【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理，尤其涉及一种太赫兹超材料的细菌特异性检测装置及其方法。
技术介绍
1、超材料是一种由周期性排布的亚波长阵列结构组成的人工复合材料，能够实现天然材料所不具备的电磁特性。太赫兹波介于微波和红外波之间，由于能量较低，不会对生物样本造成电离损伤，同时其对大多数生物大分子的振动有着很强的响应，因此太赫兹光谱被广泛应用于生化物质检测。
2、近年来，随着微纳加工工艺的快速发展，太赫兹超材料传感器凭借其优越的性能成为太赫兹领域的研究热点。然而由于水的强吸收，上述传感器大都在n2处理的干燥环境中进行检测，但生物样本只有在液体环境中才能保持生物活性，因此传统的太赫兹超材料传感器不能准确获取生物样本活性或含量方面的相关信息，难以实现液体样本的超灵敏检测。此外，太赫兹超材料的传感原理是基于周围环境的折射率变化，所以它们往往不具备特异性识别功能，无法满足复杂样本中某一物质的单一性检测。
技术实现思路
1、针对上述现有太赫兹超材料传感装置和技术的不足，本专利技术提供了一种太赫兹超材料的细菌特异性检测装置及其方法，解决thz波段折射率传感器灵敏度不足、无特异性识别能力且受水影响较大的问题。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、提供一种太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，包括有石英盖片、pdms垫片和石英衬底，石英盖片上连接有微通道入口管道和微通道出口管道，pdms垫片呈口字形，石英盖片、pdms垫片和石英衬底形成密封的检测腔室；石
4、进一步地，椭圆柱的材质为金。
5、进一步地，椭圆柱的长半轴为l0＝61.5μm，椭圆柱的短半轴为w0＝22μm，椭圆柱的高度3μm。
6、进一步地，玻璃衬底的长度为16.7mm、宽度为15.8mm、厚度h＝500μm；两处椭圆柱的椭圆中心距离为110μm。
7、进一步地，石英衬底的长度方向为x轴方向，石英衬底的宽度方向为y轴方向；椭圆柱对在x轴上阵列设置有25排，在y轴上阵列设置有25列；椭圆柱对在x轴上的阵列间距px为220μm，椭圆柱对在y轴上的阵列间距py为180μm。
8、进一步地，两处椭圆柱长轴所在的竖向平面与对称平面之间形成旋转夹角θ为15°。
9、太赫兹超材料的细菌特异性检测装置的检测方法，包括如下步骤：
10、s1、利用微流泵将11-巯基十一酸以低流速泵入到检测腔室中，待11-巯基十一酸充分反应30分钟后，通过微流泵向检测腔室注入pbs缓冲液，泵出多余的11-巯基十一酸溶液；
11、s2、将相同体积的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)和磺基-n羟基琥珀酰亚胺注入检测腔室中，孵育一定时间以活化表面羧基，并用pbs缓冲液将多余的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)和磺基-n羟基琥珀酰亚胺洗出；
12、s3、将一定浓度的针对待测细菌的单克隆抗体通入到检测腔室中，单克隆抗体被链接到椭圆柱表面，用于特异性识别和捕获溶液中的待测细菌；
13、s4、基于抗原抗体特异性免疫反应，在功能化的椭圆柱表面加上厚度为10μm，折射率为n的待测细菌层；
14、s5、将检测装置整体移动至在太赫兹时域光谱仪中，调节太赫兹脉冲光斑使其聚焦在检测区上方，对检测腔室中的细菌浓度进行快速定量化检测。
15、本专利技术的有益效果为：
16、本专利技术了解决thz波段折射率传感器灵敏度不足、无特异性识别能力且受水影响较大的问题。通过倾斜椭圆柱对的准bic模式实现高q因子共振，并对金椭圆柱对进行表面功能化，将待测物特异性捕获到强局域电场附近，以提升传感灵敏度。检测装置中的金椭圆柱对周期阵列与微流控技术结合，能够有效减少待测液消耗量，提升太赫兹液相检测的准确性和便携性。
17、本专利技术的金椭圆柱对的准bic共振实现了超高q因子和传感灵敏度；适用于thz波段混合细菌中大肠杆菌的特异性捕获和高灵敏传感，涉及到结构表面功能化，产生准bic共振的超材料阵列和微流控组成的传感器对复杂液相环境中生化物质含量检测的方法。
18、本专利技术的超材料阵列响应频率位于thz波段，不会对待测的生物样品产生负面的电离危害；超材料阵列与微流控芯片的集成，可以实现液体生物样品的实时检测。
19、本专利技术将能俘获特定待测物的抗体修饰到金椭圆柱表面，实现了特异性检测功能；检测装置操作简单，响应速度快，生物相容性好，非常适合于生物医学传感领域。
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1.一种太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，包括石英盖片(1)、PDMS垫片(2)和石英衬底(3)，所述石英盖片(1)上连接有微通道入口管道(11)和微通道出口管道(12)，所述微通道入口管道(11)连接有微流泵，所述PDMS垫片(2)呈口字形，所述石英盖片(1)、PDMS垫片(2)和石英衬底(3)形成密封的检测腔室；
2.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述椭圆柱(31)的材质为金。
3.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述椭圆柱的长半轴为L0＝61.5μm，所述椭圆柱的短半轴为W0＝22μm，所述椭圆柱的高度3μm。
4.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述玻璃衬底的长度为16.7mm、宽度为15.8mm、厚度h＝500μm；两处所述椭圆柱的椭圆中心距离为110μm。
5.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述石英衬底(3)的长度方向为X轴方向，所述石英衬底(3)的宽度方向为Y轴方向；所
6.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，两处所述椭圆柱(31)长轴所在的竖向平面与对称平面之间形成旋转夹角θ为15°。
7.一种用于权利要求1-6任一所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置的检测方法，其特征在于，包括有如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，包括石英盖片(1)、pdms垫片(2)和石英衬底(3)，所述石英盖片(1)上连接有微通道入口管道(11)和微通道出口管道(12)，所述微通道入口管道(11)连接有微流泵，所述pdms垫片(2)呈口字形，所述石英盖片(1)、pdms垫片(2)和石英衬底(3)形成密封的检测腔室；
2.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述椭圆柱(31)的材质为金。
3.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述椭圆柱的长半轴为l0＝61.5μm，所述椭圆柱的短半轴为w0＝22μm，所述椭圆柱的高度3μm。
4.根据权利要求1所述的太赫兹超材料的细菌特异性检测装置，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王力，马佳丽，赵若茜，李顺波，徐溢，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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