全光谱超分辨率测量方法及非标记生物分子测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种全光谱超分辨率测量方法及非标记生物分子测量系统，其特征在于：在芯片上设置有300～4500nm不同厚度的薄膜层用于编码，然后对所述芯片采用探针蛋白进行点样，制作得到生物芯片；使所述生物芯片的探针蛋白和被测样品充分结合，被测样品中的被测对象通过特异性吸附到探针蛋白上；光强为I0的光束垂直照射到所述生物芯片上；当光束垂直照射在仅覆盖有所述薄膜层的生物芯片上时，不同薄膜层的厚度产生不同的反射光谱，实现所述生物芯片的厚度编码，采用干涉极值法，根据光谱中极值点的波长解码出所述生物芯片的薄膜层的厚度t；光束垂直照射在与探针蛋白结合的被测对象时，薄膜层发生幅度为Δ的厚度变化，计算得到强度幅值差值并获得被测对象的厚度，本发明专利技术可以广泛应用在生物分子厚度测量中。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种全光谱超分辨率测量方法，其包括以下步骤：1）在一芯片上设置有300～4500nm不同厚度的薄膜层用于编码，然后对所述芯片采用探针蛋白进行点样，制作得到一生物芯片；2）使所述生物芯片的探针蛋白和被测样品充分结合，被测样品中的被测对象通过特异性结合到探针蛋白上；3）一光强为I0的光束垂直照射到所述生物芯片上；4）当光束垂直照射在仅覆盖有所述薄膜层的生物芯片上时，不同薄膜层的厚度产生不同的反射光谱，实现所述生物芯片的厚度编码，并采用干涉极值法，根据光谱中极值点的波长解码出所述生物芯片的薄膜层的厚度t；5）光束在所述薄膜层的上表面和下表面分别发生反射，上表面反射光的光矢量为：Rs(λ)=16pn2·ei·(θα+π)---(1)下表面反射光的光矢量为：Rr(λ)=16pn2·ei·(θα+π+2tnλ)---(2)式中，p为入射光矢量的幅值，θα是为入射光的初始相位，n为薄膜层的折射率，λ为入射光波长；两束反射光在所述薄膜层的上表面发生干涉，根据余弦定律，两束光干涉后合成的光强度幅值为：|R(λ)|2=|Rs(λ)|2+|Rr(λ)|2-2·|Rs(λ)|·|Rr(λ)|·cos(4πntλ)---(3)6）光束垂直照射在与探针蛋白结合的被测对象时，所述薄膜层发生幅度为Δ的厚度变化，合成的光强度幅值变为：|R′(λ)|2=|Rs(λ)|2+|Rr(λ)|2-2·|Rs(λ)|·|Rr(λ)|·cos(4πn(t+Δ)λ)---(4)7）利用步骤5）变化前的强度幅值减去步骤6）变化后的强度幅值：|R(λ)|2?|R′(λ)|2=?2·|Rs(x)|·|Rr(x)|·(cos(4πntx)?cos(4πn(t+Δ)x))??(5)公式（5）化简后得：|R(λ)|2-|R′(λ)|2=-4·|Rs(x)|·|Rr(x)|·|Rr(x)|·sin(4πntx+4πnΔx2)·sin(4πnΔx2)---(6)式中，项为常量，探针蛋白结合被测对象所引起的光强度变化简化为公式（6）中的绝对值关于λ的积分：M(Δ)=∫λminλmax|sin(4πnΔ2·1λ)|dλ---(7)式中，M(Δ)为不同厚度的薄膜层干涉光谱的差分的积分；8）对公式（7）求解即可以从探针蛋白结合被测对象所引起的光强度变化，得到被测对象的厚度Δ。FDA00002814466200016.jpg,FDA00002814466200017.jpg,FDA00002814466200018.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国亮，王同舟，李强，黎新，赵松敏，马丽，罗贤波，庞彪，
申请(专利权)人：博奥生物有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：