[发明专利]一种SPR传感器和包括所述SPR传感器的SPR传感芯片、SPR检测仪及其应用

说明书

本发明提供了一种SPR传感器和包括所述SPR传感器的SPR传感芯片、SPR检测仪及其应用，属于微流控芯片技术领域；包括光学玻璃基底和蒸镀在所述光学玻璃基底表面的金属膜，所述光学玻璃基底的折射率1.51；所述金属膜不完全覆盖所述光学玻璃基底。本发明所述SPR传感器的金属膜能够直接结合微流控芯片的反应池，构成微流控一体化芯片。本发明提供的微流控一体化芯片解决了现有SPR检测仪器复杂的仪器液路系统和繁琐的维护模式，能够方便简单快速的进行复杂基质样本中单样本多指标的检测。本发明还提供了上述的产品在体外诊断检测中的应用，填补了现有疾病检测产品的市场空白。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及一种SPR传感器和包括所述SPR传感器的SPR传感芯片、SPR检测仪及其应用。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)是一种物理光学现象，其原理是指：当光线由光密介质照射到光疏介质时，在入射角大于某个特定的角度时，界面会发生全反射现象。如果在两种介质界面之间存在一定厚度的金属薄膜，那么全反射时产生的消逝波会与金属薄膜中的自由电子相互作用，激发出沿金属薄膜表面传播的表面等离子体波(Surface Plasmon Wave，SPW)。当入射光沿界面方向波矢分量与SPW的波矢相同时，即可激发表面等离子体共振现象；入射光的能量被SPW吸收，使得反射电磁波能量急剧下降，在反射光谱上可以观察到明显的吸收峰，此时入射光的角度被称作共振角(SPR角)。对于给定的表面等离子共振传感器芯片，可以通过对SPR角度的测量来表征芯片金属薄膜表面介质折射率的变化情况，从而间接的测量芯片表面介质中的溶质浓度。

现有的SPR检测仪所使用的传感器芯片和液路系统一般是分离的；样本进入芯片表面一般是通过复杂的仪器液路系统来实现。这样复杂和精细的液路系统对于复杂样本尤其是生物样本(血清、血浆、尿液)检测时候存在这交叉污染的风险；同时，过于复杂的液路系统也增加了仪器维护的时间，导致样本与样本之间的不能实现高通量的连续检测；上述种种限制了表面等离子共振检测方法在体外诊断、食品安全和环境监测方面的进一步的应用。

常规的SPR传感器的反应流池作为仪器流路系统的一部分，是与芯片分离的；使用时，一般将SPR芯片和反应流池通过机械结构压合在一起，使用后再分开。这样的操作有如下几个缺点：1.每次通过机械结构压合在一起，而机械结构压合的方式会造成软性材料的反应流池变形；从而导致每次芯片入仓后的反应流池中的反应溶液体积不一致，造成产品的性能下降，严重时候还会产生测试失败。2.由于和液路系统连接在一起，所以反应流池每次测试完成后需要复杂的清洗维护模式，造成了检测时检测时间过长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SPR传感器和包括所述SPR传感器的SPR传感芯片、SPR检测仪及其应用，本发明将SPR传感器与微液路和反应流池组合成SPR传感芯片，使用SPR传感芯片的SPR仪将不再需要复杂的液路控制，用一体化芯片代替SPR仪原有液路系统，从而取消原有SPR仪器需要繁琐的液路系统清洗和维护，从根本上简化操作。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种SPR传感器，包括光学玻璃基底和蒸镀在所述光学玻璃基底表面的金属膜，所述光学玻璃基底的折射率1.51；所述金属膜不完全覆盖所述光学玻璃基底。

优选的，所述金属膜包括上层金属膜和下层金属膜，所述上层金属膜的厚度为3～5nm，所述下层金属膜的厚度为40～50nm。

优选的，所述上层金属膜的材质包括铬、钛或氧化锌；所述下层金属膜的材质包括金或银。

优选的，当上层金属膜的材质为钛时，下层金属膜的材质为金；所述上层金属膜的厚度为4nm；所述下层金属膜层的厚度为45nm。

本发明还提供了一种SPR传感芯片，包括上述方案所述SPR传感器和接合于所述SPR传感器表面的微流路层；