基于金银合金薄膜的高灵敏度宽光谱表面等离子体共振成像传感器

报道了一种基于金银合金薄膜的宽光谱表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器能够对吸附在薄膜局部或整个表面上的生化分子进行原位定量检测,而且与常规的金膜SPRI传感器相比,检测成本更低,检测灵敏度更高。利用质量比1:1的金银合金溅射靶在玻璃基板上淀积了厚约50 nm的均匀的金银合金薄膜。利用实验室自制的Krestchmann结构多功能平台在不同入射角下测试了金银合金薄膜被纯水覆盖后的SPR光谱和SPR彩色图像。基于色相算法计算获得了每个SPR彩像的二维色相分布及其平均色相,从而使得宽光谱SPRI传感器能够利用平均色相作为灵敏度参数进行定量检测。实验确定了平均色相对溶液折射率(RI)变化和分子吸附最为敏感的光谱区间是595–610 nm之间。在这个窄光谱范围内,平均色相与共振波长呈线性关系,其斜率为?hue/?λR=7.52 nm-1,这意味着基于色相的RI灵敏度是基于共振波长的RI灵敏度的7.52倍,这一结论已被实验证明。将SPRI传感器的起始共振波长设定在色相敏感光谱区间内之后,实验测得基于色相的RI灵敏度为S=29879 RIU-1,比在相同条件下测得的金膜SPRI的灵敏度高8倍。利用时间分辨宽光谱SPRI方法实时监测了牛血清白蛋白(BSA)分子在金银合金薄膜表面的非特异性吸附,从实验测得的平均色相随时间的变化曲线可知BSA吸附达到平衡所需时间约15 min。研究结果表明,基于金银合金薄膜的SPRI传感器具有动态定量检测蛋白质分子吸附过程的功能。

纳米多孔金薄膜的表面等离子体共振传感特性

对淀积在玻璃衬底上厚度约60nm的金银合金溅射薄膜进行硝酸腐蚀脱银处理,得到纳米多孔金薄膜.利用自建的波长检测型表面等离子体共振(SPR)传感装置研究了腐蚀时间对纳米多孔金薄膜SPR特性的影响,结果发现纳米多孔金薄膜与水溶液接触后在400-900nm光谱范围内不具有SPR效应,而当薄膜置于空气中时会产生明显的传播等离子体共振吸收峰,其共振波长随腐蚀时间增加逐渐红移.纳米多孔金薄膜在空气气氛中的SPR效应使其能够用于原位监测气相分子在孔内的吸附,还可对在液相中吸附的生化分子进行离位测试.本文对L-谷胱甘肽、L-半胱氨酸、2-氨基乙硫醇三种含巯基的生化小分子在纳米多孔金薄膜内的吸附进行了离位分析,结果表明与传统的致密金薄膜SPR芯片比较,纳米多孔金薄膜对这些分子显示出更高的灵敏度和更低的检测下限,这归功于多孔金的大比表面积使其能够吸附大量的生化小分子.实验还对乙醇蒸气在纳米多孔金薄膜内的吸附进行了原位监测,发现吸附平衡所用时间较长,约为160min.