[发明专利]基于SPR干涉成像的生物分子相互作用检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使半导体激光器发出的光经过光纤耦合和准直后，再通过偏振棱镜，得到偏振方向可调的线偏振的准直光束；

2)使所述线偏振准直光束通过由计算机控制的四分之一波片切换装置，所述切换装置中的2个快轴方向正交的四分之一波片被交替定位在光路中，从而使准直光的P偏振分量和S偏振分量之间的相位差被交替调制成为90°或-90°；

3)使经过相位调制的准直光再入射到生物传感单元中的传感芯片的玻璃基底与金膜之间的界面上，从而激发表面等离子体共振，同时使光从该界面反射；

4)使所述反射光通过检偏器，从而使其中的P偏振分量和S偏振分量发生干涉，产生干涉图像；

5)使所述干涉图像经成像镜头成像在CCD靶面上，并采集CCD靶面上的成像干涉图像；

6)由计算机控制波片切换机构，交替采集附加90°和-90°相位差后产生的成像干涉图像；

7)采集2帧图像为1个周期，利用所采集到的附加90°和-90°相位差的相邻的2帧成像干涉图像，通过下式计算反映折射率分布的分布函数，

A=I+-I-I++I----(1)]]>

式中，I₊为附加90°相位差的干涉图像的折射率，I_-为附加-90°相位差的干涉图像的折射率，A为反映折射率分布的分布函数。

2.如权利要求1所述的基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

8)重复步骤2)至步骤7)的操作，对循环采集到的一系列成像干涉图像进行计算，并以计算所得的一系列分布函数与折射率进行绘图，从而得到一系列持续反映折射率分布的信号图。

3.一种基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测系统，包括：产生准直光并对其交替附加相位差的入射臂；

接受经附加相位差的准直光并激发表面等离子体共振的生物传感单元；

接受由所述生物传感单元反射的光，使其产生干涉并将干涉图像成像的反射臂；以及

获取干涉图像并进行后续处理的信号采集处理单元，

其特征在于，所述入射臂中依次设置有偏振激光准直装置、波片切换装置、以及扩束装置。

4.如权利要求3所述的基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测系统，其特征在于，所述偏振激光准直装置中依次设置有：半导体激光器、单模光纤、激光准直器和偏振棱镜。

5.如权利要求3所述的基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测系统，其特征在于，所述波片切换装置包括旋转电机、摆动架、波片旋转架以及两个四分之一波片，所述四分之一波片固定在波片旋转架中，所述波片旋转架安装在所述摆动架上，所述摆动架在所述旋转电机的驱动下，将两个所述四分之一波片轮流定位在光路中心，使所述四分之一波片与光轴垂直，以实现在P偏振分量和S偏振分量间轮流附加90°和-90°的相位差。

6.如权利要求3所述的基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测系统，其特征在于，所述扩束装置的扩束倍数为2-8倍。

7.如权利要求3所述的基于SPR干涉成像的生物分子相互作用的检测系统，其特征在于，其中，所述生物传感单元利用表面等离子体共振的原理，包括：直角或梯形的棱镜、传感芯片和置于所述传感芯片与所述棱镜之间的折射率匹配液，其中所述棱镜、折射率匹配液和传感芯片基底的折射率相同，且所述传感芯片表面镀有30-50nm厚的金膜。