本發明提供了一種濃度檢測傳感器及其檢測方法、濃度檢測裝置，該濃度檢測傳感器包括基底、設置于所述基底之上的介質層以及設置于所述介質層之上的波導層，所述波導層包括波導膜層、形成于所述波導膜層之上的各向異性納米柱陣列層以及形成于所述納米柱陣列層之上的修飾酶，所述修飾酶用于吸附待測物質，以改變所述濃度檢測傳感器的有效反射率，進而檢測所述待測物質的濃度。

技術領域

本發明涉及濃度檢測領域，具體涉及一種濃度檢測傳感器及其檢測方法、濃度檢測裝置。

背景技術

傳統的表面等離子共振傳感器一般包括三層結構：基底層、金屬層以及覆蓋層。一條激光按照不同的入射角照射表面等離子共振傳感器，光線在特定角度耦合進傳感器，反射光強隨之改變。耦合角度取決于表面等離子共振傳感器的有效反射率，當基底層和金屬層固定時主要受覆蓋層(待測溶液)反射率影響。通過分析耦合角度的變化來分析覆蓋層的相關信息。然而傳統表面等離子共振傳感器的穿透深度只有100nm左右，主要用于分析分子大小級別的物質，例如重金屬離子、葡萄糖、蛋白質等。

光波導傳感器與表面等離子共振傳感器類似，包括基底層、金屬層、波導層和覆蓋層四層結構。相對于表面等離子共振傳感器，光波導傳感器在金屬層和覆蓋層之間增加了幾百納米厚度的波導層，不僅提供了多種波導傳播模式，而且大大增加了波導的穿透深度。光波導傳感器不僅應用于小分子的檢測，同時在細菌以及細胞等微米級別生物體檢測方面都有重要應用。光波導傳感器已經成為在復雜微量檢測方面具有超高靈敏度的光學傳感器重要部分。

光波導傳感器的靈敏度和檢測形態主要取決于波導層的設計。目前常見的波導層材料包括多孔陽極氧化鋁薄膜、多孔二氧化鈦薄膜、水凝膠薄膜以及一些以陽極氧化鋁為模板填充不同材料制作的陣列薄膜等。該波導層沒有做特殊結構處理，修飾酶容易出現酶附著度不高導致特異性吸附極性分子的效率不高的缺點。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題是，提供一種濃度檢測傳感器及其檢測方法、濃度檢測裝置，具有較高靈敏度。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種濃度檢測傳感器，包括基底、設置于所述基底之上的金屬層以及設置于所述金屬層之上的波導層，所述波導層包括介質層、形成于所述介質層之上的各向異性納米柱陣列層以及形成于所述納米柱陣列層之上的修飾酶，所述修飾酶用于吸附待測物質，以改變所述濃度檢測傳感器的有效反射率，進而檢測所述待測物質的濃度。

可選地，還包括設置于所述波導層之上的覆蓋層。

可選地，所述基底為棱鏡結構。

可選地，所述納米柱陣列層為二氧化硅材質。

本發明實施例還提供了一種濃度檢測裝置，包括相對設置的光源、光電探測器以及設置于所述光源和所述光電探測器之間的權利要求1-4任一所述的濃度檢測傳感器，所述光源發射出的光線，經過所述濃度檢測傳感器的反射，被所述光電探測器接收。

可選地，還包括設置于所述光源以及所述濃度檢測傳感器之間的起偏器，所述光源發射出的光線穿過所述起偏器，射入所述濃度檢測傳感器。

可選地，還包括設置于所述起偏器與所述濃度檢測傳感器之間的非偏振分光棱鏡，所述非偏振分光棱鏡將所述起偏器發出的光線反射，射入所述濃度檢測傳感器。

可選地，還包括設置于所述非偏振分光棱鏡與所述濃度檢測傳感器之間的第一反射鏡，所述第一反射鏡將所述非偏振分光棱鏡發出的光線反射，形成垂直射入所述濃度檢測傳感器的入射光線。

可選地，還包括位于所述濃度檢測傳感器與所述光電探測器之間的檢偏器，所述濃度檢測傳感器反射出的光線穿過所述檢偏器，射入所述光電探測器。

可選地，還包括設置于所述濃度檢測傳感器與所述檢偏器之間的第二反射鏡，所述第二反射鏡將所述濃度檢測傳感器反射出的光線射入所述檢偏器。