[发明专利]一种同时监测溶液变化和传感器固/液界面变化的检测装置

说明书

本发明公开了一种同时监测溶液变化和传感器固/液界面变化的检测装置，包括光源单元、传感单元、检测单元和显示单元，所述传感单元设于光源单元与检测单元之间，所述检测单元与显示单元电连接；所述传感单元包括透明样品池和集成在透明样品池上的LSPR传感基底；所述光源单元、LSPR传感基底和检测单元在同一光路上；所述光源单元为检测装置提供光信号，光穿过透明样品池中的待测溶液后，再穿过LSPR传感基底到达检测单元，检测单元将采集到的光信号输出到显示单元中用于输出检测结果。

技术领域

本发明涉及光学检测仪器技术领域，更具体地，涉及一种同时监测溶液变化和传感器固/液界面变化的检测装置。

背景技术

检测溶液中的固体表面变化过程是研究固体表面性质必要的检测手段之一，在生物材料领域、传感领域、植入器械等中应用十分广泛。例如，将溶液中的生物分子或聚合物通过吸附、粘结、枝接等方式束缚在固体表面可以极大程度改变固体表面的生物学性能，如生物相容性、抗菌性、生物催化等。对吸附过程精确控制的必要手段是对其过程的深入检测研究。

目前检测固体材料表面吸附过程的主要技术为表面等离子共振(Surfaceplasmon resonance，SPR)技术以及石英晶体微天平技术(Quartz crystal microbalance，QCM)。SPR是入射光照射到负、正介电常数材料间的界面处时，在金属材料内会同时存在倏逝波和等离子体波，两者之间相位匹配时发生的耦合共振。发生SPR现象时，入射光能量将被金属材料表面电子急剧吸收，反射光能量显著下降，SPR现象对金属膜外侧的介质介电常数变化极其敏感，故可以通过SPR技术检测生物分子或聚合物黏附在传感器表面后光学性质变化。QCM的核心是石英晶体传感器。当传感器两端施加电压时，石英晶体会在共振频率处引发一个小的剪切振动。如果晶体表面上吸附一层物质，晶体的振动就会减弱，并且这种振动的减弱或者频率的降低会随着物质的厚度和密度变化而变化，故可以通过QCM检测生物分子在传感器衬托表面的吸附重量变化。SPR技术和QCM技术分别从光学性质和声学性质角度研究对象相对于衬托背景的变化，但目前两种检测技术均无法同时检测溶液中的变化及传感表面的变化。中国专利CN109975249A公开了一种基于有序纳米结构阵列的LSPR传感装置，能够将细胞-基底接触面积的信号实时地转化为LSPR光谱强度信号，从而实现对细胞黏附和铺展全过程的原位实时监测，且细胞-基底接触面积的信号与LSPR光谱强度信号线性相关，进而对细胞黏附和铺展全过程具有半定量监测功能。但是其仅能监测传感器表面变化，无法实现同时检测溶液中的变化及传感表面的变化的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种同时监测溶液变化和传感器固/液界面变化的检测装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种同时监测溶液变化和传感器固/液界面变化的检测装置，包括光源单元1、传感单元2、检测单元3和显示单元4，所述传感单元2设于光源单元1与检测单元3之间，所述检测单元3与显示单元4电连接；所述传感单元2包括透明样品池21和集成在透明样品池21上的LSPR传感基底22；所述光源单元1、LSPR传感基底21和检测单元3在同一光路上；所述光源单元1为检测装置提供光信号，光穿过透明样品池21中的待测溶液后，再穿过LSPR传感基底22到达检测单元3，检测单元3将采集到的光信号输出到显示单元4中用于输出检测结果。