(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210899851.9 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 科竟达生物科技有限公司 地址 中国香港九龙土 瓜湾道82-84 号， 环凯 广场3楼， 3 04A (72)发明人 吴兆鹏　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 伍传松 (51)Int.Cl. G01N 21/552(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种局域表面 等离子体共振生物传感装置 (57)摘要 本发明公开了一种局域表面等离子体共振 生物传感装置， 包括： 激光源； 第一线性偏振器， 用于使探测激光线性偏振； 等离子体微阵列生物 芯片， 接收线性偏振后的探测激光； 光热激发组 件， 用于输出光波并作用于等离子体微阵列生物 芯片的光波导阵列； 光学干涉组件， 用于将等离 子体微阵列生物芯片透射出的激光生成满足干 涉条件的双光束； 远心镜头； 成像芯片， 用于获取 双光束干 涉而成的激光散斑图像。 通过采用激光 作为激发源， 在局部表面等离子体共振时产生表 面增强弹性散射， LSPR相位得到了放大， 同时伴 有光热激发组件提高氮化钛纳米立方体附近的 局部温度， 利用激光散斑对局部折射率变化的敏 感性来解析出更为精准的相位。 权利要求书1页 说明书7页 附图8页 CN 115356300 A 2022.11.18 CN 115356300 A 1.一种局域表面 等离子体共振生物传感装置， 其特 征在于， 包括： 激光源， 用于 输出探测激光； 第一线性偏振器， 设置 于所述激光源的前 方， 用于使所述探测激光线性偏振； 等离子体微阵列生物芯片， 设置于所述第 一线性偏振器的前方以接收所述线性偏振后 的探测激光， 所述等离子体微阵列生物芯片包括透明基底以及设置在所述透明基底中部的 光波导阵列和微 流体通道， 所述 光波导阵列的光波导侧表面上 具有氮化 钛纳米立方体； 光热激发组件， 用于 输出光波并作用于所述 等离子体微阵列生物芯片的光波导阵列； 光学干涉组件， 设置于所述等离子体微阵列生物芯片的前方， 用于将所述等离子体微 阵列生物芯片透射出的激光 生成满足干涉 条件的双光束； 远心镜头， 设置于所述光学干涉组件的输出侧， 用于所述双光束的聚焦； 成像芯片， 设置 于所述远心镜 头的尾部， 用于获取双光束干涉而成的激光散斑图像。 2.根据权利要求1所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述激光 源与所述第一线性偏振器之间设置有准 直单元。 3.根据权利要求2所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述准直 单元为平凸透镜， 所述激光源的输出端连接有单模光纤， 所述单模光纤的出 口位于所述平 凸透镜的焦点 位置。 4.根据权利要求1或3所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述 激光源为单模640nm激光二极管， 所述单模640nm激光二极管的外壳连接有第一 温度传感器 和第一热电冷却器， 所述第一温度传感器、 第一热电冷却器分别与第一温度控制器电性连 接。 5.根据权利要求1所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述光热 激发组件为发光 二极管。 6.根据权利要求1所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述光学 干涉组件包括分光棱镜、 第一反射镜、 第二反射镜， 所述分光棱镜的入光面正对 所述等离子 体微阵列生物芯片， 所述第一反射镜、 第二反射镜 分别位于所述分光棱镜的第一干涉端口、 第二干涉端口。 7.根据权利要求6所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述第 一 反射镜设置 于可手动微调距离的活动支 架上， 所述第二反射镜设置 于压电陶瓷移相器上。 8.根据权利要求1或6或7所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所 述光学干涉组件与所述远心镜头之 间设置有第二线性偏振器， 所述第二线性偏振器的偏振 方向相对所述第一线性偏振器的偏振方向旋转90度。 9.根据权利要求8所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述远心 镜头与所述第二线性偏振器之间设置有窄 通激光滤波片。 10.根据权利要求1所述的局域表面等离子体共振生物传感装置， 其特征在于： 所述成 像芯片的外壳连接有第二温度传感器和第二热电冷却器， 所述第二温度传感器、 第二热电 冷却器分别与第二温度控制器电性连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115356300 A 2一种局域表面等离 子体共振生物传感装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 生物传感技术领域， 特别涉及 一种局域表面等离子体共振生物传感装 置。 背景技术 [0002]表面等离子共振成像(SPRi)是一种成熟的无标记生物传感技术， 具有公认的性能 和准确性。 现有的SPRi生物传感器通常采用Kretschmann配置设计和制造， 该配置由薄金属 金膜涂层玻璃棱镜组成， 使用后发现存在两大问题， (1)测量方法精度有限， 一方面当测量 光强变化时其灵敏度并不在共振发生的角度， 令其灵敏度下降， 另一方面方面如果是测量 角度变化又涉及测量转角的精度限制， 而测量激光的相位又因共振发生消光效应令信号减 弱； (2)成像效果 强差人意， 现有的SPR成像系统一般使用全反射式光路， 入射角和反射角的 角度都很大， 而一般摄像机和光学镜头都是平面成像， 成像的景深有限， 所以SPR成像生物 传感器也 就最多32个通道， 导 致生物传感通道的数量受限。 发明内容 [0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一种局 域表面等离子体共振生物传感装置， 可提高测量精度与成像效果。 [0004]根据本发明实施例的一种局域表面等离子体共振生物传感装置， 包括： 激光源， 用 于输出探测激光； 第一线性偏振器， 设置于所述激光源的前方， 用于使 所述探测激光线性偏 振； 等离子体微阵列生物芯片， 设置于所述第一线性偏振器的前方以接 收所述线性偏振后 的探测激光， 所述等离子体微阵列生物芯片包括透明基底以及设置在所述透明基底中部的 光波导阵列和 微流体通道， 所述光波导阵列的光波导侧表面上具有氮化钛纳米立方体； 光 热激发组件， 用于输出光波并作用于所述等离子体微阵列生物芯片的光波导阵列； 光学干 涉组件， 设置于所述等离子体微阵列生物芯片的前方， 用于将所述等离子体微阵列生物芯 片透射出 的激光生成满足干涉条件的双光束； 远心镜头， 设置于所述光学干涉组件的输出 侧， 用于所述双光束的聚焦； 成像芯片， 设置于所述远心镜头的尾部， 用于获取双光束干涉 而成的激光散斑图像。 [0005]根据本发明实施例的局域表面等离子体共振生物传感装置， 至少具有如下有益效 果： [0006]通过采用激光作为激发源， 作用于等离子体微阵列生物芯片上的氮化钛纳米立方 体， 在局部表 面等离子体共振时产生表面增强弹性散射， LSPR相位得到了放大， 同时伴有光 热激发组件提高氮 化钛纳米立方体附近的局部温度， 增强了靶 ‑受体相互作用的特异性， 并 由光学干涉组件、 远心镜头、 成像芯片获取双重增强后的激光散斑图像， 利用激光散斑对局 部折射率变化的敏感性 来解析出更为精准的相位。 [0007]根据本发明的一些实施例， 所述激光源与所述第一线性偏振器之间设置有准直单 元。说　明　书 1/7 页 3 CN 115356300 A 3