一种小型化SPR生物传感器的设计与实现.pdf

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1、2013年第32卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)109一种小型化SPR生物传感器的设计与实现曾祥华，杨军，田浩，刘琳琳，胡宁(重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室视觉损伤与再生修复重庆市重点实验室。重庆400030)摘要：介绍了一种采用不规则四边形棱镜设计的小型化表面等离子体共振(SPR)生物传感器。棱镜结构与已有的TISpreeta传感器类似，但是在尺寸、光学性能等方面做了较大优化。新研制的SPR传感器在光学检

2、测精度和系统集成性等方面也有了很大提高。在光路设计中，采用波长为630nm的宽光束红光LED作为光源，5000像素点线阵CCD作为光电检测器，光学检测效果要大大优于TISpreeta波长为830nm的近红外光源和128像素点的线阵硅光二极管。在光路优化的同时，系统集成了流动控制模块、信号采集处理模块，形成了一个可实现生物大分子相互作用分析的集成小型化SPR检测装置。利用空气、水及乙醇等进行的SPR实验表明：该装置能够对单一样本进行精确检测，共振角的检测精度高达0．01。，且检测结果线性度高，稳定

3、性好，单一样本的检测偏差小于0．5％。关键词：光路；传感芯片；表面等离子体共振；生物传感器；小型化中图分类号：Q813．2文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)04-0109-04DesignandrealizationofaminiaturizedSPRbiosensorZENGXiang—hua，YANGJun，TIANHao，LIULin—lin，HUNing(KeyLaboratoryofBiorheologicalScienceandTechnology，Ministr

4、yofEducation，KeyLaboratoryofVisionLoss，RegenerationandRestorationofChongqing，SchoolofBi0engineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Aminiaturizedsurfaceplasmonresonance(SPR)biosensordesignedusingirregularquadrangularprismisintroduc

5、ed．ThestructureofthisprismissimilartothatusedinthepreviousTISpreetasensor，butitssizeandopticalpropertiesareoptimized．ItsopticaldetectingprecisionandsystemintegrationarealsogTeatlyimproved．Inopticalpathdesign，awidelightbeamredLEDwith630nmwavelengthand

6、lineararrayCCDwith5000pixelpointsareadoptedaslightsourceandphotoelectricdetector，respectively，anditsopticaldetectingeffectispriortothenearinfraredlightsourcewith830nmwavelengthandthelineararraysiliconLEDwith128pixelpointsusedintheTISpreetasensor．Besi

7、desoftheoptimizationofopticalpath，flowingcontrolmoduleandsignalacquisitionprocessingmoduleareintegratedtoformanintegratedandminiaturizedSPRdetectingdeviceforanalysisoftheinteractingbetweenbiologicalmacromoleeules．SPRexperimentsaboutair，waterao(tethan

8、olareimplementedinthisnewdevice，andexperimentalresultsshowthataccuratedetectiononsinglesamplecanbeachieved，andthedetectingprecisionoftheresonanceangleis0．01。，moreover，thedetectingresultshashighlinearityandgoodstability．andthedetectingdeviationislesst