【摘 要】
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表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器凭借其实时监测、灵敏度高、无标记等优点在环境检测、食品安全等方面得到了广泛应用。目前,对SPR高通量检测的
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表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器凭借其实时监测、灵敏度高、无标记等优点在环境检测、食品安全等方面得到了广泛应用。目前,对SPR高通量检测的需求日益增多。点阵SPR成像(SPRi)传感器是实现SPR高通量检测的关键。本项目的任务是研制一台点阵SPRi传感器,本论文的主要内容和成果主要包括：1.在SPR偏振控制金膜消光方法的基础上,针对其不足之处,提出了SPR偏振控制棱镜消光方法,建立了对应的理论模型,通过实验验证了该理论构思。2.通过理论模型对传感器主要光学元件参数进行了仿真分析和优化,并设计了点阵SPRi传感器。其特点是入射光是一个包含S偏振分量和P偏振分量的线偏振光,用1/4波片和检偏器对反射光的偏振态进行调制,可以有效抑制背景光,得到一个高对比度的图像。3.提出了自参考方法、希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)方法和变长度移动平均滤波方法的SPR数据联用处理方法：自参考方法抑制基线漂移,通过参比通道来消除外界温度和整体光强波动导致的漂移；HHT方法剔除高频噪声的同时能够保留信号的能量；变长度移动平均滤波可以进一步改善基线噪声,同时保留重要的SPR高频特征。该联用方法将基线漂移降低了一个数量级,提高了传感器的检出限。4.编写了点阵SPRi的分析处理软件,搭建了点阵SPRi传感器系统；进行了传感器基本性能指标的测试。传感器的测量范围约为0.022RIU,分辨率为10-5RIU,能检测到的最小光强变化为0.18灰度值比特,多次测量结果重复性为0.8053%。并对BSA生物分子进行了生物测量实验。目前该传感器设置了35个测量点,具有实现高通量检测的潜力。
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