快速SPR检测系统

本技术属于生物检验检测，具体涉及一种快速spr检测系统。

背景技术：

1、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(au或ag)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。

2、在现有的生物分子检测技术中，表面等离子共振(spr)检测技术具有前处理方法简单、无须标记、高灵敏度、实时动态检测、自动化程度高、样品用量少等特征，已成为分析生物分子间相互作用的新型生化检测技术，可广泛应用于免疫学、蛋白质组学、药物筛选、细胞信号转移等领域，具有非常好的临床发展潜能。

3、现有技术中的spr检测方法及系统，大多采用让待测物与spr芯片表面自然结合的方式实现检测，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

1、本实用新型意在提供一种快速spr检测系统，以解决传统spr检测系统中生物结合反应时间过长，使结果不准确的技术问题。

2、本实用新型中的快速spr检测系统，包括用于spr检测的基础平台，该基础平台中的棱镜上耦合有生物传感芯片；

3、所述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；

4、还包括与所述金属膜电性连接的交流电信号源，用于向所述电极阵列施加能产生交流电动效应的交流电信号。

5、进一步的：所述金属膜的厚度为50-100nm。

6、进一步的，所述金属膜为叉指电极对形式的金属膜。

7、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。

8、进一步的，所述金属膜镀于所述棱镜的底面上。

9、进一步的，所述生物传感芯片包括一透明材质基片，所述金属膜镀于所述透明材质基片的一侧表面上，所述透明材质基片与金属膜相对的一侧表面耦合在所述棱镜的底面上。

10、进一步的，所述透明材质基片的折射率与所述棱镜的折射率基本一致。

11、进一步的，所述棱镜和透明材质基片的材质为k9玻璃。

12、进一步的，所述透明材质基片与所述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。

13、进一步的，所述交流电信号源为阻抗分析仪。

14、本实用新型中的快速spr检测系统，在实施spr检测时，利用对电极阵列施加交流信号，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。

15、在实用新型的一些实施例中，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测试)，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。

技术特征：

1.快速spr检测系统，包括用于spr检测的基础平台，该基础平台中的棱镜上耦合有生物传感芯片；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属膜的厚度为50-100nm。

3.根据权利要求1所述的系统，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所述的系统，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。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属膜镀于所述棱镜的底面上。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物传感芯片包括一透明材质基片，所述金属膜镀于所述透明材质基片的一侧表面上，所述透明材质基片与金属膜相对的一侧表面耦合在所述棱镜的底面上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述透明材质基片的折射率与所述棱镜的折射率基本一致。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述棱镜和透明材质基片的材质为k9玻璃。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述透明材质基片与所述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。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流电信号源为阻抗分析仪。

技术总结
本技术涉及生物检验加测技术领域，具体公开了一种快速SPR检测系统，包括用于SPR检测的基础平台，该基础平台中的透镜上耦合有生物传感芯片；所述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；还包括与所述金属膜电性连接的交流电信号源，用于向所述电极阵列施加能产生交流电动效应的交流电信号。该系统解决了传统SPR检测系统中生物结合反应时间过长，使结果不准确的技术问题。

技术研发人员：林晓钢,王珂,谢明娜,杨梦洁,时想,罗春风
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/13