述P偏振光照射于传感面；控制器，用于控制所述光源，使所述光源于所述第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于所述传感面；以及光电探测器，用于记录从所述传感面反射的反射光强。本专利技术实施例提供的采用上述表面等离子体共振传感检测系统进行检测的方法包括以下步骤使光源于第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于传感面，依序记录从所述传感面反射的反射光强，获取SPR角度扫描曲线；以及寻址到所述SI^R角度扫描曲线的最佳线性区，通入被测样品进行SI^R信号记录，实时记录从所述传感面反射的反射光强，获得所述被测样品的性状。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细描述。实施例一图1示出了本专利技术实施例提供的表面等离子体共振传感检测系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。该表面等离子体共振传感检测系统包括光源1、第一透镜2、起偏器3、棱镜4、控制器5以及光电探测器6。本专利技术实施例先由光源1产生传感光，其中传感光优选为窄带激光，一般由作为光源的激光器产生。其中光源具有多个，为使各传感光输出至第一透镜的焦平面，各光源产生的窄带激光均由光纤7传输，因而光纤具有多根，多根光纤构成密集光纤阵列。窄带激光适宜光纤传输，并利于光纤输出端形成点光源。接着，将各光纤的输出端置于该第一透镜2的焦平面，各窄带激光经光纤7输出后成为点光源，该点光源发出的光经第一透镜2形成准直光。由起偏器3获取该准直光中的 P偏振光，该P偏振光从棱镜4的入射面入射并照射于该棱镜4的传感面40即镀有金属膜的表面，用以实现表面等离子体共振。然后，由控制器5控制光源1使其于第一透镜2的焦平面不同位置依序点亮，此处只需依序点亮不同的光源即可。各光源1发出的光于第一透镜2的焦平面不同位置经第一透镜2均成为准直光，各准直光经起偏器3均成为P偏振光，各准直P偏振光从棱镜4的入射面入射以不同角度均照射在位于传感面40的固定样品区41。最后，由光电探测器6依序记录从传感面40反射的反射光强，从而获取SI3R角度扫描曲线。每点亮一个光源，光电探测器记录一个光强值，两者一一对应。各准直P偏振光以一定角度照射于传感面40，在金属膜处产生sra效应，即大于临界角的那部分入射光束发生全内反射，而对于其中的一个特定角度，恰好能满足表面等离子体共振条件时，ρ偏振光的部分能量耦合进入表面等离子体波，反射光能量下降，反射率出现最小值，此角度称为共振角。由上可知，本专利技术实施例中不同光源对应的P偏振光以不同角度照射于传感面， 只需由控制器依序点亮不同光源即可获取sra角度扫描曲线，较现有机械扫描方式稳定性佳。本专利技术实施例为更好地采集从传感面反射的反射光，于棱镜4的出射面与光电探测器 6之间设第二透镜8。另外，为提高光电探测器6记录反射光强的信噪比，于棱镜4的出射面与光电探测器6之间设检偏器9。实施例二图2示出了本专利技术实施例提供的表面等离子体共振传感检测系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。本专利技术实施例利用扫描光纤断面代替实施例一中的多个光源，即控制器10控制光纤7每扫描一步，光源1点亮一次，光电探测器6记录一个光强值，相当于实施例一中切换至不同光源。这样仅需一个光源即可完成SI^R角度扫描，极大地降低了成本。图3示出了本专利技术实施例提供的表面等离子体共振传感检测方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。在步骤SlOl中，使光源于第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各P偏振光依序以不同角度照射于传感面，依序记录从该传感面反射的反射光强，获取sra角度扫描曲线；在本专利技术第一实施例中，控制器5先控制第一光源11发出的窄带激光经第一光纤 71输出，第一光纤71输出端位于第一透镜2的焦平面，经第一透镜2后形成准直光，经起偏器3形成P偏振光，从棱镜4的入射面进入棱镜4，以入射角θ工照射于传感面40上的固定样品区41，经传感面40反射的反射光从棱镜4的出射面出射，经检偏器9和第二透镜8汇聚到光电探测器6，光电探测器6记录一强度值Ip然后，关闭第一光源11，点亮第二光源 12，第二光源12发出的窄带激本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述系统包括：光源，用于产生传感光；第一透镜，用于将所述传感光调整为准直光；起偏器，用于获取所述准直光中的Ｐ偏振光；棱镜，用于接收所述Ｐ偏振光，使所述Ｐ偏振光照射于传感面；控制器，用于控制所述光源，使所述光源于所述第一透镜的焦平面不同位置依序点亮，各Ｐ偏振光依序以不同角度照射于所述传感面；以及光电探测器，用于记录从所述传感面反射的反射光强。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵永红，顾大勇，屈军乐，庄卫东，史蕾，刘春晓，赵纯中，杨燕秋，徐云庆，季明辉，欧青叶，孙秋香，徐华，
申请(专利权)人：深圳大学，深圳市检验检疫科学研究院，深圳博尔美生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94