组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
水（water，样品池内液体介质）；阵列样品（array samples，未指定具体生物分子，液体样品池）
检测原理
该SPR传感器采用平面棱镜耦合角度扫描模式。He-Ne激光经K9玻璃棱镜以p偏振入射到金膜表面，在满足共振条件时激发表面等离子体，反射光强度出现SPR谷。样品（水或阵列样品）位于金膜上方，其折射率或浓度变化会改变金膜表面附近介电环境，使SPR共振角发生移动。通过步进电机旋转棱镜进行角度扫描，光电探测器测量反射光强度，CCD记录光斑位置，从而定位SPR谷并输出共振角。平面棱镜耦合中旋转棱镜会使入射点漂移，本文通过确定最优旋转轴使共振角附近漂移最小，并沿特定方向平移棱镜实现阵列样品检测。该方法无酶或核酸放大，信号来源于界面折射率变化引起的共振角位移。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
实验验证了优化角度扫描方法的有效性。系统采用K9玻璃棱镜（n=1.5163，腰长与厚3.25 cm，α=45°）、He-Ne激光、步进电机旋转台（每步0.1°）、CCD相机和光电探测器。仿真与实验比较了底边中点、顶点、高线中点和最优旋转中心的光斑漂移，结果表明最优旋转中心（MW/MO≈0.525，MW≈0.956 cm）在SPR共振角φ0≈1.27 rad（θ≈0.792 rad）附近漂移接近零；而点G在θ>0.78 rad（φ>1.267 rad）时入射光偏离样品，只能获得部分SPR谷。水样品实验可完整获得反射谷并准确检测SPR角。作者认为该方法可提高阵列样品密度，实现高精度、高通量检测，并便于收集反射光。原文未报告选择性、RSD、回收率或与传统方法定量对比。
传感器的构成
- 基底/换能器：K9玻璃平面棱镜（n=1.5163，腰长与厚3.25 cm，底角45°），用于光耦合激发表面等离子体并反射读出
- 传感膜：金膜（gold film），位于样品池下方，作为SPR换能层，表面折射率变化引起共振角移动
- 样品池：O-ring固定样品池于金膜上，容纳水样品，形成光-样品-金膜界面
- 光源：He-Ne激光（250 mm腔长），提供固定波长入射光
- 旋转机构：步进电机驱动旋转台与双棱镜，实现角度扫描和阵列样品平移
- 读出器件：CCD相机记录金膜上光斑漂移；光电探测器（PD）测量反射光强度
中文摘要
针对平面棱镜耦合表面等离子共振（SPR）生物传感器角度扫描中光入射点在样品面漂移的问题，本文提出一种用于阵列样品检测的优化角度扫描方法。该方法通过几何分析与折射定律确定棱镜中的最优旋转轴位置，使在SPR共振角附近光斑漂移最小，并给出棱镜沿特定方向平移以实现多通道阵列样品检测的方案。作者以K9玻璃等腰直角棱镜、He-Ne激光、步进电机旋转台、CCD相机和光电探测器构建实验系统，比较底边中点、顶点、高线中点和最优旋转中心下光斑漂移。仿真与实验表明，最优旋转中心在共振角附近漂移接近零，可完整获得SPR反射谷曲线并准确检测水样品的SPR角；而传统旋转中心会导致光斑偏离样品、只能获得部分曲线。该方法可提高阵列样品密度，实现高精度、高通量检测，并便于收集反射光。
英文摘要
An optimized angle scanning method is presented for array sample detection in a surface plasmon resonance biosensor. It provides a way to find the optimal rotation axis in the prism to resolve the drifting problem of the light incidence point on samples in the plane prism-coupling mode. The detection of array samples can be achieved by the translation of the prism along a particular direction. The validity of this method is theoretically analyzed and demonstrated by experiments.