一种表面等离子体共振传感器

本技术涉及表面等离子体共振检测设备，具体涉及一种表面等离子体共振传感器。

背景技术：

1、表面等离子体共振(surface plasma resonance，简写为spr)是一种光学物理现象，当光从介质入射到金属表面，金属表面的电子吸收光会产生振动，产生表面等离子体波。当表面等离子体波频率与光入射波频率一致时，两种波会产生强烈的耦合，此时入射光能量被表面等离子体波吸收，反射光的能量急剧下降，在光谱上表现为一个反射衰减的尖峰，被成为共振峰；在反射率达到最低时光的入射角度称为共振角。表面等离子体共振对金属以及金属附近介质的折射率、厚度等参数变化较为敏感，这些参数的改变同时会引发共振角度的变化，通过共振角的变化可以获得待测物的相关性质。与普通的分子相互作用的检测技术相比，表面等离子体传感器具有检测方便、灵敏度高、能实时监测等优点，spr对诸如等离子体参测器、生物传感、等离子体增强太阳能电池、光学稳定性等实际应用具有广阔的前景。

2、现有的表面等离子共振技术多数基于棱镜型传感器。光源(如激光器)发射激光，经棱镜折射后，入射光与检测芯片相互作用并产生折射光，最终折射光被探测器所接收。检测芯片表面的折射率在吸收待检分子前后会发生明显的变化，从而使得折射光的吸收光谱峰值位置和强度发生改变。这些光学信号的变化与待检分子的性质存在直接关系，由该特异性变化得出待检分子的性质。

3、但目前的棱镜型传感器还存在以下缺陷：1、棱镜大多与检测芯片、供分子溶液流动的样品池固定粘接，确保检测芯片与样品池的密封性，但是检测芯片属于损耗品，使用一段时间后需要更换，由于棱镜、检测芯片和样品池固定粘接，在更换时需将其全部更换，增加使用成本；2、现有技术中针对特殊磁性颗粒的检测手段是根据检测芯片的磁吸附能力将待检分子进行吸附，但目前采用的具有磁性的物质作为检测芯片，待检分子吸附在检测芯片上并不能自主脱离。

技术实现思路

1、本实用新型目的是提供一种表面等离子体共振传感器，该表面等离子体共振传感器结构简单，使用便捷，不但方便更换检测芯片，而且可控制待检分子与检测芯片是否脱离。

2、为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

3、一种表面等离子体共振传感器，包括底座，在底座上设有样品池和棱镜，在样品池与棱镜之间设有检测芯片，样品池具有腔室、进液口、出液口和检测口，进液口、出液口和检测口均与腔室连通，沿所述检测口外围周向开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有线圈，在所述样品池上设有割口，所述线圈的电极通过割口与外界电源相连。

4、优选的，所述线圈的厚度与所述第一凹槽的深度配合，并且线圈通过粘结剂固定，所述线圈与粘结剂结合的外端面与所述检测口的截面平齐，两个所述割口均通过粘结剂封堵。

5、优选的，在所述底座上设有与棱镜配合的第二凹槽，所述棱镜卡接在第二凹槽内，在所述棱镜的两侧分别设有定位柱，两侧定位柱的顶部均连接压紧梁，压紧梁将棱镜压紧在第二凹槽中。

6、优选的，所述定位柱连接定位板，所述定位板可将样品池卡住。

7、优选的，在所述底座上还设有第一条形孔和第二条形孔，所述进液口与进液管相连，所述出液口与出液管相连，所述进液管卡在所述第一条形孔中，所述出液管卡在所述第二条形孔中。

8、优选的，在所述样品池两侧分别设有固定耳，在固定耳上转动连接有锁紧部件。

9、优选的，所述锁紧部件包括第一连接板和与第一连接板转动连接的第二连接板，第一连接板的一端与所述固定耳转动连接，在第二连接板的一端设有挂钩，所述挂钩可通过转动第一连接板控制其钩挂在固定柱远离样品池的一端或者与固定柱脱离。

10、优选的，还包括密封圈，所述检测芯片固定在玻璃片上，密封圈设置在玻璃片与样品池之间。

11、优选的，所述检测芯片凸出于所述压紧梁。

12、优选的，所述检测芯片上依次覆有顺磁性物质颗粒层和金属薄膜，所述棱镜为三棱镜。

13、上述技术方案中，通过在检测口外围开设第一凹槽，并在第一凹槽内设有线圈，并且在样品池上设有割口，线圈的电极通过割口与外界电源相连，当检测芯片为顺磁性芯片时，即待检分子本身的磁性较弱，在使用时，需要给线圈通电，将检测芯片磁化，当检测芯片被磁化后，检测芯片的磁性增强，增加对待检分子的吸附性能，使其更容易吸附到检测芯片上，检测完成后，停止给线圈通电，检测芯片的外加磁场消失，磁性变弱，使外界待检分子便于脱离检测芯片，此时在样品池中通入不含待检分子的液体，如去离子水，将检测芯片表面粘黏的待检分子冲刷掉。通过设置线圈，可以实现对线圈通电时增强检测芯片对待检分子的吸附性能，停止对线圈通电又能使待检分子与检测芯片脱离。

14、通过在底座上设置与棱镜尺寸配合的第二凹槽，使棱镜可以恰好卡接在第二凹槽中，对棱镜起到限位作用。通过在棱镜的两侧设置定位柱，并且两定位柱的顶部均连接压紧梁，压紧梁将棱镜压紧在第二凹槽中，防止在使用过程中棱镜与第二凹槽之间产生脱离。通过在样品池两侧设置固定耳，并且锁紧部件与固定耳转动连接，锁紧部件包括第一连接板和与第一连接板转动连接的第二连接板，第二连接板的一端设有挂钩，挂钩可通过转动第一连接板控制其钩设在同侧定位柱远离样品池的一端，便于将样品池压紧在玻璃片、棱镜上。通过在样品池和棱镜之间设置密封圈，密封圈在样品池的挤压作用下既能防止玻璃片被压坏，又能避免分子的溢出。在使用时，扳动第一连接板，使挂钩脱离定位柱，此时密封圈、玻璃片均处于放松状态，玻璃片和芯片便可以轻松实现替换，不用再将棱镜、样品池一并取下，并且结构简单，使用成本降低。

技术特征：

1.一种表面等离子体共振传感器，包括底座，在底座上设有样品池和棱镜，在样品池与棱镜之间设有检测芯片，样品池具有腔室、进液口、出液口和检测口，进液口、出液口和检测口均与腔室连通，其特征在于，沿所述检测口外围周向开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有线圈，在所述样品池上设有割口，所述线圈的电极通过割口与外界电源相连。

2.如权利要求1所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述线圈的厚度与所述第一凹槽的深度配合，并且线圈通过粘结剂固定，所述线圈与粘结剂结合的外端面与所述检测口的截面平齐，两个所述割口均通过粘结剂封堵。

3.如权利要求1或2所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，在所述底座上设有与棱镜配合的第二凹槽，所述棱镜卡接在第二凹槽内，在所述棱镜的两侧分别设有定位柱，两侧定位柱的顶部均连接压紧梁，压紧梁将棱镜压紧在第二凹槽中。

4.如权利要求3所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述定位柱连接定位板，所述定位板可将样品池卡住。

5.如权利要求4所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，在所述底座上还设有第一条形孔和第二条形孔，所述进液口与进液管相连，所述出液口与出液管相连，所述进液管卡在所述第一条形孔中，所述出液管卡在所述第二条形孔中。

6.如权利要求5所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，在所述样品池两侧分别设有固定耳，在固定耳上转动连接有锁紧部件。

7.如权利要求6所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述锁紧部件包括第一连接板和与第一连接板转动连接的第二连接板，第一连接板的一端与所述固定耳转动连接，在第二连接板的一端设有挂钩，所述挂钩可通过转动第一连接板控制其钩挂在固定柱远离样品池的一端或者与固定柱脱离。

8.如权利要求7所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，还包括密封圈，所述检测芯片固定在玻璃片上，密封圈设置在玻璃片与样品池之间。

9.如权利要求8所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述玻璃片凸出于所述压紧梁。

10.如权利要求1或2所述的表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述检测芯片上依次覆有顺磁性物质颗粒层和金属薄膜，所述棱镜为三棱镜。

技术总结
一种表面等离子体共振传感器，涉及表面等离子体共振检测设备技术领域，包括底座，在底座上设有样品池和棱镜，在样品池与棱镜之间设有检测芯片，样品池具有腔室、进液口、出液口和检测口，进液口、出液口和检测口均与腔室连通，沿检测口外围周向开设有第一凹槽，第一凹槽内设有线圈，在样品池上设有割口，线圈的电极通过割口与外界电源相连。该表面等离子体共振传感器结构简单，使用便捷，不但方便更换检测芯片，而且可控制待检分子与检测芯片是否脱离。

技术研发人员：闫其庚,王斯媛,谢英,闫正,吕佳琪,刘紫倩,韩丽嫒
受保护的技术使用者：保定学院
技术研发日：20240130
技术公布日：2024/9/29