一种用于SPR检测的生物传感芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及生物检验检测技术领域，具体公开了一种用于SPR检测的生物传感芯片，包括，用于承载待测物质的金属膜，该金属膜与透光介质建立有一用于SPR检测的透光介质

【技术实现步骤摘要】
一种用于SPR检测的生物传感芯片


[0001]本技术属于生物检验检测
，具体涉及一种用于SPR检测的生物传感芯片。

技术介绍

[0002]现有技术中的用于SPR检测的生物传感芯片，采用的是整块的金属膜，仅仅允许待测物与SPR芯片表面自然结合，其花费时间长，通常要为2小时以上，检测期间由于气温等外界环境影响对实验结果影响很大，同时时间过长会让溶液蒸发导致实验失败。

技术实现思路

[0003]本技术意在提供一种用于SPR检测的生物传感芯片，以解决传统SPR检测中生物结合反应时间过长，使结果不准确的技术问题。
[0004]本技术中的用于SPR检测的生物传感芯片，包括，用于承载待测物质的金属膜，该金属膜与透光介质建立有一用于SPR检测的透光介质
‑
金属膜交界面，所述金属膜为电极阵列形式的金属膜，所述电极阵列连接至一交流电信号源。
[0005]进一步的，所述金属膜的厚度为50
‑
100nm。
[0006]进一步的，所述金属膜为叉指电极对形式的金属膜。
[0007]进一步的，所述叉指电极对包括了两组接触电极部分和叉指电极部分，其中叉指电极部分为多条平行的条状电极，这些条状电极的一端连接在接触电极部分，所述接触电极部分则用于连接交流电信号源；两组接触电极部分各自连接的叉指电极部分相互间交错设置。
[0008]进一步的，所述金属膜镀于SPR检测系统中的棱镜的上。
[0009]进一步的，所述金属膜镀在透明材质基板一侧，所述透明材质基板的另一侧耦合在SPR检测系统中的棱镜上。
[0010]进一步的，所述透明材质基片的材质为K9玻璃。
[0011]进一步的，所述透明材质基片与测试所用的棱镜通过折射率匹配液粘接，所述折射率匹配液的折射率与透明材质基片或所述棱镜的折射率基本一致。
[0012]进一步的，所述交流电信号源为阻抗分析仪。
[0013]本技术中的SPR检测的生物传感芯片的工作原理及有益效果在于，首先对金属膜实施针对待测物质的功能化，而在实施SPR检测时，再对电极阵列中的电极施加交流信号，在其表面激发交流动电效应(ACEK)，从而加速电极表面对待测物质的富集，加快待测物质在功能化了的电极表面的固定速度，进而达到缩短SPR检测整体耗时的效果，避免了传统SPR检测系统中生物结合反应时间过长，检测期间由于气温等外界环境影响对实验结果影响很大，同时时间过长会让溶液蒸发导致实验失败等问题，提高了SPR检测的准确性。
[0014]在技术的一些实施例中，利用阻抗分析仪作为交流电信号源，进而还可以利用阻抗分析仪测量的交界面电容数据完成基于ACEK效应的浓度测试(简称ACEK检测)，ACEK
测试与SPR测试会同时得到光谱数据以及交界面电容数据，两种数据既独立成立又可以互相补充，阻抗分析仪得到的电容数据可以反映样品浓度，于是两种测试方法可以相互验证，对于同一样品检测，可以通过光学系统测得的SPR共振波长与样品浓度关系和电学系统测得的交界面电容变化率与样品浓度关系共同进行分析，使得检测结果更加可靠；另外，在实验中出现问题时可以互相对照，更容易找出问题所在。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例中的快速SPR检测系统的示意性逻辑框图。
[0016]图2为本技术实施例中的电极阵列形式的金属膜的结构示意图。
[0017]图3为本技术实施例中的棱镜与用于SPR检测的生物传感芯片的耦合方式示意图。
[0018]图4为本技术实验例中的快速SPR检测系统的结构示意图。
[0019]图5为本技术实验例中的光路示意图。
[0020]图6为本技术实验例中得到的生物传感时序测试图。
[0021]图1中的附图标记包括，01
‑
光源，02
‑
R1宏观角分辨光谱测量仪，03
‑
棱镜，04
‑
阻抗分析仪，05
‑
光纤光谱仪，06
‑
电脑；
[0022]图2中的附图标记包括，01
‑
接触电极部分，02
‑
叉指电极部分。
具体实施方式
[0023]本实施例中的用于SPR检测的生物传感芯片，应用于一快速SPR检测系统，该系统基本如图1所示，基于典型的棱镜耦合型SPR检测基础平台结构，包括光源、R1宏观角分辨光谱测量仪、耦合有用于SPR检测的生物传感芯片的棱镜、光纤光谱仪和电脑，除此之外还增加了阻抗分析仪。
[0024]光源，用于产生不同频率、不同功率的入射光。
[0025]R1宏观角分辨光谱测量仪，是本实施例中SPR检测基础平台中的光学平台，用于搭载耦合有生物传感芯片的棱镜；光源通过光纤连接到R1宏观角分辨光谱测量仪的入射端上。
[0026]光纤光谱仪，通过光纤连接到R1宏观角分辨光谱测量仪的出射端上，用于接收光信号并进行数据测量；
[0027]电脑与光纤光谱仪连接，用于从光纤光谱仪获取数据并进行处理。
[0028]光学表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)是一种光学物理现象，当一束P偏振光在一定的角度范围内入射至透光介质与金属膜的交界面时，该交界面上会产生表面等离子波。当入射光波的传播常数与表面等离子波的传播常数相匹配时，会引起金属膜内自由电子产生共振，即表面等离子共振。利用SPR检测方法进行检测分析时，先在SPR生物传感芯片的金属膜上固定一层生物分子识别膜，然后将待测样品流过金属膜表面，若样品中有能够与金属膜表面的生物分子识别膜相互作用的分子，则会引起金膜表面折射率变化，最终导致SPR角变化，通过检测SPR角度变化，获得被分析物的浓度、亲和力、动力学常数和特异性等信息。
[0029]本实施例中所建立的用于SPR检测的透光介质
‑
金属膜交界面为棱镜
‑
金属膜交界
面(Kretschmann结构)，根据现有的SPR检测技术以及SPR检测的原理可知，本技术的另一些实施例中，允许建立各种可以产生SPR效应的透光介质
‑
金属膜交界面进而被用于SPR检测，例如棱镜
‑
间隙
‑
金属膜交界面(Otto结构)、光纤
‑
金属膜交界面(光纤型衰减全反射耦合)、光波导
‑
金属膜交界面(光波导型衰减全反射耦合)等，这些交界面设置所对应的基础检测系统较为现有，在此不按，而这些实施例中的用于承载待测物质的金属膜均为电极阵列形式的金属膜，因此皆不被排除在本技术所要保护的范围之外。
[0030]本实施例中，生物传感芯片上用于承载待测物质的金属膜为电极阵列形式的金属膜，并且，本实施例中采用一阻抗分析仪与金属膜电性连接，用于向电极阵列施加能产生交流电动效应的交流电信号，同时测量生物传感芯片的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于SPR检测的生物传感芯片，包括，用于承载待测物质的金属膜，其特征在于，该金属膜与透光介质建立有一用于SPR检测的透光介质
‑
金属膜交界面，所述金属膜为电极阵列形式的金属膜，所述电极阵列连接至一交流电信号源。2.根据权利要求1所述的生物传感芯片，其特征在于，所述金属膜的厚度为50
‑
100nm。3.根据权利要求1所述的生物传感芯片，其特征在于，所述金属膜为叉指电极对形式的金属膜。4.根据权利要求3所述的生物传感芯片，其特征在于，所述叉指电极对包括了两组接触电极部分和叉指电极部分，其中叉指电极部分为多条平行的条状电极，这些条状电极的一端连接在接触电极部分，所述接触电极部分则用于连接交流电信号源；两组接触电极部分各自连接的叉指电极部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓钢，王珂，谢明娜，杨梦洁，时想，罗春风，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：