SPRi傳感器的改進(jìn)設(shè)計(jì)及微生物檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、三十年來(lái)，表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)技術(shù)朝著高通量、高靈敏、高空間分辨和多功能等方向飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷被拓寬。其中，表面等離子體共振成像（Surface Plasmon Resonance Imaging，SPRi）技術(shù)憑借高通量的優(yōu)勢(shì)，成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，相關(guān)領(lǐng)域?qū)ζ涮岢隽嗽絹?lái)越高的要求。另外，包括細(xì)菌和流感病毒在內(nèi)的微生物因數(shù)量多、變異快，影響著人類(lèi)的正常生活。因此，提升S

2、PRi傳感器的性能，將其應(yīng)用于微生物檢測(cè)，具有重大意義。本課題的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括:
　　(1)分析了偏振控制光強(qiáng)調(diào)制型SPRi傳感器的基本原理，對(duì)常用的功能金膜純水消光方法中的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)及誤差仿真，構(gòu)建了偏振控制光強(qiáng)調(diào)制型SPRi傳感器系統(tǒng)。測(cè)試了傳感器的性能，NaCl溶液檢出限在50-100 mg/L之間。
　　(2)提出了優(yōu)化設(shè)置消光折射率的方法，即通過(guò)改變消光折射率來(lái)提高純水折射率區(qū)域的靈敏度，打破了

3、需真實(shí)液體消光的思想。構(gòu)建了基于該方法的SPRi傳感器，并進(jìn)行性能測(cè)試，折射率分辨率達(dá)到1.35×10-6 RIU，NaCl溶液的檢出限為25 mg/L，最小可檢測(cè)稀釋51200倍的BSA抗體溶液。該方法實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了SPRi傳感器對(duì)微量水溶液樣品的高靈敏檢測(cè)。
　　(3)研究了零相移數(shù)字濾波、小波分析和希爾伯特-黃變換(Hibert-Huang transform，HHT)變換三種數(shù)據(jù)處理方法及其在SPRi傳感器折射率樣品和生

4、物樣品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。HHT變換獨(dú)具自適應(yīng)性的特點(diǎn)，可對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)的基函數(shù)，且操作簡(jiǎn)便，能夠獲得較為理想的濾波處理效果，從而提高傳感器的性能。
　　(4)開(kāi)展了高通量在線培養(yǎng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)大腸桿菌的SPRi實(shí)驗(yàn)。分別試驗(yàn)了0.5μL和1.5μL兩個(gè)體積的微腔，結(jié)果表明，液滴體積越小，細(xì)菌生長(zhǎng)擴(kuò)增速度越快;利用0.5μL微腔，可在10h內(nèi)檢測(cè)105 CFU/mL的大腸桿菌。該方法拓展了SPRi技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，有望解決食品