一种表面等离子体共振传感装置及抗生素浓度检测方法

1.本发明涉及光学检测和光学传感领域，特别涉及一种表面等离子体共振传感装置及抗生素浓度检测方法。


背景技术：

2.表面等离子体共振(surface plasmon resonance,spr)传感，是一种利用spr效应对周围环境折射率变化非常敏感的特性制作的光学传感方法。与传统的使用放射性或荧光等生物化学标记的检测传感方法相比，spr传感器通过对传感表面折射率数值的变化来判断传感器表面的生化反应，具有快速、高灵敏度、免标记、可实时监测等优点，被广泛的应用于环境监测、食品安全、医药检测等多个领域。灵敏度是spr传感器最重要的性能指标之一，它决定了传感器可以检测到的分析物的最小变化。然而灵敏度提高也意味着传感器对于环境温度变化也更加的敏感，这将严重影响传感器对于低浓度抗生素检测的准确性。
3.为了补偿温度的变化，一系列的研究工作被提出。但是，只有少量的基于棱镜耦合的spr温度补偿传感器被报道，且基本都是仿真工作。例如，lin等人仿真分析了基于棱镜耦合的spr传感器的灵敏度对温度的依赖性，但没有对温度造成的影响进行补偿。xiao等人理论上提出了角度和强度调制相结合的方法来实现温度补偿的目的，但需要两个激光器同时提供光源，系统比较复杂。luo等人在仿真中提出了角度调制和波长调制相结合的温度补偿方法。该方法需要多次调整入射光的角度，不便于实际测试。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种表面等离子体共振传感装置，具有超高灵敏度，可利用两个spr共振谷进行温度自补偿。
5.本发明的另一目的在于提供一种基于上述表面等离子体共振传感装置的抗生素浓度检测方法，提高并实现低浓度的抗生素检测的准确性。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种表面等离子体共振传感装置，包括桥楔形棱镜、光源、准直透镜组、光谱仪、红外偏振器、耦合透镜；
8.所述桥楔形棱镜具有以下结构：所述桥楔形棱镜的前表面和后表面相互平行，上表面、左侧面、右侧面均垂直于前表面；所述桥楔形棱镜的左侧面与上表面的夹角为锐角；所述桥楔形棱镜的右侧面与上表面的夹角为锐角；所述桥楔形棱镜的底部设置一个槽状开口；所述槽状开口的顶部为平面，与桥楔形棱镜的上表面呈一个夹角β，β大于0
°
；所述桥楔形棱镜的上表面镀有spr金属膜；所述槽状开口的顶部镀有反射膜；
9.从光源出射的光耦合到光纤上，并由准直透镜组进行准直，准直后的光束通过一个红外偏振器，产生一个p型偏振光，垂直于桥楔形棱镜的一个侧面以第一入射角θ1入射到spr金属膜上，形成第一共振谷；在反射膜上反射后，由于反射膜的倾斜角度β，光束以第二入射角θ2的再次入射到spr金属膜，形成第二共振谷，从而形成两个传感区域，并垂直于桥
楔形棱镜的另一侧面射出，最后通过耦合透镜耦合到接收光纤上，被光谱仪接收。
10.具体的，根据以下计算式进行温度补偿：
[0011][0012]
其中，δλ1和δλ2分别为第一入射角θ1和第二入射θ2产生的波长漂移，δn和δt分别为外界折射率的变化量和温度的变化量；m是灵敏度矩阵，其中m
ni
和m
ti
分别是spr传感器的折射率和温度灵敏度；i＝1，2。
[0013]
优选的，所述反射膜的厚度为150～250nm。
[0014]
优选的，所述反射膜为银薄膜。
[0015]
优选的，所述spr金属膜为金薄膜或银薄膜或铜薄膜。
[0016]
优选的，所述槽状开口的横截面为方形。
[0017]
优选的，所述第一入射角θ1为65
°
，且θ
1-θ2＝2β。
[0018]
一种基于所述的表面等离子体共振传感装置的抗生素浓度检测方法，包括以下步骤：
[0019]
在spr金属膜上化学修饰抗生素抗体；
[0020]
配置不同浓度的抗生素溶液；
[0021]
将不同浓度的抗生素溶液通入所述的表面等离子体共振传感装置，测试每个浓度的抗生素溶液对应的共振波长漂移量，得到共振波长总漂移量与抗生素溶液浓度的对应关系；
[0022]
将待测抗生素溶液通入所述的表面等离子体共振传感装置，测试该待测抗生素溶液对应的共振波长漂移量，根据共振波长总漂移量与抗生素溶液浓度的对应关系得到该待测抗生素溶液的浓度测试结果。
[0023]
优选的，所述在spr金属膜上化学修饰抗生素抗体，具体为：
[0024]
通入pbs缓冲液直到表面等离子体共振传感装置系统运行稳定，pbs缓冲液所产生的共振谷经过数据处理后得出其共振波长，形成一条pbs基线；pbs基线稳定后，通入mpa溶液；随后通入pbs缓冲液，洗去残留的mpa溶液；待基线稳定后通入edc/nhs溶液以活化spr金属膜表面的羧基，随后通入pbs缓冲液洗去残留的edc/nhs混合液；接着通入所需要修饰的抗生素抗体溶液，使spr金属膜表面被活化的羧基与抗体充分结合，然后通入pbs缓冲液洗去残留的抗生素抗体。
[0025]
优选的，所述测试每个浓度的抗生素溶液对应的共振波长漂移量，具体为：
[0026]
通入pbs缓冲液直至spr共振波长稳定，将此时的共振波长谱线作为本次抗原抗体特异性结合的参考基线，当参考基线稳定之后，通入不同浓度的抗生素溶液，通过比较通入抗生素溶液前后的pbs基线计算出每个浓度对应的共振波长漂移量。
[0027]
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
[0028]
(1)本发明的表面等离子体共振传感装置，具有高灵敏度及温度自补偿能力。通过调整桥楔形棱镜的入射角和倾角，在一个传感器中形成两个级联的低串扰、高灵敏的传感区域，其最高折射率灵敏度达到43166.7nm/riu。通过对两个传感区域的同时检测，结合折射率灵敏度和温度灵敏度，利用灵敏度矩阵实现温度的自补偿，补偿后的测量误差最多可
以降低两个数量级，从0.19％减少到0.007％。
[0029]
(2)本发明的表面等离子体共振传感装置，在桥楔形棱镜的上表面镀金薄膜或银薄膜或铜薄膜，可通过改变入射角实现较高的灵敏度。
[0030]
(3)本发明的抗生素浓度检测方法利用两个不同灵敏度的传感区域的互补作用实现温度自补偿，提高并实现低浓度的抗生素检测的准确性。
[0031]
(4)本发明的抗生素浓度检测方法，具有实时监测和免标记的优势。
附图说明
[0032]
图1为本发明的实施例的桥楔形棱镜的立体结构示意图。
[0033]
图2为本发明的实施例的桥楔形棱镜的主视图。
[0034]
图3为本发明的实施例的桥楔形棱镜的仰视图。
[0035]
图4为传统的楔形棱镜的示意图。
[0036]
图5为本发明的实施例的表面等离子体共振传感装置的光路图。
[0037]
图6为外界折射率为1.331时，入射角从62
°
到66
°
的仿真反射光谱图。
[0038]
图7为入射角为65
°
的情况下，au-spr模型在x方向上的电场强度分布图及二维电场强度图。
[0039]
图8为本发明的实施例的桥楔形棱镜在入射角为63
°
情况下，au-spr模型在x方向上的电场强度分布图及二维电场强度图。
[0040]
图9为本发明的实施例的桥楔形棱镜在入射角分别为65
°
，63
°
，65
°
+63
°
时，反射光谱随外界折射率的仿真变化图。
[0041]
图10为本发明的实施例的桥楔形棱镜在入射角为65
°
+63
°
时，共振波长随外界折射率变化的分段线性拟合图。
[0042]
图11为本发明的实施例的桥楔形棱镜的两个传感区域(spr-1与spr-2)的外界ri从1.331增加到1.343riu所产生的反射光谱。
[0043]
图12为本发明的实施例的桥楔形棱镜的两个传感区域(spr-1与spr-2)的外界ri从1.331增加到1.343riu时共振波长随外界ri变化的分段线性拟合图。
[0044]
图13为本发明的实施例的桥楔形棱镜在spr-1的外界ri保持1.331riu，而spr-2的从1.331增加到1.343riu时所产生的反射光谱。
[0045]
图14为本发明的实施例的桥楔形棱镜在spr-1的外界ri保持1.331riu，而spr-2的从1.331增加到1.343riu时的共振波长随外界ri变化的分段线性拟合图。
[0046]
图15为本发明的实施例的桥楔形棱镜在spr-2的外界ri保持1.331riu，而spr-1的从1.331增加到1.343riu所产生的反射光谱。
[0047]
图16为本发明的实施例的桥楔形棱镜在spr-2的外界ri保持1.331riu，而spr-1的从1.331增加到1.343riu时的共振波长随外界ri变化的分段线性拟合图。
[0048]
图17为本发明的实施例的桥楔形棱镜在不同外界ri下spr-1产生的共振波长与温度的关系图及线性拟合图。
[0049]
图18为本发明的实施例的桥楔形棱镜在不同外界ri下spr-2生的共振波长与温度的关系图及线性拟合图。
[0050]
图19为本发明的实施例的桥楔形棱镜传感器温度补偿前后的折射率比较。
[0051]
图20为本发明的实施例的桥楔形棱镜传感器温度补偿前后的测量误差的比较。
[0052]
图21为本发明的实施例的抗生素检测过程中链霉素抗体绑定过程的共振波长随时间变化的曲线。
[0053]
图22为本发明的实施例的抗生素检测过程中的共振波长随时间漂移的曲线。
[0054]
图23为本发明的实施例的抗生素检测过程中的共振波长的漂移量与链霉素浓度的关系图及指数拟合结果。
具体实施方式
[0055]
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0056]
实施例1
[0057]
本实施例中提供了一种基于小的入射角的表面等离子体共振传感装置，并通过仿真和实验证明了其灵敏度提升的可靠性。本发明实施例1的桥楔形棱镜通过在在传统楔形棱镜的底部设置一个槽状开口得到，示意图如图1～3所示，具有以下结构：桥楔形棱镜的前表面和后表面相互平行，上表面、左侧面、右侧面垂直于前表面；桥楔形棱镜的左侧面与上表面的夹角为锐角；桥楔形棱镜的右侧面与上表面的夹角为锐角；桥楔形棱镜的底部设置一个槽状开口；槽状开口的顶部11为平面，与桥楔形棱镜的上表面12呈一个夹角β，β大于0
°
；所述桥楔形棱镜的上表面镀有spr金属膜；槽状开口的顶部镀有反射膜。
[0058]
具体的，本实施例的桥楔形棱镜由k9玻璃制成，槽状开口的顶部镀上了一层厚度为200纳米的银膜层来作为反射镜。spr金属膜为金薄膜(也可以为银薄膜或铜薄膜)。
[0059]
为了实现温度补偿，需要选取两个入射角，在spr传感器上产生两个具有高灵敏度的共振谷，并且它们可以被明确区分开来。考虑到横河光谱仪的范围是(650-1700纳米)，而62
°
入射角产生的共振谷超出了光谱仪的范围，我们选择spr-2作为最小入射角63
°
所产生的共振谷。根据菲涅尔反射定律，假设第一入射角为θ1，第二入射角为θ2，楔形棱镜的倾角为β，那么θ
1-θ2＝2β，即两个入射角之差为倾角的两倍。考虑到本实施例中棱镜制作的精度，楔形棱镜的倾角设为1
°
，因此设计的桥楔形棱镜的入射角为65
°
和63
°
。传感区域的棱镜厚度设定为10毫米，两个传感区域之间的距离为14.58毫米。如图4所示，传统的楔形棱镜具有相互平行的上、下表面；相互平行的前、后表面；前、后表面垂直于上、下表面，左、右侧面为斜面，与上表面的夹角均为锐角。在相同的金属厚度和入射角的情况下，传统楔形棱镜的两个感应区之间的距离是38.97毫米。可见，本实施例的桥楔形棱镜比传统的楔形棱镜尺寸缩小了62.6％，这有利于减少生物检测所需的样品量。此外，两个桥墩的设计方便了棱镜的安装和对反射银镜进行保护。
[0060]
图5是实施例1的表面等离子体共振传感装置的光路图，包括光源1、准直透镜组2、红外偏振器3、上表面镀有spr金属膜的桥楔形棱镜4、耦合透镜5和光谱仪6；图中箭头表示光束运动的方向。具体的光路传输过程为：
[0061]
l1：从光源出射的光由光纤耦合后射出，并由准直透镜组进行准直；
[0062]
l2：准直后的光束通过一个红外偏振器产生的p型偏振光；
[0063]
l3：光束垂直于桥楔形棱镜的一个侧面侧以第一入射角θ1入射到spr金属膜上，形成第一共振谷spr-1；
[0064]
l4：在银镜上反射后，由于反射镜的倾斜角度β，光束以第二入射角θ2的再次入射
到spr金属膜，形成第二共振谷spr-2，从而形成两个传感区域；
[0065]
l5：光束垂直于桥楔形棱镜的另一侧表面射出并通过耦合透镜将出射光耦合到接收光纤上并被光谱仪接收。
[0066]
进一步的，实施例1使用有限元法对桥楔形棱镜进行以下理论及仿真分析，具体的仿真过程为：
[0067]
s1：根据光谱仪可测量范围，仿真的波长范围被设置为700～1700纳米，步长为1纳米；
[0068]
s2：根据实验选择spr金属材料为50纳米的金薄膜；
[0069]
s3：使用棱镜型的kretschmann结构，分别设置不同的入射角数值和折射率基底，得到对应的透射谱线；
[0070]
s4：由于楔形棱镜的底部存在倾角，两次入射的角度不同，所以出射光的反射率可以表示为：
[0071]
r＝r1r2ꢀꢀ
(4)
[0072]
其中r1和r2分别指p偏振光在两个传感区域的反射率。根据上述仿真过程，计算出了一系列楔形spr传感器的反射光谱，其中待测液体的折射率为1.331至1.343riu，步长为0.03riu，仿真结果见图7～8。由图可以看出，在环境折射率为1.331riu时，65
°
入射角产生的spr-1共振波长为890nm，在63
°
入射角产生的spr-2共振波长为1213nm，两个谷之间几乎没有串扰。随着外部ri的增加，spr的光谱逐渐红移，spr-1产生的共振波长从890nm漂移到1022nm，折射率灵敏度为8683.3nm/riu(1.331-1.337riu)和13266.7nm/riu(1.337-1.343riu)；而spr-2产生的共振波长从1213nm漂移到1632nm，折射率灵敏度为26666.7nm/riu(1.331-1.337riu)和43166.7nm/riu(1.337-1.343riu)。
[0073]
为了比较两种不同入射角所产生的spr灵敏度与电场的关系，用fem模拟了入射角为65
°
和63
°
，环境折射率为1.331的电场分布，如图9～10所示。在金膜和周围折射率液体的界面上存在明显的倏逝场，当spr的入射角为63
°
时，倏逝波的穿透距离为1100nm，是65
°
时的2倍。spr灵敏度的提高与待测液体内部的电磁场重叠积分的增强有关，因此，当入射角为63
°
时，spr传感器在金属界面上有更强的电场，从而导致更高的灵敏度。
[0074]
对本发明的实施例的桥楔形棱镜的折射率灵敏度检测：
[0075]
本实施例进行了三组折射率灵敏度实验来测试桥楔形棱镜传感器的性能。第一组：向spr-1和spr-2传感区域同时依次通入折射率为1.331、1.334、1.337、1.340和1.343riu的乙二醇水溶液，折射率灵敏度测试的光谱如图11所示。从测试结果可以看到，共振波长随着外界折射率的增加而红移。spr-1和spr-2的共振波长与折射率的关系并且对实验结果进行分段线性拟合如图12所示。spr-1产生的共振波长从893.9nm漂移到1018nm，折射率灵敏度为7866.7nm/riu(1.331-1.337riu)和12816nm/riu(1.337-1.343riu)；而spr-2产生的共振波长从1213nm漂移到1618nm，折射率灵敏度为24333.3nm/riu(1.331-1.337riu)和43166.7nm/riu(1.337-1.343riu)。
[0076]
第二组：将spr-1传感区域保持在水中(n＝1.331)，并向spr-2传感区域依次通入相同折射率范围的乙二醇水溶液进行测试，所得到的光谱如图13所示，其对应的共振波长与折射率的关系及分段拟合如图14所示；spr-1的共振波长是恒定的(保持在894nm)，而spr-2的共振波长从1216漂移到1627nm；折射率灵敏度为24166.7nm/riu(1.331-1.337riu)
和44333.3nm/riu(1.337-1.343riu)。
[0077]
第三组：将spr-2传感区域保持在水中(n＝1.331riu)，并向spr-1传感区域添加相同折射率范围的乙二醇水溶液进行测试，所得到的光谱如图15所示，其对应的共振波长与折射率的关系及分段拟合如图16所示。spr-2的共振波长是恒定的(保持在1214nm)，而spr-1的共振波长从894.1漂移到1036nm；折射率灵敏度为8383.3nm/riu(1.331-1.337riu)和15266.7nm/riu(1.337-1.343riu)。
[0078]
本发明的实施例1的桥楔形棱镜通过改变入射角，以简单的金膜结构实现了更高的灵敏度，优于其他方式增敏的spr传感器，如mos2双金属层、氧化石墨烯纳米片、近红外spr@65
°
和基于双曲超材料的spr传感器(表1)。
[0079]
表1不同增敏方式的spr传感器的比较
[0080][0081]
实施例2
[0082]
本实施例2中提供了一种表面等离子体共振传感装置的温度自补偿方法。例如，对本发明的实施例1中的表面等离子体共振传感装置进行温度的自补偿。
[0083]
实施例2中不同折射率下的共振波长与环境温度的关系如图17～18所示。当温度从55℃降低到25℃时，折射率为1.331riu产生的共振波长从871.3nm红移到894.6nm。共振波长和温度之间的关系几乎是线性的，而计算出的灵敏度约为-0.6757nm/℃(spr-1@1.331riu)和-1.9647nm/℃(spr-2@1.331riu)。而传感器的温度灵敏度随着折射率的增加而增加，最高达到-1.1786nm/℃(spr-1@1.343riu)和-3.6214nm/℃(spr-2@1.343riu)，这是由spr传感器在长波段的折射率灵敏度更高导致的。
[0084]
传感器的灵敏度越高，受环境温度变化的影响就越大，而桥楔形棱镜可以通过两个共振谷对温度进行补偿。从图2、4和图17～18中可以看出，由于spr共振波长对温度和折射率的灵敏度取决于入射角，所以通过测量两个不同入射角下的spr波长响应，可以确定温度和折射率的变化情况。在两个选定的入射角下，温度和折射率同时变化所导致的总波长变化表示如下。
[0085][0086]
其中，δλ1和δλ2分别对应于入射角θ1和θ2产生的波长漂移，δn和δt分别对应于外界折射率和温度的变化量。m是一个考虑了ri变化和温度变化的交叉灵敏度的满矢矩阵(灵敏度矩阵)，其中m
ni
和m
ti
(i＝1，2)分别是spr传感器的折射率和温度灵敏度。从公式(5)中，ri和温度随波长漂移的变化可以通过求逆矩阵得到。值得注意的是，这个灵敏度矩阵总是可逆的，因为spr共振波长对不同角度的ri和温度变化都有不同的灵敏度。因此，以1.331riu为例，折射率和温度的变化可以通过两个入射角的波长漂移来计算：
[0087][0088]
只要计算了两个入射角的spr波长漂移，就可以通过逆矩阵计算出折射率和温度的变化量。
[0089]
本实施例的表面等离子体共振传感装置在不同折射率下的温度自补偿过程如下：
[0090]
n1：用uv胶和玻璃片在镀有spr金属薄膜的桥楔形棱镜上制作出一个2厘米高的反应池。
[0091]
n2：将带有反应池的桥楔形棱镜放置在实施例1的表面等离子体共振传感装置的光路中。
[0092]
n3：将待测溶液在热台上加热到60℃，然后取5ml折射率溶液加入反应池中，温度从55℃降到25℃。
[0093]
n4：在测试溶液中放置一个温度计以监测实时温度，每隔5℃记录一次光谱数据。
[0094]
n5：随着温度的降低，测试溶液的折射率增加，而共振波长也会随之红移。计算两个入射角的spr波长漂移，通过公式(6)的计算出折射率和温度的变化量，完成温度的自补偿。
[0095]
如图19所示为由公式(6)计算的温度补偿后的水的折射率与温度的关系。结果表明，去离子水的ri随着温度的升高而降低，这与水的折射率的温度依赖性一致。为了进行进一步的比较，根据参考文献将水的折射率随温度变化的理论曲线计算出来。由图19可以看出，使用所提出的温度补偿方法，测量误差得到减少。为了更具体地比较，我们把误差定义为与理论值差值的绝对值。从图20的计算结果可以看出，利用两个spr共振进行温度补偿后，折射率的测量误差明显减少。例如，当温度为30℃时，计算出的测量误差从1.19
×
10-5
减少到1.00
×
10-7
riu，减少了两个数量级。
[0096]
实施例3
[0097]
在本发明实施例3中，将表面等离子体共振传感装置应用于对抗生素浓度进行检测，具体步骤如下：
[0098]
(1)在spr金属膜上化学修饰抗生素抗体
[0099]
制备好的5nmcr-50nm au的桥楔形棱镜在丙酮浸泡10分钟后用去离子水冲洗，放入无水乙醇中浸泡10分钟并用去离子水冲洗，最后用氮气吹干；将处理好的桥楔形棱镜安装到spr传感系统中。安装成功后即可进行化学修饰，首先，使用注射泵通入pbs缓冲液直到spr传感系统运行稳定，pbs缓冲液所产生的共振谷经过数据处理后会得出其共振波长，形
成一条基线。pbs基线稳定后，以50μl/min的流速向微流通道中通入10mm的mpa溶液10分钟。随后以50μl/min的流速通入10分钟的pbs缓冲液，洗去微流通道中残留的mpa溶液。待基线稳定后以50μl/min的流速通入edc/nhs溶液10分钟，此溶液由0.4medc与0.1m nhs等体积混合配置而成，作用是活化spr金属膜表面的羧基，随后通入pbs缓冲液洗去残留的edc/nhs混合液。接着以50μl/min的流速通入所需要修饰的兔抗链霉素抗体溶液或链霉素溶液20分钟，使spr金属膜被活化的羧基与抗体充分结合，然后通入pbs缓冲液洗去残留的链霉素抗体。通入1m的乙醇胺溶液20分钟，从而封闭未与抗体结合的活性位点，最后通入pbs缓冲液洗去残留的乙醇胺溶液使基线稳定。
[0100]
链霉素抗体绑定过程的共振波长随时间变化的曲线如图21所示。可以看出，当链霉素抗体进入spr金属膜表面时，共振波长会快速红移，这是由链霉素抗体与pbs的折射率差导致的。随着时间的推移，共振波长缓慢红移，直至达到稳定，这是因为链霉素抗体与spr金属膜上存在着活化的羧基集合，并在通入链霉素抗体后的15分钟左右趋于稳定，达到饱和状态。然后通入pbs缓冲液，将残留的抗体溶液冲洗干净，导致共振波长发生蓝移，随后通入乙醇胺溶液封闭未结合的活化位点。
[0101]
(2)测试每个浓度的抗生素溶液对应的共振波长漂移量
[0102]
配置不同浓度的链霉素溶液，将链霉素粉末溶解在pbs缓冲液中，稀释成0.2、0.5、1、5、20、100、200、500μg/ml的链霉素溶液。
[0103]
首先，通入pbs缓冲液直至spr共振波长稳定将此时的共振波长谱线作为本次抗原抗体特异性结合的参考基线，当参考基线稳定之后，将不同浓度的链霉素溶液从低到高以50μl/min的流速通入10min，随后用pbs洗去残留的链霉素溶液。检测过程中的共振波长随时间漂移的曲线如图22所示。
[0104]
(3)将待测抗生素溶液通入所述的表面等离子体共振传感装置，测试该待测抗生素溶液对应的共振波长漂移量，根据共振波长总漂移量与抗生素溶液浓度的关系得到该待测抗生素溶液的浓度测试结果。
[0105]
在上述检测过程中，由图22中的时间-共振波长曲线可以看出，通入链霉素溶液后，由于链霉素会与绑定在spr金属膜上的抗体结合，导致spr金属膜表面的折射率增大，共振波长发生红移。然而，从图可以看出，当链霉素浓度低于1μg/ml时，共振波长只有轻微的红移，这是因为链霉素的分子量很小，只有581da。当链霉素浓度较低时，结合在spr金属膜上的链霉素所产生的折射率变化较少，导致共振波长漂移量较小；当链霉素的浓度大于5μg/ml时，共振波长才开始有明显的漂移。在通入pbs冲洗后，共振波长会产生蓝移现象，这是由于pbs把物理吸附在spr金属膜表面的链霉素冲洗掉，但共振波长并没有完全回落到通入链霉素前的状态，说明抗原抗体已经发生了特异性结合。通过比较通入链霉素前后的pbs基线可以计算出每个浓度对应的共振波长漂移量，如0所示，并做出共振波长总漂移量与链霉素浓度的关系图，如图23所示。可以看出随着链霉素浓度的增加，共振波长的漂移量也随之增大，根据光谱仪的最小分辨率为0.03nm，通过指数拟合可以计算出在65
°
入射角的传感系统检测链霉素的检测限(lod)为1.291μg/ml。
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表2不同浓度链霉素产生的共振波长漂移量
[0107][0108]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。