一种表面等离子体共振耦合光学元件制造技术

一种表面等离子体共振耦合光学元件，其特征在于：所述光学元件包括一软质腔体、两个光学窗口、一传感芯片、一样品流通池；所述两个光学窗口分别密封安装于软质腔体的两个相对的开口，分别用作表面等离子体共振耦合光学元件的激发光入射光学窗口和反射光出射光学窗口；所述传感芯片密封安装于软质腔体的中心开口；所述样品流通池位于传感芯片上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种表面等离子体共振耦合光学元件，所述光学元件包括一软质腔体、两个光学窗口、一传感芯片、一样品流通池；所述两个光学窗口分别密封安装于软质腔体的两个相对的开口，分别用作表面等离子体共振耦合光学元件的激发光入射光学窗口和反射光出射光学窗口，所述传感芯片密封安装于软质腔体的中心开口，形成一密封的空腔；所述光学元件还包括光学透明的液体，充满于该密封的空腔；所述样品流通池位于传感芯片上。本专利技术的光学元件能够保持激发光线与入射光学窗口、反射光线与出射光学窗口始终垂直、无需角度校正、传感芯片固定无需使用粘结油、减少多界面反射干扰等优点。可广泛应用于表面等离子体共振系统和表面等离子体共振成像系统。【专利说明】一种表面等离子体共振耦合光学元件
本专利技术涉及一种表面等离子体共振及成像分析仪，特别是关于一种表面等离子体共振耦合光学元件。
技术介绍
表面等离子体共振是一种免标记、原位实时的界面分析技术。表面等离子体共振的发生条件随传感膜-介质界面上样品折射率的变化而改变。因此通过表面等离子体共振分析，可获得传感膜表面样品的折射率及厚度信息，可对传感膜表面的物理与化学反应进行监测与分析，如果将靶分子键合在传感膜表面，则可进行特异性分子相互作用分析。基于表面等离子体共振技术已经发展了表面等离子体共振及表面等离子体共振成像两类分析系统，均已广泛应用于化学、生物、医学、物理、材料等领域。尤其是表面等离子体共振成像，与生物芯片技术相结合，将传感膜表面修饰不同探针分子阵列，能够对待测样品中的目标物实现高通量的检测或筛选。近年随着基因组学、蛋白质组学等各种生物分子组学的深入研究，表面等离子体共振成像越来越受到重视，被认为是一种很有潜力的高通量生化分析方法。目前的表面等离子体共振及表面等离子体共振成像系统大多是基于克莱舒曼(Kretschmann)结构来激发表面等离子体共振,其总体结构示意图如图1所示。克莱舒曼(Kretschmann)结构一般基于一等腰棱镜1，传感膜2设置在等腰棱镜I的底面3上,光激发兀件4位于等腰棱镜I的第一腰面5 —侧,从光激发兀件4出射的激发光6从等腰棱镜I的第一腰面5射入棱镜1，在底面3上发生全反射，反射光7从第二腰面8射出等腰棱镜1，由位于等腰棱镜I的第二腰面8 —侧的光检测元件9检测。光激发元件4与光检测元件9的光轴相交于等腰棱镜I的底面3的中心点处。当进行光激发角度扫描时，光激发元件4与光检测元件9同时绕等腰棱镜I的底面3的中心点进行相对或相反的转动。这种基于棱镜的表面等离子体共振耦合元件存在一些缺点:1.棱镜的形状固定，激发光线不能始终与棱镜的入射面垂直，同样反射光线也不能始终与棱镜的出射面垂直，当光激发角度改变时，由于光折射效应，激发光斑位置会发生偏移，引起光分布发生变化，从而影响分析效果；而且还会带来光激发角度的校正问题。2.为了降低成本、方便使用，传感膜多制备于基片上，再通过粘结油贴于棱镜的底面上，粘结油的操作容易产生气泡，从而影响成像质量和分析效果。3.激发光线和棱镜的入射面、反射光线和棱镜的出射面不能始终保持垂直，棱镜、粘接油与基片的折射率难以理想匹配，将带来多界面的反射干扰问题。上述所有问题，除了会带来角度校正的麻烦，还会严重影响表面等离子体共振及表面等离子体共振成像系统的分析质量。因此若能构建一种表面等离子体共振耦合光学元件，克服上述缺点，将是非常重要且有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种形变易于控制的表面等离子体共振耦合光学元件，具有能够保持激发光线与入射光学窗口、反射光线与出射光学窗口始终垂直、无需角度校正、传感芯片固定无需使用粘结油、减少多界面反射干扰等优点。本专利技术可以广泛应用于表面等离子体共振系统和表面等离子体共振成像系统。本专利技术通过如下技术方案实现:一种表面等离子体共振耦合光学元件，其特征在于:所述光学元件包括一软质腔体、两个光学窗口、一传感芯片、一样品流通池；所述两个光学窗口分别密封安装于软质腔体的两个相对的开口，分别用作表面等离子体共振耦合光学元件的激发光入射光学窗口和反射光出射光学窗口 ；所述传感芯片密封安装于软质腔体的中心开口 ；所述样品流通池位于传感芯片上。根据本专利技术，其特征在于，所述光学元件还包括光学透明的液体。根据本专利技术，所述传感芯片包括一光学透明基片及制备于其上的传感膜。所述光学透明基片与光学透明的液体直接接触；所述传感膜与样品流通池直接接触。根据本专利技术，所述传感膜通过常规的方法，例如真空蒸镀等薄膜制备方法直接在基片上进行制备。根据本专利技术，所述软质腔体具有一个中心开口、位于中心开口两侧的两个相对的开口，和两个小孔。根据本专利技术，所述两个小孔分别位于软质腔体的底部和上部。其分别用作所述光学透明的液体的输入孔与输出孔。根据本专利技术，所述软质腔体可以是形变易于控制的橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料制成。根据本专利技术，所述光学窗口可以是光学透明的玻璃、石英、硅、塑料等材料制成。根据本专利技术，所述光学透明的液体可以是水、油、离子液等各种纯净或混合的液体。根据本专利技术，所述光学透明基片可以是玻璃、石英、硅、塑料等；所述传感膜为金、银等能够发生表面等离子体共振的材料，可根据需要对传感膜进行功能修饰。本专利技术还提供一种表面等离子体共振耦合光学元件的应用，其特征在于，所述元件用于角度扫描的表面等离子体共振系统、表面等离子体共振成像系统，或者波长扫描的表面等离子体共振系统和表面等离子体共振成像系统中。本专利技术所述的一种表面等离子体共振耦合光学元件，使用时传感芯片位置固定，两侧的两个光学窗口位置可调，具有以下优点:1.当表面等离子体共振光激发角度改变时，激发光线与入射光学窗口能够始终保证垂直，同样反射光线与出射光学窗口也能始终保证垂直，表面等离子体共振激发光斑位置始终不变，避免了传统棱镜耦合带来的激发光斑位移引起的光分布变化；而且无需进行激发光角度校正。2.传感芯片的基片直接与光学透明的液体接触，无需使用粘结油，避免了粘结油的操作容易产生气泡问题。3.减少了多界面的反射干扰。4.可以自由更换位于软质腔体内的光学透明的液体，选择合适折射率的液体，能够进一步提闻检测灵敏度。因此，本专利技术所提出的一种表面等离子体共振耦合光学元件，能够有效提高表面等离子体共振和表面等离子体共振成像系统的分析质量、提高检测灵敏度，并省去了角度校正及粘接油操作的麻烦。本专利技术可以直接应用于激发光与反射光角度联动的表面等离子体共振和表面等离子体共振成像系统中，只需将传感膜固定在激发光运动机构与反射光运动机构的转轴延长线上、将两个光学窗口分别固定在相应的激发光与反射光运动机构上即可。【专利附图】【附图说明】图1为克莱舒曼结构的表面等离子体共振或表面等离子体共振成像系统的总体结构示意图。图2为本专利技术的表面等离子体共振耦合光学元件的结构示意图。图3A、B为采用本专利技术的表面等离子体共振耦合光学元件的使用状态示意图。图4为采用本专利技术的表面等离子体共振耦合光学元件的牛血清白蛋白(BSA)与抗BSA相互作用的表面等离子体共振曲线图。其中，各附图标记的含义如下:1:等腰棱镜；2:传感膜；3:底面；4:光激发兀件；5:第一腰面；6:激发光；7:反射光；8:第二腰面；9:光检测兀件；10:软质腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面等离子体共振耦合光学元件，其特征在于：所述光学元件包括一软质腔体、两个光学窗口、一传感芯片、一样品流通池；所述两个光学窗口分别密封安装于软质腔体的两个相对的开口，分别用作表面等离子体共振耦合光学元件的激发光入射光学窗口和反射光出射光学窗口；所述传感芯片密封安装于软质腔体的中心开口；所述样品流通池位于传感芯片上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许吉英，陈义，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：