可用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的小型化多通道光譜測(cè)量系統(tǒng)

簡(jiǎn) 丹，劉 誠(chéng),2

（1.江南大學(xué) 理學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，上海 201800）

引言

生化傳感技術(shù)可以對(duì)特定的生物化學(xué)被測(cè)物進(jìn)行識(shí)別、測(cè)量與分析，是目前生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中最為常用的工具。多數(shù)生化傳感技術(shù)都是將被測(cè)樣品的性質(zhì)（如含量、結(jié)構(gòu)等）轉(zhuǎn)化為可以直接測(cè)量的物理量，其覆蓋力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)和光學(xué)參量等[1-7]。由于光學(xué)參量測(cè)量具有非接觸、低損傷和易測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，并且可以通過(guò)測(cè)量包括強(qiáng)度、相位、偏振、光譜[8-10]等多維度信息實(shí)現(xiàn)樣品多參數(shù)檢測(cè)，因此基于光學(xué)參數(shù)測(cè)量的各類生化傳感器獲得了更多的應(yīng)用。其中，包括吸收光譜[11-13]、熒光光譜[14-15]和拉曼光譜[16-17]的各類光譜檢測(cè)技術(shù)是生化傳感中的重要手段。在各類光譜應(yīng)用中，其與酶聯(lián)免疫吸附反應(yīng)（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）的結(jié)合是最為常見的應(yīng)用之一[18-19]。雖然傳統(tǒng)的光譜儀能夠以極高的分辨率實(shí)現(xiàn)對(duì)特定光譜的測(cè)量與分析，但是也存在系統(tǒng)復(fù)雜、價(jià)格昂貴等諸多缺點(diǎn)，導(dǎo)致其只適用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，并不是現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的首選工具。

小型化光譜儀是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)光譜檢測(cè)的理想工具。商業(yè)化和準(zhǔn)商業(yè)化的小型化光譜儀主要有美國(guó)德州儀器公司設(shè)計(jì)的基于數(shù)字微鏡陣列的光譜儀[20]以及日本濱松光子[21]開發(fā)的芯片式光譜儀，但是前者價(jià)格昂貴，而后者難以和現(xiàn)有生化檢測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合。為了實(shí)現(xiàn)低成本的生化檢測(cè)，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校OZCAN 研究組提出了基于光纖束的智能手機(jī)ELISA 測(cè)量系統(tǒng)[22]，其不僅成本可控，而且可以直接對(duì)96 孔板中的大量樣品進(jìn)行高通量測(cè)量；……