基于平面鏡反射的微懸臂梁陣列傳感器的微懸臂梁偏轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)及檢測方法
【專利摘要】基于平面鏡反射的微懸臂梁陣列傳感器的微懸臂梁偏轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括：一用于發(fā)射水平激光束的激光器、一平面鏡、一光電位置敏感探測器、一數(shù)據(jù)采集卡和一計(jì)算機(jī)。本發(fā)明利用音圈電機(jī)帶動平面鏡進(jìn)行相應(yīng)的往復(fù)平動或利用步進(jìn)電機(jī)帶動平面鏡進(jìn)行往復(fù)式擺動使激光器發(fā)射出來的激光束進(jìn)行往復(fù)平動或轉(zhuǎn)動，用該激光束對微懸臂梁陣列進(jìn)行掃描；然后用光電位置敏感探測器時(shí)序接收微懸臂梁陣列中各微懸臂梁的偏轉(zhuǎn)信號，從而監(jiān)測各微懸臂梁上發(fā)生的實(shí)時(shí)反應(yīng)信息。本發(fā)明的陣列掃描光路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)；使用一根激光器對所有微懸臂梁進(jìn)行掃描，保證了各根微懸臂梁上照射光斑的一致性；提升微懸臂梁陣列傳感器系統(tǒng)性能。
【專利說明】基于平面鏡反射的微懸臂梁陣列傳感器的微懸臂梁偏轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微系統(tǒng)設(shè)備中多點(diǎn)掃描測量領(lǐng)域，特別涉及一種基于平面鏡反射的微懸臂梁陣列傳感器的微懸臂梁偏轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng)及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]測量、控制和自動化等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展極大地促進(jìn)了信息技術(shù)的進(jìn)步，人類社會已進(jìn)入了信息時(shí)代。傳感器技術(shù)作為信息技術(shù)的三大支柱之一是信息獲取的主要手段，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著越來越重要的作用。生化傳感器是現(xiàn)代傳感技術(shù)中的重要組成部分。在科學(xué)研究、食品安全、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)控、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面得到廣泛應(yīng)用。生化傳感器是一種高特異性的、強(qiáng)有力的和廉價(jià)的分析工具，它可以在復(fù)雜的背景噪音條件下檢測出靶標(biāo)分子。生化傳感器種類繁多，性質(zhì)和形態(tài)各異。近年來，隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為生化傳感器提供一些新的選擇和思路。微懸臂梁作為一個(gè)最簡單的MEMS器件近來受到廣泛關(guān)注。
[0003]微懸臂梁傳感技術(shù)是在原子力顯微鏡和微系統(tǒng)出現(xiàn)后迅速發(fā)展起來的一種新的傳感方法。微懸臂梁傳感器作為最簡單的微機(jī)械兀件，一直是微納傳感技術(shù)研究的熱點(diǎn)。微懸臂梁傳感器可以對具有特異性的生化反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，當(dāng)微懸臂梁表面上發(fā)生生化反應(yīng)時(shí)，微懸臂梁的上下表面會產(chǎn)生應(yīng)力差改變并使微懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形。通過激光照射微懸臂梁自由端，利用光桿桿法對每根微懸臂梁的端部位移進(jìn)行放大后經(jīng)過光電位置敏感探測器對信號進(jìn)行探測，進(jìn)而對微懸臂梁表面發(fā)生的生化反應(yīng)進(jìn)行研究。微懸臂梁傳感器作為一種可以實(shí)時(shí)、高靈敏度、選擇性好和非標(biāo)定的新型傳感方法應(yīng)用在爆炸氣體、氣體壓力、溶液中的重金屬離子、抗生素、基因檢測、蛋白質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)變、抗原抗體綁定反應(yīng)和酶的催化過程等方向的檢測。
[0004]目前大量使用的單根微懸臂梁生化傳感器由于每次只能用一根微懸臂梁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，浪費(fèi)了大量時(shí)間；并且由于生化反應(yīng)中需要多組試樣對照，這就迫切的需要實(shí)現(xiàn)兩根微梁以上的多根微懸臂梁檢測的研究。
[0005]在論文(Cantileverarray sensors.Materials Today, 2005.8(4):p.30-36.)中，學(xué)者利用垂直共振腔面射型激光器提供8陣列光源對微懸臂梁陣列中的8根微懸臂梁進(jìn)行時(shí)序照射。這種檢測方法存在的問題是垂直共振腔面射型激光器光束間的間距是固定的，故其只能針對一定間距規(guī)格的微懸臂梁陣列進(jìn)行檢測，并且各個(gè)激光束相對獨(dú)立不能保證激光束的一致性。
[0006]在先前用于一種陣列微懸臂梁單兀偏角測量系統(tǒng)(
【發(fā)明者】薛長國, 程韋, 滕艷華, 夏玲燕, 陳兆權(quán), 胡業(yè)林 申請人:安徽理工大學(xué)