傳感裝置是指接收物體電磁波信息，并將這些信息轉換為易于放大、傳輸、運算的電信號的儀器。是遙感儀器中最核心的組成部分。按其工作波長可分為紫外、可見光、紅外、多光譜和微波等系統;按收到的信息分為圖像方式與非圖像方式;按有無發射電磁波的能力，分為主動式與被動式兩種。其結構通常包括電磁輻射的能量收集器、檢測器、信號處理器和信號輸出裝置。主動式傳感器還附加電磁波發射分系統，一般包括振蕩器、信號處理器、功能放大器和發射天線。

近期，空天院承擔的“高光譜導模共振成像生化分析裝置研制”通過測試驗收和綜合驗收。在該項目支持下，成功研制新型高光譜表面等離子體共振(SPR)顯微成像裝置，完成了對細胞、石墨烯等生化樣品的微尺度量化分析。多項關鍵技術獲得國家授權發明專利。

生物傳感器是一種對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件(包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質)、適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等)及信號放大裝置構成的分析工具或系統。生物傳感器具有接受器與轉換器的功能。

表面等離子共振技術，英文簡寫SPR，是從20世紀90年代發展起來的一種新技術，其應用SPR原理檢測生物傳感芯片(biosensor chip)上配位體與分析物之間的相互作用情況，廣泛應用于各個領域。

等離子體通常指由密度相當高的自由正、負電荷組成的氣體，其中正、負帶電粒子數目幾乎相等。把金屬表面的價電子看成是均勻正電荷背景下運動的電子氣體，這實際上也是一種等離子體。當金屬受電磁干擾時，金屬內部的電子密度分布會變得不均勻。因為庫侖力的存在，會將部分電子吸引到正電荷過剩的區域，被吸引的電子由于獲得動量，故不會在引力與斥力的平衡位置停下而向前運動一段距離，之后電子間存在的斥力會迫使已經聚集起來的電子再次離開該區域。由此會形成一種整個電子系統的集體震蕩，而庫侖力的存在使得這種集體震蕩反復進行，進而形成的震蕩稱等離子震蕩，并以波的形式表現，稱為等離子波。

表面等離子共振(SPR)是一種光學現象，可被用來實時跟蹤在天然狀態下生物分子間的相互作用。這種方法對生物分子無任何損傷，且不需任何標記物。

先將一種生物分子(靶分子)鍵合在生物傳感器表面，再將含有另一種能與靶分子產生相互作用的生物分子(分析物)的溶液注入并流經生物傳感器表面。生物分子間的結合引起生物傳感器表面質量的增加，導致折射指數按同樣的比例增強，生物分子間反應的變化即被觀察到。這種反應用反應單位(RU)來衡量：1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU(折射指數單位)。

分析物在被注入的過程中，由對流和擴散流經相互作用表面而與靶分子形成復合物，導致分析物濃度改變。微射流系統內nL數量級流動通道的應用，使得這種濃度的改變降至最低點，以確保高傳質系數(Mass Transport Coefficient，km)。為保證分析物的傳質性不被限制，鍵合在生物傳感器表面的靶分子濃度必須較低。當分析物被注入時，分析物-靶分子復合物在生物傳感器表面形成，導致反應增強。而當分析物被注入完畢后，分析物-靶分子復合物解離，導致反應減弱。通過結合式相互作用模型擬合這種反應曲線，動力學常數便可被確定。而非特異性結合和總折射指數移相等效應則可通過參照曲線減除功能予以驅除。

高光譜成像技術是基于非常多窄波段的影像數據技術，它將成像技術與光譜技術相結合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。高光譜成像技術發展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。可以應用在食品安全、醫學診斷、航天領域等領域。

所謂高光譜圖像就是在光譜維度上進行了細致的分割，不僅僅是傳統所謂的黑、白或者R、G、B的區別，而是在光譜維度上也有N個通道，例如：我們可以把400nm-1000nm分為300個通道。因此，通過高光譜設備獲取到的是一個數據立方，不僅有圖像的信息，并且在光譜維度上進行展開，結果不僅可以獲得圖像上每個點的光譜數據，還可以獲得任一個譜段的影像信息。

高光譜成像技術是基于非常多窄波段的影像數據技術，它將成像技術與光譜技術相結合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。高光譜成像技術發展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。

新聞來源：中國科學院空天信息創新研究院