要的是能夠精確地判斷SPR共振波長(zhǎng)的位置，而實(shí)際測(cè)量的原始數(shù)據(jù)的噪聲水平和靈敏度都會(huì)受到光譜響應(yīng)曲線的影響，因此實(shí)際上需要帶著光譜響應(yīng)曲線來分析光譜型SPR傳感器的測(cè)量結(jié)果。事實(shí)上SPR傳感器的最重要性能指標(biāo)一一“折射率分辨率”等于“共振波長(zhǎng)的測(cè)量精確程度”(與噪聲和SPR凹陷形狀有關(guān))除以“SPR傳感器的靈敏度”，而這兩者都被光譜響應(yīng)曲線所影響。
[0038]實(shí)施例一
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供一種提高SPR傳感器靈敏度的方法，包含步驟:
[0040]步驟(I)，提供光源與探測(cè)器，獲取所述光源與探測(cè)器的第一光譜響應(yīng)曲線，其中，在該第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，光譜響應(yīng)特性隨波長(zhǎng)增加而單調(diào)下降。
[0041]所述光源例如可以為鹵鎢燈、氙燈、LED，本實(shí)施例中選用鹵鎢燈(大恒光電GC1-060101M, 150W)。
[0042]所述探測(cè)器例如為硅基(XD、CMOS、光電二極管陣列，本實(shí)施例中選用硅基CXD相機(jī)(Qimaing QClick 1394)。
[0043]本實(shí)施例中所述SPR傳感器為光譜型SPR傳感器。
[0044]獲取所述光源與探測(cè)器的整體光譜響應(yīng)曲線，并在整體光譜響應(yīng)曲線中選取第一光譜響應(yīng)曲線；其中，整體光譜響應(yīng)曲線分為第一光譜響應(yīng)曲線和第二光譜響應(yīng)曲線，其中第一光譜響應(yīng)曲線為整體光譜響應(yīng)曲線中光譜響應(yīng)特性隨波長(zhǎng)增加而單調(diào)下降的部分，第二光譜響應(yīng)曲線為整體光譜響應(yīng)曲線中光譜響應(yīng)特性隨波長(zhǎng)增加而并非單調(diào)下降的部分。
[0045]圖2中提供了一個(gè)實(shí)際SPR系統(tǒng)中光源與探測(cè)器的光譜響應(yīng)曲線，其中光源為鹵鎢燈(大恒光電GC1-060101M，150W)，探測(cè)器為硅基CCD相機(jī)(Qimaing QClick 1394)。從圖2中我們可以看到，在波長(zhǎng)600-850nm范圍內(nèi)，光譜響應(yīng)曲線是單調(diào)下降的。因此，我們選取波長(zhǎng)600-850nm范圍內(nèi)的光譜響應(yīng)曲線部分作為第一光譜響應(yīng)曲線。
[0046]步驟(2)，調(diào)整SPR傳感器的入射角，使在預(yù)設(shè)折射率測(cè)量范圍內(nèi)，折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)為第一光譜響應(yīng)曲線的允許最大波長(zhǎng)值。
[0047]優(yōu)選的，折射率最小值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)在第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
[0048]在本實(shí)施例中預(yù)設(shè)折射率測(cè)量范圍[111，112]，其中111〈112。本實(shí)施例中預(yù)設(shè)折射率測(cè)量范圍1.33-1.34。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉的是，該預(yù)設(shè)折射率測(cè)量范圍可以根據(jù)實(shí)際需求來選取，本發(fā)明并不限制在特定的唯一預(yù)設(shè)折射率測(cè)量范圍。
[0049]優(yōu)選的，可以通過更換樣品來改變樣品的折射率。例如，通過更換由葡萄糖溶液所配成的標(biāo)準(zhǔn)樣品。
[0050]步驟(2)可包含如下子步驟:
[0051]步驟(2-A)、調(diào)整SPR傳感器的入射角，使預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)、預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最小值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)移動(dòng)到第一光譜響應(yīng)曲線上的任一波長(zhǎng)值；
[0052]步驟(2-B)、調(diào)整SPR傳感器的入射角，使預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)預(yù)設(shè)步長(zhǎng)；優(yōu)選的，預(yù)設(shè)步長(zhǎng)為lnm、2nm、3nm、5nm、10nm或者20nm ;優(yōu)選的，在折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)時(shí)，預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最小值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)也同時(shí)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)；
[0053]步驟(2-C)、改變被測(cè)折射率到預(yù)設(shè)范圍的最大值，由判斷單元來判斷SPR光譜曲線是否能正常檢測(cè)出共振波長(zhǎng)且該共振波長(zhǎng)在第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)；若判斷單元判斷能正常檢測(cè)出共振波長(zhǎng)且該共振波長(zhǎng)在第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，則返回步驟(2-B)，若判斷單元判斷不能正常檢測(cè)出共振波長(zhǎng)，則進(jìn)入步驟(2-D);
[0054]步驟(2-D)、調(diào)整SPR傳感器的入射角，使預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)所述預(yù)設(shè)步長(zhǎng)；優(yōu)選的，在折射率最大值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)時(shí)，預(yù)設(shè)范圍內(nèi)折射率最小值所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)同時(shí)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)。
[0055]如圖3所示，具有上述光譜響應(yīng)曲線的光譜型SPR傳感器，在不同的入射角(第一入射角Φ1、第二入射角Φ2、第三入射角Φ3、第四入射角Φ4、第五入射角Φ5，其中Φ1>Φ2>Φ3>Φ4>Φ5)下，對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)折射率范圍內(nèi)折射率最小值nl分別具有第一組理論模擬光譜曲線(1、2、3、4、5)，以及折射率增加相同數(shù)量An(例如Δη = η2_η1)后，在相同的所述入射角Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5下，對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)折射率范圍內(nèi)折射率最大值η2獲得向長(zhǎng)波方向發(fā)生移動(dòng)的第二組理論模擬光譜曲線(1’、2’、3’、4’、5’)。
[0056]我們可以從圖3中發(fā)生的SPR共振波長(zhǎng)移動(dòng)量(δ δ λ2、δ λ3、δ λ4、δ λ5，其中 δ δ λ2〈δ λ3〈δ λ4〈δ λ5，δ λ” δ λ2、δ λ3、δ λ4、δ λ5分別為折射率最大值η2所對(duì)應(yīng)的第二組理論模擬光譜曲線1’、2’、3’、4’、5’的SPR共振波長(zhǎng)值和折射率最小值nl所對(duì)應(yīng)的第一組理論模擬光譜曲線1、2、3、4、5的SPR共振波長(zhǎng)值之差)中可以看出，隨著折射率n2與折射率nl所對(duì)應(yīng)的SPR共振波長(zhǎng)分別向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)(從λλ 2— λ 3— λ 4— λ 5，從 λ/ — λ2’ 一 λ3’ 一 λ4’ 一 λ5’)，相同的折射率變化A η所導(dǎo)致的SPR共振波長(zhǎng)移動(dòng)δ λ變得越來越大，即系統(tǒng)靈敏度隨共振波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)而提尚。
[0057]圖3中是理論模擬的SPR共振曲線，而實(shí)際上SPR傳感器得到的是該理論擬合SPR共振曲線與圖2中光譜響應(yīng)曲線的乘積，如圖4。
[0058]比較圖3和圖4，我們可以看出，由于圖2的光譜響應(yīng)曲線在波長(zhǎng)600-850nm范圍內(nèi)單調(diào)下降，圖4中的實(shí)際測(cè)量得到的去噪后的SPR曲線的共振波長(zhǎng)位置相對(duì)于圖3中向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，且原來SPR共振波長(zhǎng)越大的移動(dòng)越大，因此圖4中的由于折射率增加A η所導(dǎo)致的共振波長(zhǎng)移動(dòng)量(δ λ’ 1、δ λ’ 2、δ λ’ 3、δ λ’ 4、δ λ’ 5)也比圖3中的大(δ λ Z δ λ，ρ δ λ 2〈 δ λ，2，δ λ 3〈 δ λ，3，δ λ 4〈 δ λ，4，δ λ 5〈 δ λ，5)，即系統(tǒng)靈敏度因?yàn)楣庾V響應(yīng)曲線而變大。因此，合適的光譜響應(yīng)能夠增大光譜SPR的靈敏度。
[0059]在入射角Φ I時(shí)，預(yù)設(shè)折射率范圍內(nèi)折射率邊界值nl和n2分別對(duì)應(yīng)SPR曲線I和I’，其中，折射率測(cè)量范圍中折射率最小值nl對(duì)應(yīng)SPR曲線1，最大值n2對(duì)應(yīng)SPR曲線I ’，折射率邊界值nl和n2所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)SPR共振波長(zhǎng)均可以檢測(cè)出，且均位于第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(600-850nm)，則可以看出，加入光譜響應(yīng)曲線因素后的入射角Φ1時(shí)能夠獲得比圖3未加入光譜響應(yīng)曲線因素時(shí)更大的靈敏度。
[0060]在入射角Φ2時(shí)，預(yù)設(shè)折射率范圍內(nèi)折射率邊界值nl和n2分別對(duì)應(yīng)SPR曲線2和2’，其中，折射率測(cè)量范圍中折射率最小值nl對(duì)應(yīng)SPR曲線2，最大值n2對(duì)應(yīng)SPR曲線2’，折射率邊界值nl和n2所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)SPR共振波長(zhǎng)均可以檢測(cè)出，且均位于第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(600-850nm)，則可以看出，加入光譜響應(yīng)曲線因素后的入射角Φ2時(shí)能夠獲得比圖3未加入光譜響應(yīng)曲線因素時(shí)更大的靈敏度。
[0061]在入射角Φ3時(shí)，預(yù)設(shè)折射率范圍內(nèi)折射率邊界值nl和n2分別對(duì)應(yīng)SPR曲線3和3’，其中，折射率測(cè)量范圍中折射率最小值nl對(duì)應(yīng)SPR曲線3，最大值n2對(duì)應(yīng)SPR曲線3’，折射率邊界值nl和n2所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)SPR共振波長(zhǎng)均可以檢測(cè)出，且均位于第一光譜響應(yīng)曲線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(600-850nm)，則