地提高了本发明提供的表面等离子体共振传感检测系统的灵敏度。
[0031]其中，所述石墨烯层402为单层石墨烯，即由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的二维碳材料，厚度为0.34nm，其具有极高的化学稳定性和良好的生物兼容性，大大提高了生物传感器的稳定性。
[0032]进一步地，所述二氟化镁层4011/金属层4012的周期数量为4-16个，通过采用不同周期数量的二氟化镁层4011/金属层4012可得到不同的灵敏度值，具体可根据实际应用选择相应周期数。
[0033]更进一步地，所述金属层4012为铜、银或铝，同样，采用不同金属层4012与二氟化镁层4011间隔叠加也会得到不同的灵敏度值，厂商可根据产品要求及生产成本灵活选择金属层4012材料。
[0034]请继续参阅图2，本发明提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统中，所述棱镜30为半球形玻璃棱镜，采用半球形玻璃棱镜可方便入射角的调控，便于实时检测不同入射角对应的反射率，具体地，所述棱镜30可为硫系玻璃(2S2G:Ge20Ga5Sbl0S65)、S1、SF11、SF10、BK7等，本发明对此不作限定。
[0035]所述光源10的发射波长为400-740nm，如采用常见的氦氖激光器作为光源10，或其他具有相同作用的设备，本发明对此不作限定。
[0036]由于只有P偏振光才能激发表面等离激元，所述偏光器20可采用偏光立方体分光器，当一束单色光垂直入射时，偏光立方体分光器只允许P偏振光通过，S偏振光全部被反射，从而得到所述光源10所发射光线中的P偏振光，当然，所述偏光器20也可为其它获取P偏振光的器件，本发明对此不作限定。
[0037]进一步地，所述金属层4012的厚度大于10nm，便于良好成膜，提高产品的性能及稳定性。
[0038]更进一步地，所述二氟化镁层4011的厚度为700-740nm，从而与不同厚度的金属层4012形成优选的厚度组合。
[0039]本发明还相应提供一种高灵敏度的传感膜，由于上文已对所述高灵敏度的传感膜进行详细描述，此处不作详述。
[0040]为进一步说明本发明所达到的技术效果，以下结合图3至图6，举具体实施例对本发明提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统的性能进行详细说明。
[0041]请参阅图3，本发明较佳实施例提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统中，所述光源10采用发射波长为632.Snm的氦氖激光器，所述棱镜30选用半球形硫系玻璃棱镜，所述样品层70的折射率为1.33，即含生物大分子的样品层70选用水溶液，所述一维金属光子晶体层401包括9个完整周期的二氟化镁层4011/金属层4012，改变入射角检测计算反射率及灵敏度。
[0042]本发明第一较佳实施例提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统中，二氟化镁层4011和金属层4012的厚度分别为740nm和10nm，所述金属层4012为铜，所测得的反射率及灵敏度随入射角变化而变化的曲线图如图4所示，从中，可清晰的看到当入射角为34.65度时，能够得到最大的灵敏度，即为1452(/单位折射率)。这与传统的基于金属金的表面等离子体共振生物传感器(最大的灵敏度约为52/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近28倍;与基于银-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(最大灵敏度约为118/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近12倍;与基于铝-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(292/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近5倍。
[0043]本发明第二较佳实施例提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统中，二氟化镁层4011和金属层4012的厚度分别为720nm和10nm，所述金属层4012为银，所测得的反射率及灵敏度随入射角变化而变化的曲线图如图5所示，从中，可清晰的看到当入射角为34.59度时，能够得到最大的灵敏度，即为846(/单位折射率)。这与传统的基于金属金的表面等离子体共振生物传感器(最大的灵敏度约为52/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近16倍;与基于银-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(最大灵敏度约为118/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近7倍;与基于铝-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(292/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近3倍。
[0044]本发明第三较佳实施例提供的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统中，二氟化镁层4011和金属层4012的厚度分别为700nm和12nm，所述金属层4012为铝，所测得的反射率及灵敏度随入射角变化而变化的曲线图如图6所示，从中，可清晰的看到当入射角为34.58度时，能够得到最大的灵敏度，即为1267(/单位折射率)。这与传统的基于金属金的表面等离子体共振生物传感器(最大的灵敏度约为52/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近24倍;与基于银-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(最大灵敏度约为118/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近11倍;与基于铝-石墨烯的表面等离子体共振生物传感器(292/单位折射率)相比，灵敏度提高了将近4倍。
[0045]综上所述，本发明提供的高灵敏度的传感膜及表面等离子体共振传感检测系统中，所述传感膜包括一维金属光子晶体层和石墨烯层，所述一维金属光子晶体层覆盖在所述石墨烯层上，所述石墨烯层覆盖样品层的一部分，所述高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统包括:光源；用于获取所述光源所发射光线中的P偏振光的偏光器；用于接收所述P偏振光，并使其投射于传感膜上的棱镜；用于会聚经传感膜反射后从棱镜出射的P偏振光的透镜;用于检测经透镜聚光后的P偏振光的光功率的检测器，本发明通过采用包括一维金属光子晶体层和石墨烯层的高灵敏度的传感膜代替传统贵金属金作为产生表面等离激元的传感膜，极大地提高表面等离子体共振传感检测系统的灵敏度，且结构简单、易于实现，无需使用传统的贵金属金，降低了生产成本。
[0046]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种传感膜，其特征在于，包括一维金属光子晶体层和石墨烯层，所述一维金属光子晶体层覆盖在所述石墨烯层上，所述石墨烯层覆盖样品层的一部分。2.根据权利要求1所述的传感膜，其特征在于，所述一维金属光子晶体层包括若干个完整周期的二氟化镁层/金属层，所述二氟化镁层与金属层间隔设置。3.根据权利要求1所述的传感膜，其特征在于，所述石墨烯层为单层石墨烯。4.根据权利要求2所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述二氟化镁层/金属层的周期数量为4-16个。5.根据权利要求2所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述金属层为铜、银或铝。6.根据权利要求2所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述金属层的厚度大于1nm07.根据权利要求2所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述二氟化镁层的厚度为700-740nmo8.—种高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的传感膜，所述高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统还包括: 光源； 偏光器，用于获取所述光源所发射光线中的P偏振光； 棱镜，用于接收所述P偏振光，并使其投射于传感膜上； 透镜，用于会聚经传感膜反射后从棱镜出射的P偏振光； 检测器，用于检测经透镜聚光后的P偏振光的光功率。9.根据权利要求1所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，还包括用于调整入射角度的旋转台，所述棱镜设置于旋转台上。10.根据权利要求1所述的高灵敏度的表面等离子体共振传感检测系统，其特征在于，所述棱镜为半球形玻璃棱镜。
【专利摘要】本发明公开了一种高灵敏度的传感膜及表面等离子体共振传感检测系统。其中，所述传感膜包括一维金属光子晶体层和石墨烯层，所述一维金属光子晶体层覆盖在所述石墨烯层上，所述石墨烯层覆盖样品层的一部分，本发明通过采用包括一维金属光子晶体层和石墨烯层的高灵敏度的传感膜代替传统贵金属金作为产生表面等离激元的传感膜，极大地提高表面等离子体共振传感检测系统的灵敏度，且结构简单、易于实现，无需使用传统的贵金属金，降低了生产成本。
【IPC分类】B32B15/04, B32B9/00, G01N21/55, B32B9/04
【公开号】CN105538812
【申请号】CN201510912909
【发明人】项元江, 吴雷明, 蒋乐勇, 徐海林, 郭郡, 伍计鹏
【申请人】深圳大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日