角度指示型表面等离子共振传感器的研究

表面等离子体共振(SPR)技术被广泛应用于生物化学传感、药物分析和环境监测等领域。现基于表面等离子共振原理,在固定入射光波长为632.8nm的He-Ne激光入射下,采用镀有50nm银膜的Kretschmann棱镜型结构作为耦合器件,实现角度指示型SPR传感器对纯净水和酒精水溶液的检测。实验结果发现该SPR传感器具有较好的稳定性,其角度灵敏度达到219°/RIU。     

基于微流控和酶比色的微创血糖连续检测仪

连续血糖检测对糖尿病的诊断与治疗具有十分重要的意义。本文设计了一种集成化、自动化的微创血糖连续检测仪器,该仪器通过微流控芯片透皮抽取组织液,利用单片机精确测量透皮抽取组织液的体积,并采用酶比色法检测组织液的葡萄糖浓度,利用组织液与血液的葡萄糖浓度相关性实现连续血糖检测。由于透皮抽取的组织液体积很小且分散在皮肤表面,为了便于收集,利用生理盐水对抽取出的组织液进行稀释,稀释后的组织液中葡萄糖浓度在3～50mg/dL。为了测量低浓度葡萄糖,实验选取了1～50mg/dL中的10个浓度的葡萄糖溶液进行吸光度测量,根据光谱数据与葡萄糖浓度建立吸光度模型,结果表明该酶比色检测方法在1～50mg/dL葡萄糖浓度内具有良好的线性度,测量相对标准偏差小于0.65%。该仪器能够实现自动化控制,为糖尿病的诊断提供依据,在微创血糖连续检测领域具有良好的应用前景。     

组织液透皮抽取式微创血糖检测仪的研究

低频超声和真空负压透皮抽取出的组织液体积小且在皮肤表面呈散点状分布,使得对微量组织液进行收集、定量、输送和浓度检测存在很大困难.针对这一问题,基于组织液透皮抽取式微流控芯片和微机械葡萄糖浓度传感器,研制了一套组织液透皮抽取式微创血糖检测仪.设计了该微创血糖仪各部分功能器件及其接口电路,完成了该仪器系统硬件设计和软件设计,并通过搭建的离体猪皮模拟组织液透皮抽取实验系统,验证了组织液透皮抽取式微创血糖检测仪的性能和测量结果的准确性.     

傅立叶变换表面等离子共振检测技术(FT-SPR)简述

本文介绍傅立叶变换表面等离子共振技术(FT-SPR)的基本原理和关键技术的特点。以下体系的实时研究证明,在检测分子相互作用中,新的FT平台提供非常高的灵敏度和很宽的测定范围,如醇和水共溶体、DNA杂化、抗体-肽结合。FT-SPR技术为生命和材料科学的研究人员提供新的可能,他们不仅可以监控分子的结合过程,而且可以了解过程的化学本质。     

基于表面等离子共振原理的一种新型盐度光学传感器

根据表面等离子共振原理,提出一种具有自参考功能的、可用于测量海水盐度的新型光学传感器。依据海水折射率的变化,实现对盐度的测量。使用一只棱镜为传感膜基体,在棱镜的一侧淀积一层厚度为50nm的Au膜。在Au膜上安置两个流动池,一个用于容纳样品液,另一个用于装置蒸馏水。在白光的激励下,在Au膜的两个区域中发生共振波长不同的表面等离子共振现象。海水折射率不仅与盐度有关,且与温度有关。而样品液和蒸馏水具有相同的温度,用两者共振波长差的变化来反映盐度,可克服温度对测量结果的影响。理论分析和实验结果验证了设计的可行性。     

表面等离子体共振理论仿真研究

为了掌握影响激发表面等离子体共振(SPR)现象的因素,文中以薄膜光学理论为基础,利用Winspall软件模拟研究Kretschman结构下,金膜厚度、待测介质折射率以及三棱镜类型对表面等离子体共振吸收峰位变化的影响,得出了最佳膜厚以及影响激发SPR现象的棱镜折射率和待测物质折射率随共振角度变化的规律,为SPR传感器的设...     

基于表面等离子共振的自动化系统

在过去的15年中,从药物发现到基础生命科学研究,生物分子相互作用的无标、实时分析越来越成为一种横跨各学科的重要技术。而这个领域中不断壮大的仪器供应队伍也使得这项强大的技术被各种科研团体所熟知和应用。目前发展的一种普遍趋势是在系统中整合并行样品处理技术及更多的探测通道以增加实验通量。这既增加了设备的复杂性,又明显地提高了仪器成本。然而,自动化操作可以有效地保证样品处理的重现性,如再结合双参比相互作用数据集,那么几乎所有的运行流程都能得到一种极大的改善。Sens íQ Pioneer系统,一种高效的基于表面等离子共振技术（SPR）的生物探测系统,完整地涵盖了上述各种要素。     

表面等离子共振生物传感器技术及在生命研究中的应用

表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）是一种入射光照射引起金属表面产生等离子体共振而导致反射光衰减的现象,反射光衰减程度与入射角和金属表面物质质量相关。根据这一原理研制的表面等离子体传感器,在检测、分析生物分子问的相互作用等方面有广泛的应用前景。本文对表面等离子共振生物传感器的工作原理、技术参数、检测方法进行了详细介绍,同时介绍了表面等离子共振技术在免疫检测、药物代谢及其蛋白质动力学等生命研究中的应用。     

表面等离子共振生物传感技术及仪器化的过去、现在与未来

表面等离子共振生物传感是一种光学检测技术,可获得生物分子相互作用的特异性、亲和力和动力学常数等,无需对研究的分子进行标记、灵敏度高且可实时检测,已在生命科学的发展中发挥了重要作用,正在成为蛋白质组学研究和药物发现与开发的有力工具。本文详细回顾了该技术从物理现象发现到理论体系的完善,以及从实验室研究到仪器商品化的发展历程,概述了各个时期的研究特点、仪器化以及应用情况,探讨了有待解决的问题,并展望了未来的发展趋势。     

基于表面等离子体共振技术的液相色谱检测器研究

针对传统液相色谱检测器通用性与灵敏度不能兼得,本文报道了一种由SPR传感器、微型流通池、检测电路和液相色谱工作站软件组成的新型SPR液相色谱检测器的研制。运用该检测器,结合泵、分析柱和进样器构成液相色谱系统。对木糖、葡萄糖、蔗糖混合溶液进行检测,获得了三者分离图谱。对不同浓度的葡萄糖溶液进行检测,检测限为20μg,线性范围为20～160μg。结果显示SPR液相色谱检测器通用性较强,灵敏度有待进一步提高。     

SPR生化分析仪及其在样品检测中的应用

表面等离子共振(SPR)是一种入射光照射到金属表面,导致金属表面产生等离子共振,反射光强出现衰减的现象,反射光强衰减程度与入射光波长、入射角及金属表面补测物质的折射率有关。根据这原理研制的SPR生化分析仪,在检测、分析分子间的相互作用等方面有着广泛的应用。针对HPSPR-6000生化分析仪的工作原理、技术参数、检测方法进行了详细的介绍,在芯片表面生长磺胺二甲嘧啶-BSA,并检测生长过程的响应信号,同时还对磺胺二甲嘧啶抗原与抗体在芯片表面的结合响应信号进行了检测。     

基于表面等离子体共振技术油水持率传感器的实验研究

为研究表面等离子体共振技术在油井产液剖面持率参数测试方面的潜在应用,采用磁控溅射方法在三棱镜底面沉积不同厚度的金膜,制作Kretschman型表面等离子共振传感元件,对不同体积浓度的油水折射率进行测定。实验结果表明,对于折射率相同的三棱镜,沉积的金膜厚度越大,共振吸收峰越弱。表面等离子体共振峰位对不同体积浓度的油水介质很敏感,介质体积浓度由低到高变大时,表面等离子体共振吸收峰向右平移,共振角逐渐增大。实验表明,表面等离子体共振传感测试技术对不同浓度油水介质的折射率变化非常敏感,能够用其进行流体持率的测量。     

多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究

研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型.应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理.数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度.这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况.     

多孔分子印迹膜修饰的表面等离子体共振微囊藻毒素LR检测传感器

开发了一种多孔分子印迹膜修饰的表面等离子体共振(SPR)传感器,用于快速检测水中微囊藻毒素LR。研究了利用该传感器检测微囊藻毒素LR的方法。首先,通过原位聚合法在SPR传感芯片的裸金表面合成了微囊藻毒素LR的多孔分子印迹膜,制备出可以特异性捕获微囊藻毒素LR的SPR传感芯片。然后,利用Kretschmann棱镜耦合结构,构建了基于Kretschmann结构的波长调制型表面等离子体共振传感器。最后,通过检测不同浓度的微囊藻毒素LR溶液以及干扰物质微囊藻毒素RR溶液,研究了该传感器的测量范围、特异性等参数。结果表明,该传感器对于微囊藻毒素LR的检测灵敏度很高,可实现微囊藻毒素LR的定量检测,动态测量达2.1×10-9~1×10-6 mol/L。另外,传感器对于干扰物质微囊藻毒素RR无明显信号响应,表明传感器对于微囊藻毒素LR具有很好的特异性检测能力。     

基于Au-Ag复合膜的光纤表面等离子体共振传感器理论仿真研究

为增强基于Ag膜光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的抗氧化能力,可将Au膜镀于Ag膜表面。利用TFCalc软件对不同厚度Ag膜和Au-Ag复合膜的光纤SPR传感特性进行理论仿真研究。仿真结果表明:光纤SPR吸收峰显著依赖于Ag膜厚度,当Ag膜厚度由40nm逐渐增加到80nm时,共振吸收峰的半峰全宽逐渐减小,且共振波长随Ag膜厚度的增大而减小,共振波长变化范围较小,仅为7nm左右;Au膜的引入对共振吸收峰反射率影响不大,不同厚度Au-Ag复合膜的SPR共振波长随Au膜厚度的增大而增大。     

用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器

针对阵列样品的定量检测,构建了一种用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器。首先,基于平面棱镜耦合下的最佳旋转轴位置和双棱镜探测光路搭建了阵列扫描式表面等离子体共振生物传感器。然后,计算了可探测阵列样品的点密度。最后,以蒸馏水和浓度分别为5,10,15,20,25,30,35mg/mL的葡萄糖溶液作为待测阵列样品进行了多样品点的表面等离子体共振实验。实验测得阵列样品的共振角分别为73.745,73.919,74.052,74.185,74.306,74.408,74.549,74.660°,显示葡萄糖溶液浓度与共振角线性关系良好,证明了该方法和装置的可行性。该装置对提高阵列样品点密度,实现高精度定量检测具有重要意义。     

用于温度测试的光纤SPR传感器特性研究

表面等离子体波共振效应（SPR）对液体折射率变化非常敏感，而温度变化又会导致液体折射率和金膜复介电常数的改变。利用这一原理，可以考察温度变化对SPR共振效果的影响。采用相对光谱检测技术，获得相应的SPR反射光谱，并详细分析了共振波长和共振强度等参数随温度变化的特性曲线。定义耦合系数η，还可实现对不同液体温度下共振效应强度的评估。通过这些研究，进一步扩展了此类传感器的应用领域。     

光纤表面等离子体共振传感器理论仿真研究

为了考查光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,基于单层膜表面Snell反射公式,利用MatLab软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,系统考查金膜厚度、待测介质介电常数以及入射到纤芯—金膜界面的入射角对反射光谱特性的影响.仿真结果表明:光纤SPR的共振波长随金膜厚度的增大而增大,随外界介质介电...     

基于噪声分析的波长表面等离子体共振分析仪的数据处理

波长SPR（表面等离子体共振）分析仪的分辨率主要取决于仪器的灵敏度和噪声水平决定的波长分辨率两部分,但高波长分辨率的光谱仪往往以牺牲波长探测范围为代价。因此,为了在保证波长SPR分析仪的动态范围的同时,提高其分辨率,降低波长SPR分析仪噪声的影响,分析了分析仪的噪声来源：与光强有关的光源本身产生的噪声和入射光光子噪声;与光强无关的信号后处理电路、温度等引起的噪声两部分噪声对SPR分析仪探测力的影响。以波长SPR分析仪的信噪比为目标,对波长SPR的数据处理进行了优化。其优化结果：最佳的处理曲线部分为SPR信号最强波长所对应的反射系数R1与信噪比最大波长所对应的反射系数R2之间前半部分的SPR曲线。基于这段最佳的处理曲线,提出了一种部分质心法的数据处理算法。实验结果表明,经优化后波长SPR分析仪,其分辨率提高了将近10倍,动态范围扩大了2倍,采用此种算法测得的折射率在1.3325-1.3600甘油溶液的线性相关系数大于0.99,说明此种算法对测试结果的线性度不会产生不利的影响。     

Detection of C-reactive protein on a functional poly(thiophene) self-assembled monolayer using surface plasmon resonance

The preparation of a new poly(thiophene) with pendant N-hydroxysuccinimide ester groups and its application to immobilization of biomolecules are reported. A thiophene derivative of N-hydroxysuccinimide ester was polymerized with FeCl(3) in chloroform and the resulting poly(thiophene) was characterized by nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier transform infrared (FT-IR), and gel permeation chromatography (GPC). This polymer reacts with amine-bearing molecules to yield new poly(thiophene) derivatives and the specific interactions at the side groups could be detected. Thus, a self-assembled monolayer (SAM) using the polymer was formed on a gold-coated quartz cell and anti-C-reactive protein (anti-CRP) was immobilized. The binding behavior of CRP on the surface was monitored by use of a surface plasmon resonance (SPR) sensor system.