[发明专利]基于外场调制的表面等离子体共振检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于外场调制的表面等离子体共振检测系统，包括：

平行光输出装置，用于提供平行光束；

可调谐SPR生物芯片，用于反射或透射平行光；

光耦合器，用于将平行光耦合进入可调谐SPR生物芯片；

样品池，该样品池置于所述可调谐SPR生物芯片之上，用于容纳样品溶液；

光探测器，用于检测可调谐SPR生物芯片反射或透射光光强；

场发生器，用于生成作用于所述可调谐SPR生物芯片的外场；以及

控制系统，用于完成外场扫描，确定两个调制外场，并分别在两个调制外场的作用下进行强度检测标定系统灵敏度，并根据所述系统灵敏度对未知样品进行强度检测得出检测结果。

2.根据权利要求1所述的表面等离子体共振检测系统，其特征在于，所述可调谐SPR生物芯片包括可调谐介质层，所述可调谐介质层采用电光材料、磁光材料、热光材料或者声光材料。

3.根据权利要求1所述的表面等离子体共振检测系统，其特征在于，所述可调谐SPR生物芯片采用耦合等离子体波导共振生物芯片或者波导耦合表面等离子体共振生物芯片；所述控制系统还用于根据外场扫描的结构，在共振峰位置的两侧线性区域分别选择一个外场值作为所述在两个调制外场的取值。

4.一种基于外场调制的表面等离子体共振检测方法，包括下列步骤：

1)在可调谐SPR生物芯片上的样品池中通入折射率或浓度已知的第一样品溶液，在一定检测角度下完成外场扫描，确定两个调制外场；

2)分别在两个调制外场的作用下进行强度检测，更换折射率或浓度已知的第二样品溶液再次进行强度检测，计算在两个调制外场的作用下的两次强度检测结果之差从而标定系统灵敏度；

3)在可调谐SPR生物芯片上的样品池中通入待测样品溶液，分别在步骤1)所确定的两个调制外场下的作用下完成待测样品的强度检测，再根据步骤2)所标定的系统灵敏度得到待测样品溶液的折射率或浓度。

5.根据权利要求4所述的表面等离子体共振检测方法，其特征在于，所述步骤1)包括下列子步骤：

11)在可调谐SPR生物芯片上的样品池中通入折射率或浓度已知的样品溶液，在一定检测角度下完成外场扫描，得出反射光随外场变化的表面等离子体共振曲线；

12)在所述表面等离子体共振曲线中找出共振峰所对应的共振外场值，选择所述共振外场值两侧的两个外场值作为调制外场值。

6.根据权利要求5所述的表面等离子体共振检测方法，其特征在于，所述步骤11)中，所述一定检测角度的获取包括下列子步骤：

111)在不加外场时，得出反射光随检测角度变化的表面等离子体共振曲线；

112)在共振峰所对应的检测角度区间内，确定一个检测角度作为完成所述外场扫描的一定检测角度。

7.根据权利要求5所述的表面等离子体共振检测方法，其特征在于，所述步骤12)中，所述调制外场值位于所述表面等离子体共振曲线共振峰两侧的线性区域。

8.根据权利要求4所述的表面等离子体共振检测方法，其特征在于，所述步骤2)包括下列子步骤：

21)对可调谐SPR生物芯片上的样品池中折射率或浓度已知的第一样品溶液，分别在两个调制外场F1和F2作用下，测出对应的反射光光强I₁、I₂；

22)在可调谐SPR生物芯片上的样品池中通入折射率或浓度已知的第二样品溶液，在两个调制外场F1和F2作用下，测出对应的反射光光强I′₁、I′₂；

23)由I₁、I₂和I′₁、I′₂得到信号变化的总和ΔI，根据第一样品溶液、第二样品溶液的折射率差Δn或者浓度差ΔC，得到检测灵敏度S＝ΔI/Δn或S＝ΔI/ΔC。