[发明专利]一种生物分子浓度检测装置及方法

权利要求书

1.一种生物分子浓度检测装置，其特征在于，包括：激光光源、依次设置于所述激光光源产生的红外激光的光路上的多孔硅微腔、红外激光显示卡和图像采集器件，以及与所述图像采集器件连接的处理器；

所述多孔硅微腔用于承载待检测生物分子样品；

所述红外激光显示卡用于接收从所述多孔硅微腔透射出的红外激光，并将接收到的红外激光转换为可见光后输出；

所述图像采集器件用于接收所述红外激光显示卡输出的可见光，并根据所述可见光成像；

所述处理器用于获取第一灰度值和第二灰度值，并根据所述第一灰度值和所述第二灰度值获取所述待检测生物分子样品的浓度；

其中，所述第一灰度值为所述多孔硅微腔加入所述待检测生物分子样品后，所述图像采集器件采集的图像的平均灰度值，所述第二灰度值为所述多孔硅微腔未加入所述待检测生物分子样品前，所述图像采集器件采集的图像的平均灰度值。

2.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述激光光源为功率为100mW、产生激光波长为1550nm的半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述多孔硅微腔，包括：布拉格反射镜和缺陷层；

所述布拉格反射镜和所述缺陷层满足如下公式：

n_Hd_H＝n_Ld_L＝λ_C/4；

n_Cd_C＝λ_C/2；

其中，n_H为所述布拉格反射镜的高折射率层的折射率，n_L为所述布拉格反射镜的低折射率层的折射率，n_C为所述缺陷层的折射率，d_H为所述布拉格反射镜的高折射率层的厚度，d_L为所述布拉格反射镜的低折射率层的厚度；d_C为所述缺陷层的厚度，λ_C为缺陷态共振峰的波长。

4.根据权利要求3所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述多孔硅微腔的基材为晶向为100的P型单晶硅，所述多孔硅微腔透射频谱的中心波长为1550nm，所述多孔硅微腔的电阻率为0.01-0.05Ω·cm；所述高折射率层的折射率为1.52，所述低折射率层的折射率为1.21，所述高折射率层的厚度为255nm，所述低折射率层的厚度为320nm，所述缺陷层的折射率为1.21，所述缺陷层的厚度为640nm。

5.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述多孔硅微腔为经过热氧化处理、硅烷化处理、戊二醛处理的多孔硅微腔。

6.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述红外激光显示卡由红外上转换材料制作形成，所述红外上转换材料的有效转换波段为1500～1590nm。

7.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述图像采集器件为数字显微镜，所述数字显微镜的感光的波长范围为350～1050nm。

8.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述生物分子浓度检测装置还包括：测角仪；

所述多孔硅微腔固定于所述测角仪上，所述测角仪用于带动所述多孔硅微腔旋转至目标位置后固定；

其中，所述目标位置为所述多孔硅微腔透射的所述红外激光的强度最大的位置。

9.根据权利要求1所述的生物分子浓度检测装置，其特征在于，所述处理器，具体用于根据所述第一灰度值、所述第二灰度值以及公式Y＝0.58X+6.9获取所述待检测生物分子样品的浓度；

其中，Y为所述第一灰度值与所述第二灰度值的差值，X为所述待检测生物分子样品的浓度。

10.一种生物分子浓度检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的生物分子浓度检测装置，所述方法包括：

获取第一灰度值，所述第一灰度值为所述多孔硅微腔未加入待检测生物分子样品的情况下，所述图像采集器件采集的图像的平均灰度值；

获取第二灰度值，所述第二灰度值为所述多孔硅微腔加入所述待检测生物分子样品的情况下，所述图像采集器件采集的图像的平均灰度值；

根据所述第一灰度值和所述第二灰度值获取所述待检测生物分子样品的浓度。