[发明专利]基于表面等离子体共振的有机磷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化学检测领域，特别涉及基于表面等离子体共振的有机磷检测方法。

背景技术

生物化学检测在医疗、环保、生物、食品检测等直接关系人类生存发展的诸多领域都有着重要作用。近年来，随着对痕量、微量样品的检测需求的不断提出，对特殊物质、成分、状态等被测对象的不断扩展，传统的检测技术已无法满足需求。

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，简称“SPR”)是一种物理光学现象，由入射光波和金属表面的自由电子相互作用而产生。当入射光线从光密介质照射到光疏介质时，在入射角大于临界角时，会发生全反射现象。如果在两种介质界面之间存在几十纳米的金属薄膜，则全反射时产生的消逝波的P偏振分量(P波)会进入金膜，与金膜中的自由电子相互作用，激发出沿金膜表面传播的表面等离子体波(Surface Plasmon Wave，SPW)。当入射角的角度或波长为某一特定值时，消逝波与表面等离子体将发生能量耦合产生共振，入射光的能量将被转移到表面等离子体上，导致反射光能量急剧下降，在反射光谱上产生共振吸收峰，此时入射光的角度或波长称为SPR共振角或共振波长。共振角或共振波长与金膜表面介质的折射率密切相关，而折射率的变化又与金表面结合的分子质量成正比，据此，可对金膜表面结合的待测物进行检测和分析。

如图1所示，在传感器101金膜102表面上固定抗体103(生物识别分子)，然后使游离的抗原104缓缓通过流通池，入射光106透过棱镜105和传感器101打到金膜102表面，检测反射光107，得到SPR图谱。光在基底111界面处发生全内反射时的消逝波110与金属表面的自由电子，在振荡在金属接近样品108的表面上形成电子疏密波(即表面等离子体波109)，当消逝波110和表面等离子体波109的频率和波数相等时，发生表面等离子体共振，使光信号得到增强。当抗原抗体发生特异性结合时，SPR的共振角就会随之发生改变，并且随着反应时间的改变共振角也会发生相应的改变，直至抗原-抗体反应达到平衡，共振角也不会再发生改变，故通过SPR反射光谱的共振峰的变化可对抗原进行高灵敏度的检测。在实际检测中，将待测液通过流通池，分析在抗原抗体发生特异性结合之前和之后的SPR图谱中共振峰是否发生偏移，可以确定待测液中是否含有能与抗体发生特异性结合的抗原，而且根据偏移程度，可以确定待测液中能与抗体发生特异性结合的抗原的浓度。但是，目前采用SPR技术进行生物分子检测和分析的仪器为获得高精度及自动化检测能力，其光学系统、自动进样系统较为复杂，且存在体积大、成本高的缺点，限制了它们的推广运行。而一些小型仪器，如生物传感器和微射流系统SensiQ，通常是半自动的，无法实现自动检测，而且该仪器的传感器拆卸不方便，流通池固定不紧时容易漏液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于表面等离子体共振的有机磷检测方法，使得在基于SPR技术的有机磷检测中不用棱镜进行分光，不采用流通池进行进样，从而缩小仪器体积，实现仪器小型化。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于表面等离子体共振的有机磷检测方法，包含以下步骤：

S1.提供一免疫传感芯片；其中，所述免疫传感芯片包含光子晶体结构基底、覆盖在所述基底上的金属膜以及键合在所述金属膜上的有机磷抗体OPs-Ab；

S2.将有机磷样品液结合到所述免疫传感芯片上，所述有机磷样品液中的有机磷抗原OPs-Ag与所述OPs-Ab结合，在所述免疫传感芯片上形成样品膜；

S3.将可见光或红外光以预设的入射角透过所述样品膜打在所述免疫传感芯片上，检测通过所述免疫传感芯片上的光子晶体结构反射回来的光，获得测量SPR图谱；

S4.将所述测量SPR图谱与基准SPR图谱进行比较，根据吸收峰是否有偏移，确定所述有机磷样品液中是否含有有机磷；根据吸收峰的位移量，确定有机磷的浓度。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过将有机磷样品液结合到键合了有机磷抗体OPs-Ab的免疫传感芯片上，有机磷样品液中的有机磷抗原OPs-Ag与OPs-Ab结合，在免疫传感芯片上形成样品膜；将可见光或红外光以预设的入射角透过样品膜打在免疫传感芯片上，检测通过免疫传感芯片上的光子晶体结构反射回来的光，获得测量SPR图谱；将测量SPR图谱与基准SPR图谱进行比较，根据吸收峰是否有偏移，确定有机磷样品液中是否含有有机磷；根据吸收峰的位移量，确定有机磷的浓度。使得在基于SPR技术的有机磷检测中不用棱镜进行分光，不采用流通池进行进样，从而缩小仪器体积，实现仪器小型化。