【摘 要】
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在一定条件下,光入射至金属表面会产生等离子体共振现象（SPR）,共振条件对表面的介质介电常数十分敏感,因此,被用于制造SPR传感器。该类传感器具有实时、无标记、高分辨率且样品消耗低等优势,目前已被广泛用于生化反应监测。此外,具有成像能力的SPR传感器在高通量检测方面具有明显优势。本文中我们设计并搭建了一种基于声光可调滤波器（AOTF）的光谱调制型SPR成像检测仪。其特点在于可实现快速（1p/s）、
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在一定条件下,光入射至金属表面会产生等离子体共振现象（SPR）,共振条件对表面的介质介电常数十分敏感,因此,被用于制造SPR传感器。该类传感器具有实时、无标记、高分辨率且样品消耗低等优势,目前已被广泛用于生化反应监测。此外,具有成像能力的SPR传感器在高通量检测方面具有明显优势。本文中我们设计并搭建了一种基于声光可调滤波器（AOTF）的光谱调制型SPR成像检测仪。其特点在于可实现快速（1p/s）、大动态范围（0.037RIU）、高分辨率(1.17×10-6RIU)的光谱调制型SPR成像检测。该技术使用卤素灯搭配液芯光纤构成光纤输出的SPR光源,通过AOTF扫频获得单色光后耦合至SPR传感面,再利用CCD收集出射光信号,通过时分复用方式并行获取所有传感位点SPR光谱曲线,从而实现光谱调制型SPR成像检测。我们首先模拟了SPR的光谱信号,在此基础上确定了仪器光路中的零件参数,随后为此光路设计并制作了专用的机械结构,用Labview编写了专用操作软件。针对共振波长成像过程中的共振波长拟合问题,我们还提出了一种非线性曲线拟合算法,利用一种预存曲线线形并结合迭代调整曲线参数的方法实现数据高精度拟合,与传统多项式拟合相比,能更好的抑制白噪声的同时更准确的获得共振波长值,适合用于同一光谱区间下大量具有不同共振波长曲线的拟合。在完成仪器搭建后,我们使用该检测仪对不同浓度的NaCl分别进行了实时的共振波长检测,测定了系统的分辨率以及动态范围,随后又进行了传感面样品通道的整体成像,证实了拟合算法对白噪声的抑制效果,此外还通过点样样品的共振波长成像测量验证了传感面不同位置的信号响应的一致性。另外,通过长时间连续的共振波长成像测定具有一定浓度差的NaCl液滴的扩散混合过程,展示了该仪器实现连续快速且稳定的SPR共振波长成像检测能力。最后进行了抗原-抗体反应检测实验,验证了仪器在常见生化反应检测条件下的检测能力。
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