[发明专利]一种THZ-SPRi生物传感系统及其负反馈算法

说明书

本发明公开了一种THZ‑SPRi生物传感系统及其负反馈算法，包括：太赫兹发射模块、传感模块、太赫兹探测模块以及信号显示模块；传感模块设置在太赫兹发射模块与太赫兹探测模块之间，太赫兹发射模块包括太赫兹发射器和设置在太赫兹发射器与传感模块之间的可调滤波器，信号显示模块分别与太赫兹探测器、可调滤波器连接，传感模块包括金属膜、生物传感芯片以及棱镜，金属膜设置在棱镜上，生物传感芯片偶联在金属膜上，太赫兹发射器发射的太赫兹光束从棱镜射入传感模块，并从棱镜折射出来。运用太赫兹表面等离子共振成像传感技术来实现对生物组织检测，在生物传感方面具有高灵敏、高通量及快速检测等性能，解决了目前SPRi传感技术存在成像速度慢的技术问题。

技术领域

本发明涉及光学传感的技术领域，尤其涉及一种THZ-SPRi生物传感系统及其负反馈算法。

背景技术

太赫兹波(Tera Hertz，THz)是一种特定波段的电磁辐射，它主要位于微波和红外辐射之间，一般指频率在0.1-10THZ范围的电磁波，波长范围为0.3-3mm，随着超快激光技术不断的成熟和商业化，众多的太赫兹脉冲辐射和探测方法被相继研究出来，由于太赫兹辐射具有宽光谱、窄脉宽、无损性、相干性、惧水性、透视性、指纹吸收谱等诸多特性，确定了它在众多工业、军事和基础研究领域都存在着巨大的发展空间。

SPR传感技术以其免标记、高时间分辨率、非入侵性、高灵敏度等优点已经成为探索分子间相互作用的重要工具，并且被广泛应用于生化分析、药物研发等领域。随着生物技术的发展，人们越来越需要能够同时对多样品经行检测的高通量传感手段。SPRi则是将传感技术与成像技术结合，提高了SPR传感通量，可以实现同时对多样品进行高通量检测。SPRi传感技术已经广泛应用于检测异性亲和力、大分子的动力学结合过程。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种THZ-SPRi生物传感系统及其负反馈算法，运用太赫兹表面等离子共振成像传感技术来实现对生物组织检测，在生物传感方面具有高灵敏、高通量及快速检测等性能，解决了目前SPRi传感技术存在成像速度慢的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种THZ-SPRi生物传感系统，包括：太赫兹发射模块、传感模块、太赫兹探测模块以及信号显示模块；所述传感模块设置在所述太赫兹发射模块与所述太赫兹探测模块之间，所述太赫兹发射模块包括太赫兹发射器和设置在所述太赫兹发射器与所述传感模块之间的可调滤波器，所述信号显示模块分别与所述太赫兹探测器、所述可调滤波器连接，所述传感模块包括金属膜、生物传感芯片以及棱镜，所述金属膜设置在所述棱镜上，所述生物传感芯片偶联在所述金属膜上，所述太赫兹发射器发射的太赫兹光束从所述棱镜射入所述传感模块，并从所述棱镜折射出来。

进一步地，所述太赫兹发射模块还包括设置在所述可调滤波器与所述传感模块之间的起偏器，所述太赫兹探测模块包括太赫兹探测器和设置在所述太赫兹探测器与所述传感模块之间的检偏器。

进一步地，所述太赫兹发射模块还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置在所述太赫兹发生器与所述可调滤波器之间。

进一步地，所述太赫兹发射器与所述孔径光阑之间设置有第一透镜，所述孔径光阑与所述可调滤波器之间设置有所述第一透镜。

进一步地，所述检偏器与所述太赫兹探测器之间设置有第二透镜，所述检偏器与所述传感模块之间设置有所述第二透镜。

进一步地，所述传感模块还包括设置在所述金属膜上的流通池、与所述流通池连通的注入管以及与所述流通池连接的蠕动泵。

进一步地，本发明第二方面提供一种THZ-SPRi生物传感系统的负反馈算法，包括步骤：

S1：设定扫描次数为n，并对所述传感模块进行大范围扫描，获得初始共振波长λ₀；

S2：选择扫描范围从λ₀-x～λ₀+x，并对所述传感模块进行扫描；