表面等离子体共振耦合新结构及装置

经多年研究发现，目前的表面等离子体共振（SPR）及成像（SPRi）系统存在重大的隐患，故特提出以液心耦合共振（LATR）新结构来解决问题的设想和实现方法。拟自主研制可扩展的LATR核心结构，进而研制新式SPR和SPRi实验装置。LATR允许样品直接进入其内部进而改变共振条件，产生信号变化，故可创建全新的折射率致变式SPR方法（RimSPR），拟据此构建RimSPR装置以及SPR与RimSPR的双功能复合实验装置。本研究的成功实施，将有助于克服现有SPR和SPRi的问题，并为展开新式SPR、SPRi、RimSPR以及SPR/RimSPR方法研究奠定仪器基础，具有重大的研究价值。我们已在该领域进行过长期研究，研制出了不同型号的常规SPR和SPRi装置，配有自主编制的图像工作软件。近5年研制的装置计有15台套，含SPRi商品样机2个型号2台。我们因此有信心会圆满完成所申请的研究内容并有所突破。

我们经多年研究，发现当今表面等离子体共振传感（SPR）与成像（SPRi）所依据的玻璃类内全反射衰减耦合共振（ATR）核心结构，会因界面折射而引起异位共振信号叠加，致使测定灵敏度和分辨率下降。为此，提出了发展液式ATR（LATR）的新设想。经理论探讨、硬件研制、软件编制、方法开发等一系列研究，我们将想法变成了现实：测得了更灵敏的SPR信号，获得了更清晰的SPRi图像，实现了未见报道的折射率致变（rim）SPR。先后研制出了2类3型共6种LATR实验装置、 4种折射率可调范围不同的光学液体介质；进而研制出基于LATR 的1种SPR/rimSPR、3种SPRi新装置，由1款自主编制的图像工作站控制；发现了一种液体折射率逆调增加LATR-SPR/SPRi灵敏度的新方法。此外，还建立了3种功能化金传感膜修饰新方法；发展了2种可寻址微点阵传感芯片的制备方法；建立了4种针对糖识别及DNA识别的SPRi分析方法、1种淋巴细胞和1种醇类SPR传感分析的新方法。在此过程中，健全了仪器研制队伍，培养了7 名博士毕业学生；先后申请了14项发明专利（项目期间申请9项，项目前申请执行期间授权5项）；发表研究论文15 篇。本研究为克服现有SPR 和SPRi的重大问题探索了新出路，并为新式rimSPR、 LATR-SPR和LATR-SPRi研究奠定了仪器基础，有重大的理论和实际意义。