一種高精度SPR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、表面等離體激元共振(surface plasmon resonance，SPR)傳感器是一種基于物理光學(xué)現(xiàn)象的傳感檢測裝置。它具有靈敏度高、檢測速度快、樣品消耗量少、生物樣品無需標(biāo)記、無損傷等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于表面檢測、生化免疫分析、藥物篩選和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。自1982年首臺SPR生物傳感器問世以來，它得到了越來越多的關(guān)注，獲得了快速發(fā)展。
　　 針對自動、快速、高精度生物樣本檢測的要求，結(jié)合前人的研究經(jīng)驗(yàn)，本文開展了一種高精度S

2、PR實(shí)驗(yàn)平臺的研制。文中，首先介紹了SPR檢測儀器應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，然后詳細(xì)論述了該傳感器的裝置部分和實(shí)驗(yàn)部分設(shè)計(jì)原理。接著根據(jù)已有公式，用Matlab仿真得到各參數(shù)對整體SPR設(shè)計(jì)的影響，為SPR裝置的設(shè)計(jì)中選擇器件參數(shù)提供一定的理論根據(jù)。在此基礎(chǔ)上，我們在一種較為便宜的雙步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的測角儀平臺基礎(chǔ)上自行開發(fā)了一種轉(zhuǎn)角式SPR傳感器。該裝置采用經(jīng)典的Kretschmann光學(xué)結(jié)構(gòu)，利用連續(xù)的機(jī)械轉(zhuǎn)動進(jìn)行角度掃描。通過金膜表面

3、被分析物的折射率變化，使激發(fā)表面等離體激元共振產(chǎn)生的入射光角度(共振角)發(fā)生變化。反過來，通過檢測共振角變化，計(jì)算被分析物的折射率變化情況，可以來探討分子在表面的吸附情況或者反應(yīng)情況。與傳統(tǒng)角度型SPR傳感裝置不同的是，本文采用兩個(gè)獨(dú)立的高精度步進(jìn)電機(jī)來分別驅(qū)動大小兩個(gè)轉(zhuǎn)盤。因此，光探測器對反射光的追蹤精度更高，該裝置也更容易改造成高精度的SPR陣列檢測裝置。文中對了機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)檢測系統(tǒng)，芯片設(shè)計(jì)等該臺SPR裝置各部分的具體設(shè)計(jì)思路都