(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 202211076821.4 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 暨南大学 地址 510632 广东省广州市天河区黄埔大 道西601号 (72)发明人 罗云瀚　施伟成　胡诗琦　袁锦明　 陈耀飞　刘贵师　陈雷　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 陈文姬 (51)Int.Cl. G01N 21/552(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种表面等离子体共振传感装置及抗生素 浓度检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种表面等离子体共振传感 装置， 包括桥楔形棱镜、 光源、 准直透镜组、 光谱 仪、 红外偏振器、 耦合透镜； 所述桥楔形棱镜的前 表面和后表面相互平行， 上表面、 左侧面、 右侧面 垂直于前表面； 所述桥楔形棱镜的左侧面、 右侧 面与上表 面的夹角为锐角； 所述桥楔 形棱镜的底 部设置一个槽状开口； 所述槽状开口的顶部为平 面， 与桥楔形棱镜的上表面呈一个夹角β， β大 于0°； 所述桥楔形棱镜的上表面镀有SPR金属膜； 所述槽状开口的顶部镀有反射膜。 本发明还公开 了基于上述表面等离子体共振传感装置的抗生 素浓度检测方法。 本发明的表 面等离子体共振传 感装置， 具有高灵敏度和温度自补偿能力， 用于 检测抗生素浓度时可降低检测限。 权利要求书2页 说明书9页 附图11页 CN 115389469 A 2022.11.25 CN 115389469 A 1.一种表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 包括桥楔形棱镜、 光源、 准直透镜组、 光谱仪、 红外偏振器、 耦合透 镜； 所述桥楔形棱镜具有以下结构： 所述桥楔形棱镜的前表面和后表面相互平行， 上表面、 左侧面、 右侧面均垂 直于前表 面； 所述桥楔形棱镜的左侧面与上表面的夹角为锐角； 所述桥 楔形棱镜的右侧 面与上表面的夹角为锐角； 所述桥楔形棱镜的底部设置一个槽状开口； 所 述槽状开口的顶部为平面， 与桥楔 形棱镜的上表面呈一个夹角 β， β 大于0 °； 所述桥楔 形棱镜 的上表面镀有S PR金属膜； 所述槽状开口 的顶部镀有反射膜； 从光源出射的光耦合到光纤上， 并由准直透镜组进行准直， 准直后的光束通过一个红 外偏振器， 产生一个P型偏振光， 垂直于桥楔形棱镜的一个侧面以第一入射角 θ1入射到SPR 金属上， 形成第一共振谷； 在反射膜上反射后， 由于反射膜的倾斜角度β， 光束以第二入射角 θ2的再次入射到SPR金属膜， 形成第二共振谷， 从而形成两个传感区域， 并垂直于桥楔形棱 镜的另一侧面 射出， 最后通过耦合透 镜耦合到 接收光纤上， 被光谱仪 接收。 2.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 根据以下计算式进 行温度补偿： 其中， Δλ1和Δλ2分别为第一入射角 θ1和第二入射θ2产生的波长漂移， Δn和ΔT分别为 外界折射率的变化量和温度的变化量； M是灵敏度矩阵， 其中mni和mTi分别是SPR传感器的折 射率和温度灵敏度； i ＝1， 2。 3.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 所述反射膜的厚度 为150～250nm。 4.根据权利要求1或3所述的等离子体共振传感装置， 其特征在于， 所述反射膜为银薄 膜。 5.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 所述SPR金属膜为 金薄膜或银薄膜或铜薄膜。 6.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 所述槽状开口的横 截面为方形。 7.根据权利要求1所述的表面等离子体共振传感装置， 其特征在于， 所述第一入射角 θ1 为65°， 且 θ1‑θ2＝2β 。 8.一种基于权利要求1～7任一项所述的表面等离子体共振传感装置的抗生素浓度检 测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在SPR金属膜上化学修饰抗 生素抗体； 配置不同浓度的抗 生素溶液； 将不同浓度的抗生素溶液通入所述的表面等离子体共振传感装置， 测试每个浓度的抗 生素溶液对应的共 振波长漂移量， 得到共 振波长总漂移量与抗 生素溶液浓度的对应关系； 将待测抗生素溶液通入所述的表面等离子体共振传感装置， 测试该待测抗生素溶液对 应的共振波长漂移 量， 根据共振波长总漂移 量与抗生素溶液浓度的对应关系得到该待测抗 生素溶液的浓度测试 结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389469 A 29.根据权利要求8所述的抗生素浓度检测方法， 其特征在于， 所述在SPR金属膜上化学 修饰抗生素抗体， 具体为： 通入PBS缓冲液直到表面等离子体共振传感装置系统运行稳定， PBS缓冲液所产生的共 振谷经过数据处理后得出其共振波长， 形成一条PBS基线； PBS基线 稳定后， 通入MPA溶液； 随 后通入PBS缓冲液， 洗去残留的MPA溶液； 待基线稳定后通入EDC/NHS溶液以活化SPR金属膜 表面的羧基， 随后通入PBS缓冲液洗去残留的EDC/NHS混合液； 接着通入所需要修饰的抗生 素抗体溶液， 使SPR金属膜表面被活化的羧基与抗体充分结合， 然后通入PBS缓冲液洗去残 留的抗生素抗体。 10.根据权利要求9所述的抗生素浓度检测方法， 其特征在于， 所述测试每个浓度的抗 生素溶液对应的共 振波长漂移量， 具体为： 通入PBS缓冲液直至SPR共振波长稳定， 将此时的共振波长谱线作为本次抗原抗体特异 性结合的参考基线， 当参考基线稳定 之后， 通入不同浓度的抗生素溶液， 通过比较通入抗生 素溶液前后的PBS基线计算出每 个浓度对应的共 振波长漂移量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389469 A 3