表面等离子体共振原理及应用要点优秀PPT.ppt

表面等离子体共振及其应用报告人：邢砾云v表面等离子体的产生vSPR传感器概念v典型SPR传感器及其应用一、表面等离子体的产生vSurface Plasmon Resonance,SPR 除除电电子子以以外外，用用电电磁磁波波，如如光光波波，也也能能激激发发表表面面等等离离子子体体振振动动。二二十十世世纪纪初初，Wood 首首次次描描述述了了衍衍射射光光栅栅的的反反常常衍衍射射现现象象，这这事事实实上上就就是是由由于于光光波波激激发发了了表表面面等等离离子子体体振振动动所所致致。六六十十年年头头晚晚期期，Kretschmann 和和Otto接接受受棱棱镜镜耦耦合合的的全全内内反反射射方方法法，实实现现了了用用光光波波激激发发表表面面等等离离子子体体振振动动，为为SPR技技术术的的应应用用起起了了巨巨大大的的推推动动作作用用。他他们们的的试试验验方方法法简简洁洁而而奇妙，仍旧是目前奇妙，仍旧是目前SPR装置上应用最为广泛的技术。装置上应用最为广泛的技术。(A)Kretschman (B)OttoPrism gMetal mSample s0kevkspxzPrism gSample sMetal m0kevksp棱镜耦合 棱镜是棱镜是SPRSPR探讨中应用最为广泛的光学耦合器件。棱镜由高折射率的非探讨中应用最为广泛的光学耦合器件。棱镜由高折射率的非吸取性的光学材料构成，其底部镀有厚度为吸取性的光学材料构成，其底部镀有厚度为50nm50nm左右的高反射率的金属薄左右的高反射率的金属薄膜（一般为金或银），膜下面是电介质。在膜（一般为金或银），膜下面是电介质。在SPRSPR传感器中，该电介质即为待传感器中，该电介质即为待测样品。由光源发出的测样品。由光源发出的p-p-偏振光以确定的角度偏振光以确定的角度00入射到棱镜中，在棱镜与入射到棱镜中，在棱镜与金属的界面处将发生反射和折射。当金属的界面处将发生反射和折射。当00大于临界角大于临界角cc时，光线将发生全时，光线将发生全内反射，即全部返回到棱镜中，然后，从棱镜的另一个侧面折射出去。这内反射，即全部返回到棱镜中，然后，从棱镜的另一个侧面折射出去。这里入射光应当用里入射光应当用p-p-偏振光，因为其电场重量与界面垂直，这与表面等离子偏振光，因为其电场重量与界面垂直，这与表面等离子体波的状况一样。体波的状况一样。典型的SPR光谱 二、SPR传感器概念4种检测方式种检测方式1.1.角度调制：固定角度调制：固定inin，变更，变更inin2.2.波长调制：固定波长调制：固定in in，变更，变更inin3.3.强度调制：固定强度调制：固定in in、inin，变更光强，变更光强4.4.相位调制：固定相位调制：固定in in、inin，测相差，测相差三、典型SPR传感器及其应用ComputerPrismL C P DG CCDAuBSample inSample outGlass slideAu filmPrism0.1mmL：卤钨灯；：卤钨灯；C：平行光管；：平行光管；P：偏振片；：偏振片；D：光阑；：光阑；G：光栅；：光栅；B：玻片：玻片基于波长调制的基于波长调制的SPR传感器装置传感器装置基于角度调制的基于角度调制的SPR传感装置传感装置SPR对对附附着着在在金金属属薄薄膜膜表表面面的的介介质质折折射射率率特特别别敏敏感感,当当表表面面介介质质的的属属性性变变更更或或者者附附着着量量变变更更时时，共共振振角角将将不不同同。因因此此，SPR谱谱（共共振振角角的的变变更更vs时时间间）能能够够反反映映与与金金属属膜膜表表面面接接触触的体系的变更。的体系的变更。Biacore 2000Dimensions:760 x 350 x 610 mmNet Weight:50 kgSpreeta 2000典型仪器典型仪器相位调制