專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于波導(dǎo)耦合表面等離子共振的降低背景影響的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器及傳感技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于波導(dǎo)耦合表面等離子共振的降低背景影響的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
金屬或半導(dǎo)體材料的表面電子行為類(lèi)似于自由電子氣體。表面等離子波是由金屬表面的自由電荷集體振蕩形成的，沿金屬和電介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ恼駝?dòng)。表面等離子波存在于兩種介電常數(shù)符號(hào)相反(一般為金屬與介質(zhì))的介質(zhì)交界面上。其場(chǎng)強(qiáng)在交界面處達(dá)到最大，并且在界面兩側(cè)沿垂直于界面的方向呈指數(shù)式衰減，從而場(chǎng)被限制在界面附近。表面等離子共振(SPR)是一種物理光學(xué)現(xiàn)象，準(zhǔn)直入射光束中垂直于介質(zhì)表面的波矢分量激發(fā)金屬表面電子振蕩形成倏逝波，當(dāng)光束平行于介質(zhì)界面的波矢分量與表面等離子波的傳播常數(shù)匹配時(shí)，光束能量就能通過(guò)倏逝波耦合進(jìn)入介質(zhì)界面形成表面等離子波，反射光能量減弱。當(dāng)準(zhǔn)直光束滿(mǎn)足一定波長(zhǎng)和入射角度條件時(shí)，光束耦合進(jìn)入表面等離子波的能量比例最大，反射光能量最弱，同時(shí)相位產(chǎn)生延遲，形成表面等離子共振，此時(shí)產(chǎn)生表面等離子共振的光波波長(zhǎng)稱(chēng)為共振波長(zhǎng)，光波入射角度稱(chēng)為共振角度，同時(shí)在反射光強(qiáng)的響應(yīng)曲線上看到一個(gè)反射光強(qiáng)度衰減的尖峰，這個(gè)尖峰稱(chēng)為共振峰。因此，表面等離子共振的產(chǎn)生受入射光波，金屬薄膜和薄膜附近介質(zhì)的特性的影響。當(dāng)金屬薄膜附近介質(zhì)的折射率、厚度等參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，相應(yīng)引起表面等離子波的傳播常數(shù)的變化，進(jìn)而導(dǎo)致光波與表面等離子波的耦合特性變化，表現(xiàn)為耦合共振條件的改變， 如共振角度、共振波長(zhǎng)、強(qiáng)度、相位的變化。利用這些變化來(lái)檢測(cè)待測(cè)物的物理參數(shù)變化，是表面等離子共振傳感器的基礎(chǔ)。根據(jù)所測(cè)量的光學(xué)參數(shù)的不同，表面等離子共振傳感器檢測(cè)技術(shù)分為角度、波長(zhǎng)、強(qiáng)度或者相位測(cè)量。波導(dǎo)耦合表面等離子共振是在傳統(tǒng)的棱鏡耦合表面等離子共振傳感器的結(jié)構(gòu)上， 將原來(lái)的單層金屬薄膜結(jié)構(gòu)變成金屬薄膜-介質(zhì)層-金屬薄膜的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)示意如圖1。 與傳統(tǒng)耦合方式相比，它具有高靈敏度，高信噪比和高動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍的特點(diǎn)。入射光波通過(guò)耦合棱鏡入射到金屬薄膜1產(chǎn)生倏逝波，若滿(mǎn)足金屬薄膜1與介質(zhì)層界面的表面等離子波激發(fā)條件，則產(chǎn)生類(lèi)似傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表面等離子振蕩；否則，能量耦合進(jìn)介質(zhì)層，當(dāng)滿(mǎn)足波導(dǎo)模式的相位匹配條件時(shí)，形成波導(dǎo)耦合模式，或稱(chēng)波導(dǎo)耦合共振 (WCR)；當(dāng)形成波導(dǎo)耦合模式的相位同時(shí)滿(mǎn)足下層金屬薄膜2底面的表面等離子波相位匹配條件時(shí)，該模式能激發(fā)金屬薄膜2下表面的表面等離子波，產(chǎn)生所謂的波導(dǎo)耦合表面等離子共振(WCSPR)。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)測(cè)量反射光的光強(qiáng)度曲線，來(lái)判斷波導(dǎo)耦合共振與波導(dǎo)耦合表面等離子共振的發(fā)生。當(dāng)共振發(fā)生時(shí)，能量耦合進(jìn)入介質(zhì)層形成波導(dǎo)模式或在金屬薄膜2表面形成表面等離子波，反射光強(qiáng)大幅度衰減。在反射光強(qiáng)度曲線上，會(huì)得到光強(qiáng)明顯下降尖峰，稱(chēng)之為吸收峰。波導(dǎo)耦合表面等離子共振結(jié)構(gòu)的反射光強(qiáng)度曲線上存在三種共振模式，即三種吸收峰傳統(tǒng)表面等離子共振峰，波導(dǎo)耦合共振峰以及波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰。三種共振的產(chǎn)生，均與入射光波、金屬薄膜和介質(zhì)層的物理參數(shù)密切相關(guān)。 由此可知，通過(guò)合理選擇入射光波波長(zhǎng)、金屬薄膜及介質(zhì)層，就能夠設(shè)計(jì)波導(dǎo)耦合共振峰和波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰在反射光強(qiáng)度曲線上的數(shù)量和出現(xiàn)位置。本發(fā)明在對(duì)波導(dǎo)耦合表面等離子結(jié)構(gòu)的討論中，不關(guān)心存在于金屬薄膜1與介質(zhì)層界面的傳統(tǒng)表面等離子共振模式，因此，在下述討論中，表面等離子共振均為波導(dǎo)耦合表面等離子共振的簡(jiǎn)稱(chēng)。表面等離子共振條件對(duì)附著在金屬薄膜2表面的介質(zhì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)外界物質(zhì))折射率等物理特性非常敏感。當(dāng)外界物質(zhì)的折射率或厚度等相關(guān)物理特性發(fā)生細(xì)微變化時(shí)，在反射光強(qiáng)度曲線上，具有高靈敏特性的波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰及其相鄰的波導(dǎo)耦合共振峰會(huì)發(fā)生位置的偏移或深度的改變。因此，通過(guò)檢測(cè)峰的變化，就能檢測(cè)出外界物質(zhì)性質(zhì)的變化，達(dá)到檢測(cè)目的。波導(dǎo)耦合表面等離子共振檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于生化檢測(cè)中，通常需要在金屬薄膜2上使用標(biāo)簽分子。在金屬薄膜2的表面形成標(biāo)簽層。標(biāo)簽分子與被檢測(cè)物具有對(duì)應(yīng)性，在金屬薄膜2表面通過(guò)分子間相互作用(如范德華作用力、氫鍵、配位鍵等)兩者形成特定的吸附。當(dāng)待測(cè)物質(zhì)與標(biāo)簽分子產(chǎn)生特定的吸附后，將改變標(biāo)簽層的物理特性，同時(shí)改變表面等離子共振產(chǎn)生的條件。在反射光強(qiáng)度曲線上，標(biāo)簽分子與待測(cè)分子之間的特定吸附的發(fā)生， 將導(dǎo)致波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰及其相鄰的一個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰發(fā)生移動(dòng)。通過(guò)測(cè)量這些峰的移動(dòng)就可以檢測(cè)到標(biāo)簽層的物理特性變化，從而檢測(cè)出待測(cè)分子與標(biāo)簽分子之間是否相互作用，以達(dá)到檢測(cè)的目的。表面等離子波是一種倏逝波，其振幅沿著垂直于金屬薄膜 2界面的方向呈指數(shù)衰減，穿透深度往往在微米量級(jí)，即距金屬薄膜2界面至少I(mǎi)um左右的材料的特性對(duì)表面等離子共振效應(yīng)都有一定影響。由于通常標(biāo)簽層的厚度都比較小，即使吸附了待測(cè)物質(zhì)的標(biāo)簽層其厚度也不過(guò)200nm，因此，表面等離子共振條件的變化也會(huì)受到標(biāo)簽層以外的背景溶液的物理特性變化影響，例如背景溶液溫度的起伏，背景溶液成分、濃度的變化，非標(biāo)簽分子的吸附。由這些變化引起的表面等離子共振響應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為表面等離子共振的非特定響應(yīng)。而標(biāo)簽分子與待測(cè)分子的特定吸附所形成的表面等離子共振響應(yīng)，稱(chēng)之為特定響應(yīng)。待測(cè)樣品分層結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，這里將標(biāo)簽層以外的溶液均稱(chēng)為背景層。在表面等離子共振實(shí)際測(cè)量中，背景層對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不容忽視。有時(shí)背景層的非特定響應(yīng)甚至大于標(biāo)簽層的特定響應(yīng)，從而使得若無(wú)參考信道，則無(wú)法區(qū)分表面等離子共振條件的改變是由何種響應(yīng)引起的，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的判斷和分析影響非常大。因此，如何消除背景層的影響是實(shí)際的表面等離子共振系統(tǒng)中必須考慮解決的問(wèn)題之一。根據(jù)以上所述，外界物質(zhì)特性發(fā)生變化時(shí)，波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和緊靠這個(gè)峰的靈敏度較大的那個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰(以下稱(chēng)之為參照峰)在反射光強(qiáng)度曲線上均會(huì)發(fā)生偏移。在實(shí)際應(yīng)用和理論計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外界物質(zhì)特性變化時(shí)，反射光強(qiáng)度曲線上相關(guān)峰的偏移量(稱(chēng)之為峰靈敏度)各不相同，即峰與峰的靈敏度各不相同，由于外界物質(zhì)變化包括標(biāo)簽層的變化與背景層的變化，即使對(duì)于同一個(gè)峰而言，對(duì)于標(biāo)簽層變化的靈敏度和對(duì)于背景層變化的靈敏度也不相同。當(dāng)滿(mǎn)足下式時(shí)，可根據(jù)靈敏度的不同，實(shí)現(xiàn)區(qū)分外界物質(zhì)變化中的由標(biāo)簽層變化引起的特定響應(yīng)與由背景層變化引起的非特定響應(yīng)Swcspr-s * Swcspr-b (1) ^WCR-S^WCR-B 其中，Sw。spk_s表示波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰對(duì)與標(biāo)簽層折射率或厚度變化的靈敏度，SW。__B表示波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰對(duì)與背景層折射率變化的靈敏度，Swra_s表示參照峰對(duì)與標(biāo)簽層折射率或厚度變化的靈敏度，SffCE_B表示參照峰對(duì)與背景層折射率變化的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種利用波導(dǎo)耦合表面等離子共振檢測(cè)中，降低背景層干擾的新的測(cè)量方法，包括以下步驟(1)對(duì)如圖1所示的波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感器結(jié)構(gòu)中的金屬薄膜2進(jìn)行表面生化預(yù)處理，使標(biāo)簽分子附著在金屬薄膜2上，形成標(biāo)簽層；(2)將P偏振的入射光入射到上述傳感器的金屬薄膜1表面；(3)將不會(huì)引起金屬薄膜2表面標(biāo)簽層性質(zhì)變化的背景溶液，如不包含待測(cè)物分子或待測(cè)反應(yīng)分子的背景溶液，進(jìn)樣，通過(guò)事先設(shè)計(jì)或調(diào)節(jié)波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得在金屬薄膜2上發(fā)生波導(dǎo)耦合表面等離子共振，通過(guò)測(cè)量反射光的強(qiáng)度曲線，得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與波導(dǎo)耦合共振峰的位置，并記錄保存光強(qiáng)度曲線.
一入 ，(4)保持上述傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)不變，將可能引起上述標(biāo)簽層性質(zhì)變化，如含有待測(cè)物分子或待測(cè)反應(yīng)分子的背景溶液進(jìn)樣，待標(biāo)簽層與待測(cè)物充分反應(yīng)后，測(cè)量反射光的強(qiáng)度曲線，得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與波導(dǎo)耦合共振峰的位置，并記錄保存光強(qiáng)度曲線.
一入 ，(5)根據(jù)上述兩組反射光強(qiáng)度曲線及其變化規(guī)律，得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和波導(dǎo)耦合共振峰的位置，并得到其待測(cè)反應(yīng)前后的位置偏移量。(6)根據(jù)上述兩個(gè)峰的位置偏移量，根據(jù)不同模式所對(duì)應(yīng)的對(duì)于標(biāo)簽層厚度或折射率等性質(zhì)變化以及對(duì)于背景層折射率變化的不同靈敏度，通過(guò)數(shù)據(jù)處理算法，求解得到標(biāo)簽層、背景層的變化量。上述方法中，所述步驟(3)也可以是在可能引起標(biāo)簽層性質(zhì)變化，如含有待測(cè)物分子或待測(cè)反應(yīng)分子的背景溶液進(jìn)樣后但待測(cè)反應(yīng)尚未開(kāi)始階段，對(duì)反射光的強(qiáng)度曲線進(jìn)行測(cè)量和記錄，并得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與波導(dǎo)耦合共振峰的位置。上述方法中，所述步驟(5)中，在波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)下，波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰是唯一的，波導(dǎo)耦合共振峰則可能不唯一，因此選取合適的波導(dǎo)耦合共振峰，對(duì)于降低背景干擾至關(guān)重要。選取原則為其對(duì)于外界性質(zhì)變化靈敏度較大且需滿(mǎn)足公式(1)。上述方法中，所述步驟(6)中，在相同的器件結(jié)構(gòu)中，得到對(duì)于相同外界性質(zhì)變化 (包括標(biāo)簽層變化和背景層折射率變化)的波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與波導(dǎo)耦合共振峰的不同響應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中標(biāo)簽層和背景層的變化量都十分微小，反應(yīng)前后的波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和波導(dǎo)耦合共振峰的位置偏移量可分別近似為背景層和標(biāo)簽層的變化量的線性函數(shù)。根據(jù)共振條件，由兩個(gè)峰的不同響應(yīng)可得到兩個(gè)二元一次方程。通過(guò)解方程組，就可分別解出標(biāo)簽層和背景層的變化量，達(dá)到測(cè)量標(biāo)簽層變化且消除背景層影響的目的。本發(fā)明所涉及的波導(dǎo)耦合表面等離子共振消除背景影響的測(cè)量方法具有以下優(yōu)
1.本發(fā)明可用于實(shí)現(xiàn)生化反應(yīng)過(guò)程中，標(biāo)簽分子與待測(cè)物分子互相作用的高精度檢測(cè)，并且能夠分辨標(biāo)簽層和背景層的變化，消除背景層干擾，使測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。2.本發(fā)明無(wú)需添加參考通道即可實(shí)現(xiàn)消除背景的測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)多通道、高通量的并行檢測(cè)。3.本發(fā)明所述的波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感組件可兼容現(xiàn)有傳統(tǒng)表面等離子共振傳感器的掃描方式，包括角度掃描，波長(zhǎng)掃描、強(qiáng)度掃描、相位掃描等。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的方法，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)時(shí)有效，易于被掌握。


以下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為波導(dǎo)耦合表面等離子傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為待測(cè)樣品分層結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為標(biāo)簽層與背景層折射率變化的掃描曲線。
具體實(shí)施例方式圖2給出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容所述的傳感層結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。采用三角棱鏡作為光學(xué)耦合元件。由金屬薄膜1和金屬薄膜2和介質(zhì)層構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與被選取的參照峰的靈敏度不相同的條件，且滿(mǎn)足式 (1)的條件。本實(shí)例中的波導(dǎo)耦合表面等離子共振檢測(cè)系統(tǒng)主要由光源，波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感檢測(cè)組件，及數(shù)據(jù)采集處理器件等部分組成，具體包括光源波長(zhǎng)為980nm的單色光源，目的為了得到固定單波長(zhǎng)入射光；光路元件包括濾光片，半波片，偏振片，孔徑光闌，及準(zhǔn)直透鏡，轉(zhuǎn)臺(tái)等。目的為了得到P偏振且入射角度可變的準(zhǔn)直入射光；波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感組件采用本發(fā)明所述的波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感組件，其中金屬薄膜2表面已經(jīng)過(guò)生化預(yù)處理，即該薄膜表面已吸附標(biāo)簽分子；待測(cè)樣品通過(guò)樣品通道或樣品池裝置進(jìn)入波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感組件， 與金屬薄膜2表面的標(biāo)簽分子發(fā)生作用；波導(dǎo)耦合表面等離子共振信號(hào)檢測(cè)裝置采用光電二極管，接收出射光的光強(qiáng)信號(hào)，并且將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；數(shù)據(jù)處理部分將采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到測(cè)量結(jié)果。本實(shí)例采用角度掃描利用機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)，改變?nèi)肷涞絺鞲衅鹘饘俦∧?上的角度，在金屬薄膜2上激發(fā)波導(dǎo)耦合表面等離子共振效應(yīng)。上述波導(dǎo)耦合表面等離子共振檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法如下由光源發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)光路配套元件得到P偏振的準(zhǔn)直入射光；將不含有待測(cè)物分子的背景溶液進(jìn)樣，即通過(guò)樣品通道或樣品池到達(dá)已經(jīng)有標(biāo)簽層的金屬薄膜2表面；入射光由棱鏡耦合，照射到金屬薄膜1表面，并發(fā)生反射；控制機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行角度掃描，進(jìn)行一次角度掃描，得到反射光強(qiáng)度曲線，并將其記錄保存；
將含有待測(cè)物分子的背景溶液進(jìn)樣，即通過(guò)樣品通道或樣品池到達(dá)已經(jīng)有標(biāo)簽層的金屬薄膜2表面，使其與標(biāo)簽分子充分作用；控制機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行角度掃描，再進(jìn)行一次角度掃描，得到反射光強(qiáng)度曲線，并將其記錄保存；對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按以下方法進(jìn)行處理計(jì)算。當(dāng)采用角度掃描方式時(shí)，在反射光強(qiáng)的角度譜上，波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰的峰谷所對(duì)應(yīng)的角度成為波導(dǎo)耦合表面等離子共振角(θ W。SPK)，被選擇作為參照峰的波導(dǎo)耦合共振峰的峰谷所對(duì)應(yīng)的角度為波導(dǎo)耦合共振角(ΘΜ)。由于波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰對(duì)于標(biāo)簽層變化的靈敏度(SKSPK_S)、對(duì)于背景層變化的靈敏度(sKSPK_B)和作為參照峰的波導(dǎo)耦合共振峰對(duì)于標(biāo)簽層的靈敏度(SM_s)、對(duì)于背景層變化的靈敏度(Swra_B)都互不相同。在反射光強(qiáng)曲線上，由于外界物質(zhì)變化所引起的峰的偏移量也不相同，即峰谷(9KSPK 和θκκ)的變化量不同。因此可以建立兩個(gè)方程，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)峰的偏移量與其對(duì)標(biāo)簽層變化和對(duì)背景層變化的靈敏度的方程。經(jīng)計(jì)算分別得到標(biāo)簽層與背景層的變化量。假設(shè)標(biāo)簽層的折射率變化為Δ ns，背景層折射率變化為ΔηΒ。且假設(shè)標(biāo)簽分子和待測(cè)物分子發(fā)生相互作用后，標(biāo)簽層的厚度改變忽略不計(jì)。那么進(jìn)行兩次角度掃描后，可以分別得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和參照峰的位置偏移量分別對(duì)應(yīng)標(biāo)簽層和背景層的折射率改變的函數(shù)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種基于波導(dǎo)耦合表面等離子共振的降低背景影響的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在由金屬薄膜-介質(zhì)層-金屬薄膜組成的波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感器的與被檢測(cè)物相鄰的金屬薄膜表面修飾標(biāo)簽分子，形成標(biāo)簽層；(2)在樣品通道加入不含被檢測(cè)物的溶液；(3)將波長(zhǎng)固定的P偏振光入射到所述的波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感器并發(fā)生反射；(4)改變?nèi)肷涔饨嵌龋玫椒瓷涔獾姆瓷鋸?qiáng)度的信息；(5)在樣品通道加入含被檢測(cè)物的溶液，并在所述傳感器金屬薄膜表面使標(biāo)簽分子與被檢測(cè)物充分反應(yīng)；(6)重復(fù)上述步驟(3)，⑷；(7)根據(jù)步驟(4)、(6)得到的反射光隨角度變化的規(guī)律，得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和一個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰的位置，進(jìn)而分別得到波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和波導(dǎo)耦合共振峰反應(yīng)前后的共振峰位置偏移量；(8)根據(jù)步驟(7)所得的兩個(gè)峰的偏移量，根據(jù)不同模式所對(duì)應(yīng)的對(duì)于標(biāo)簽層折射率或厚度變化以及對(duì)于背景層折射率的變化的不同靈敏度，求解得到標(biāo)簽層、背景層的變化量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(1)中所述傳感器使用的金屬薄膜材料為所有能產(chǎn)生表面等離子共振的金屬或其合金材料，且材料的介電系數(shù)已知。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(1)中所述傳感器使用的介質(zhì)層采用介電材料或聚合物材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(3)所得到的反射強(qiáng)度信息必須至少包括一個(gè)波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和一個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰，且兩個(gè)共振峰位置偏移量分別對(duì)標(biāo)簽層和背景層變化量的靈敏度所形成的靈敏度矩陣不簡(jiǎn)并。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，從可能存在的多個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰中選擇與波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰的相鄰兩個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰中靈敏度較大的一個(gè)作為測(cè)量其位置的波導(dǎo)耦合共振峰，并用于求解有關(guān)標(biāo)簽層和背景層的變化量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，將反應(yīng)前后的波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和波導(dǎo)耦合共振峰的角度偏移量分別近似為背景層和標(biāo)簽層的變化量的線性函數(shù)， 構(gòu)成兩個(gè)二元一次方程，并通過(guò)求解該二元一次方程組求得有關(guān)標(biāo)簽層和背景層的變化量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于波導(dǎo)耦合表面等離子共振的降低背景影響的檢測(cè)方法。根據(jù)波導(dǎo)耦合表面等離子共振傳感器響應(yīng)的反射光強(qiáng)度曲線中，波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰與波導(dǎo)耦合共振峰對(duì)于包括標(biāo)簽層和背景層在內(nèi)的外界物質(zhì)變化的靈敏度不相同的原理，選擇波導(dǎo)耦合表面等離子共振峰和與其相鄰的靈敏度較大的一個(gè)波導(dǎo)耦合共振峰，建立兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)峰的位置偏移量與待測(cè)樣品變化的方程。通過(guò)解該二元一次方程組，分別求得標(biāo)簽層和背景層的變化量，起到了降低背景層干擾的作用。本發(fā)明不需要添加參考通道，能夠在簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)下對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行精確檢測(cè)，減少了待測(cè)樣品背景層的干擾，增加了檢測(cè)系統(tǒng)的精度和可靠性，有利于實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/55GK102262073SQ201110093408
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者萬(wàn)育航, 朱勁松, 李魏, 鄭錚, 鹿智婷 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)