表面等离子共振技术及其生物传感研究进展

表面等离子共振传感器将生物学识别机制与光电装置相结合,把生物信号转化为光电信号,非常适合于对生物分子相互作用进行动态实时研究。表面等离子共振技术具有检测过程方便快捷,灵敏度高;无需标记样品,大多数情况下,不需要对样品进行处理;能在混浊的甚至不透明的样品中进行等特点。本文以表面等离子技术为基础,分析了当前应用广泛的Kretschmann模型特点,回顾和讨论了表面等离子共振传感系统的研究概况,旨在将表面等离子共振技术及相关研究成果展示给读者。

基于表面等离子共振的新型生物传感技术及其在生命科学中的应用

生物分子的活性功能是通过分子之间的相互作用来体现的,了解这种相互作用的过程对于生命科学领域的研究及揭示生命发生发展的基本机制具有重要的意义。基于表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)的新型生物传感技术——BIAcore(biomolecular interaction analysis)是研究生物分子相互作用的理想工具。它可以实时跟踪检测生物分子间结合、解离的整个过程,已被广泛应用于蛋白质组学、信号转导、新药开发、遗传学分析和食品检测等领域,并且显示出广阔的应用前景。

表面等离子体共振传感技术在高分子研究中的应用

介绍了表面等离子体共振 (SPR)的基本原理和SPR传感器技术的应用现状 ,综述了SPR传感器在高分子科学研究中的应用和发展前景。

表面等离子共振生物传感技术及其在临床实验诊断中的应用

表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）是指由电磁波在金属和电介质交界面上激励而形成的影响电磁波传播的谐振波的现象。即光以大于全反射角角度入射到交界面时,一部分光被反射,另一部分光被耦合进表面等离子体内,在表面等离子中存在光的消失场。当入射光的波矢量沿平行界面的分量和表面等离子波的波矢量相等时,

太赫兹连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感探究

太赫兹连续波成像和光子晶体光纤表面等离子体共振传感技术是两个非常有前途和潜力的领域,它们可以为科学和工程社区提供重要的工具和技术,以推动创新和发展。本文主要围绕太赫兹(THz)连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感展开论述,先后分析了THz连续波成像系统、大孔径微流体通道PCF-SPR传感、基于液芯PCF-SPR温度传感,最后还进行了实验分析,希望可以对提高相关领域的技术有所帮助。

基于适配体-表面等离子共振的生物传感技术及应用

适配体以其合成、修饰、固定等方面的优势,在生物分子识别领域有广泛的应用。基于表面等离子共振的传感技术具有非标记、无需前处理、实时监测等优点。适配体与表面等离子共振相结合研制的生物传感器在生物传感领域具有重要的应用价值,本文综述了基于适配体-表面等离子共振的生物传感技术及应用。

基于表面等离子体共振原理的传感技术在物证检验中的应用

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)是一种物理光学现象。基于表面等离子体共振原理发展的各种分析检测方法具有响应快、免标记、灵敏度高等诸多特点,可在天然条件下实现无损原位、实时动态的测量,已被广泛应用于物理、化学、生物学、医学、法庭科学等领域。本文简要介绍了表面等离子体共振原理及基于该原理所衍生出的不同分析方法,对其在物证检验中的重要应用进行了综述,并对目前存在的关键问题加以分析,同时指出了该技术应用于实际办案可能的发展方向。

表面等离子体共振传感技术应用于小分子检测

人体内的生物小分子对维持生命体健康具有重要影响,此类分子参与生命体的血液循环及免疫系统,因此检测生命体中生物小分子对研究小分子在生命体中的生理功能有着重要的意义。傅里叶变换-表面等离子体共振(Fourier transform-surface plasmon resonance,FT-SPR)光谱技术具有操作简便、灵敏度高、所需样品少、可实时检测等优点,近年越来越多应用于分子的检测。对于部分分子尤其是分子量非常小的生物小分子,FT-SPR直接检测法存在信号稳定性差、灵敏度不高等缺点,因此可以针对不同的检测目标构建系列SPR小分子生物传感器通过信号扩增弥补以上缺点。该研究分类并列举了用于小分子检测的SPR免疫传感器(直接检测法、“三明治”法、竞争检测法以及抑制检测法)、SPR分子印迹传感器以及其他基于SPR传感器,系统综述了SPR技术检测小分子的研究进展,并对其发展远景进行了展望。

静电组装金纳米粒子制备局域表面等离子体共振传感膜

采用聚电解质自组装技术制备局域表面等离子体共振(LSPR)传感膜的方法,在玻璃基片上依次沉积聚电解质PDDA,PSS和PVTC,并通过静电吸附构建胶体金纳米粒子自组装膜形成LSPR传感膜.利用扫描电镜对LSPR传感膜表面形貌以及膜中金纳米粒子的粒径进行了表征,同时通过紫外-可见消光光谱对其灵敏度和渗透深度等重要参数进行检测.研究结果表明,所制备的LSPR传感膜粒子分布均匀、单分散性好、稳定性高、重现性好;消光峰位对样品溶液折射率的检测灵敏度为71nm/RIU,相应的峰强检测灵敏度为0.21AU/RIU,对表面吸附层的渗透深度约为16nm.

应用表面等离子体共振技术在传质控制下检测铁蛋白

应用表面等离子体共振技术在传质控制下对铁蛋白进行了检测.铁蛋白的分子量较高,传质较慢;通过增大抗体固定量和控制流速,使抗原-抗体间的反应在质量传输控制下进行.利用结合速率分析法对不同浓度的铁蛋白进行了灵敏检测,其线性范围为20～800 μg/L,显著宽于'三明治'分析法.本方法检出限为20 μg/L. 用pH 2.0 的甘氨酸-盐酸缓冲液再生,使同一传感片可重复使用50次以上.

表面等离子共振生物传感器的研究进展及发展趋势

20世纪初,Wood等根据衍射光栅的反常衍射现象,意识到表面等离子波（surface plasmon wave,SPW）的存在。1957年,研究者发现当电子穿过金属薄片时存在能量吸收峰,他将这种消失峰称之为＂能量降低的＂等离子体模式,并指出了这种模式与薄膜边界的关系，

基于多孔硅的表面等离子共振传感特性

提出了一种基于多孔硅的表面等离子共振传感模型:棱镜-金属膜-多孔硅薄膜-待测介质。在该结构中,多孔硅的折射率会随着样品浓度的变化而变化。利用有限元分析方法,数值模拟得到该结构的共振光谱,对模型进行了分析和参数优化。以乙二醇溶液为待测样本,对提出的传感结构的传感性能进行分析,得到该传感器对乙二醇的传感灵敏度约为267.85(°)/RIU,约为Kretschmann棱镜结构灵敏度的2.13倍。

基于2S2G棱镜的新型反向表面等离子共振生物传感器

提出了一种基于反向表面等离子体共振原理,由Ge_（20）Ga_5Sb_（10）S_（65）-钯-石墨烯分子-生物分子四层结构构成的新型生物传感器。当生物分子之间发生相互作用时,引起生物分子层折射率的变化,从而导致反向表面等离子体共振角的偏移。在此基础上,根据传输矩阵法推导了传感器的输出光谱,重点讨论了本文提出的传感器与传统传感器相比,在灵敏度、分辨率、动态检测范围以及检测信号信噪比方面取得的进展。另外,通过对比研究,深入分析了辅助介质层石墨烯厚度对传感器性能的影响。最后,利用近红外光作为提出的传感器的入射光,分析了在近红外区域传感器性能的改善。研究结果表明：单层石墨烯分子使传感器性能达到最佳;反向表面等离子共振峰强度约为入射光强的80%~90%,使传感器的输出信号具有较大的信噪比;在可见光区域,当入射光波长为632.8nm时,提出的反向表面等离子共振生物传感器的分辨率是基于SiO_2棱镜耦合反向表面等离子共振生物传感器的1.9倍,是传统表面等离子共振生物传感器的3.5倍,提出的传感器的动态检测范围约是现有传感器的2倍;利用Ge_（20）Ga_5Sb_（10）S_（65）棱镜可使反向表面等离子共振生物传感器检测光波长由可见光区域扩展到近红外区域,当入射光为1 000nm时,传感器的分辨率是可见光区域的3~4倍。该研究对基于反向表面等离子体共振原理生物传感器的实现与发展具有重要意义。

表面等离子共振氢气传感研究进展

基于表面等离子共振原理的光学氢气传感已经成为氢气传感技术研究的热点.表面等离子共振传感器具有安全可靠、灵敏度高、实时性好、便于分布式多点检测等优点,在氢气泄漏检测方向具有广阔的应用前景.本综述介绍了表面等离子共振氢气传感器的三种主要结构类型:棱镜耦合结构,光栅耦合结构和光纤耦合结构的检测原理、典型结构及其研究进展;重点论述了表面等离子共振氢气传感技术中氢敏感膜系的研究现状和技术难题;分析了目前表面等离子共振氢气传感实际应用所面临的瓶颈,并对未来的研究方向进行了展望.结合实际,提出了开发基于光纤微结构和纳米材料的新型氢气传感器件,并且将传感原理延伸至局域表面等离子体共振,表面等离子体共振成像等新兴技术.

基于双电介质层的棱镜表面等离子共振传感的研究

为了提高表面等离子共振系统的分辨率,提出了一种五层结构的表面等离子共振效应的激励模型:棱镜基底-银膜-电介质层1-电介质层2-待测介质.采用薄膜光学和波导理论,讨论了银和双电介质层复合而成的共振薄膜对表面等离子共振效应的激励机理与调制特性的作用.借助有限元分析方法,数值模拟得到双电介质表面等离子共振激励模型的共振光谱.分析结果表明,当待测介质折射率相同时,双电介质表面等离子共振激励模型共振光谱的半峰宽约为传统棱镜表面等离子体共振的0.1倍,理论计算得到双电介质表面等离子共振激励模型的系统分辨率相较于传统棱镜表面提高了5.4倍.以乙二醇溶液为待测样本,分析得到传感器的灵敏度约为7.2°/RIU,品质因数约为465,证明了该结构设计的可行性,为设计高分辨率和高品质因数的传感系统提供了理论参考.

基于氮化钛薄膜表面等离子体共振特性的双芯光子晶体光纤温度传感器（英文）

提出一种基于表面等离子体共振的双芯光子晶体光纤温度传感器,其中双芯光子晶体光纤为折射率导光型,其中心圆孔表面镀氮化钛薄膜,内部填充具有较大热敏系数的乙醇和氯仿的混合液体,其纤芯模与表面等离子体激元耦合的共振波长偏移可反映液体混合物的温度或折射率.利用全矢量有限元法分析了不同因素对传输损耗谱及其共振波长的影响.仿真结果表明：外包层空气孔直径增大,以及最内层包层空气孔直径和空气孔间距减小可以提高耦合效率,从而增强共振峰.对比分析发现在一20℃~120℃温度范围内,氮化钛薄膜比传统金膜表现出更好的等离子传感特性,随着膜厚增加,其共振波长偏移量增加,温度灵敏度提高,灵敏度最高可以达到6.22 nm/K.

光学表面等离子共振生物传感器检测小麦转基因的研究

采用在镀金芯片上修饰一层带巯基的DNA探针引物,构建了一种简单、快速、灵敏的光学表面等离子共振DNA生物传感检测系统.通过监测转基因片段探针引物与目的片段结合时响应信号的变化获得被检物质的浓度,建立了转基因检测标准曲线.最低检测限达0.27 mg·L-1.

表面等离子体共振传感理论仿真研究

以薄膜光学理论为基础对表面等离子体共振SPR(Surface Plasmon Resonance)传感器的特性进行分析,给出了SPR传感器光强反射率的数学模型.分别采用角度调制与波长调制,利用Matlab仿真分析棱镜类型、金属薄膜介电常数和厚度、入射光波长或角度等参数对SPR反射吸收峰的影响,给出了仿真结果,并结合实际分析了其传感特性.

基于双芯光子晶体光纤的中红外表面等离子体共振低折射率传感器

为了在中红外区域实现气凝胶、七氟醚(麻醉剂重要成分)等物质的折射率检测,拓展折射率检测范围,提出了一种基于双芯光子晶体光纤的表面等离子体共振低折射率传感器.光子晶体光纤由两种大小不同的空气孔围绕中心气孔构成,通过对光纤抛磨,最外侧大空气孔直接与待测物质接触,实现基于金属外涂覆的折射率实时测量.采用全矢量有限元法对该传感器的理论模型进行分析,结果表明,在1.12~1.37折射率范围内,传感器的共振波长位于中红外区域2505~3181nm,最高灵敏度为12000nm/RIU,分辨率为8.33×10^-6.该传感器利用中红外波段实现了低折射率检测,并且获得了超宽的检测范围和较高的灵敏度,在化工检测、生物医学传感以及水环境监测等领域具有广泛的应用前景.

表面等离子体共振传感检测方法研究

为了找到表面等离子体共振(SPR)检测物体的最佳方法,基于SPR,通过Matlab进行了一系列仿真。对检测物质的可行性进行了讨论,得出SPR能在一定范围内检测物质。对影响SPR现象的因素进行了仿真,得出达到最佳共振效果的参数值。分别对角度调制和波长调制方法进行仿真比较,分析了二者检测不同折射率样品的可行性和特点,选择出了较佳的检测方法。结果得出:达到最佳共振效果的参数值是金膜厚度为45 nm,入射光波长为632.8 nm,棱镜折射率根据实验条件和样品综合选定。角度和波长调制均能较好地检测不同折射率的样品,角度调制检测分辨率低于波长调制。