表面等离子体共振原理及应用.pptx

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1、一、表面等离子体的产生Surface Plasmon Resonance,SPR 第1页/共12页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，这这实实际际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。六六十十年年代代晚晚期期，Kretschmann 和和Otto采采用用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

2、应用用起起了了巨巨大大的的推推动动作作用用。他他们们的的实实验方法简单而巧妙，仍然是目前验方法简单而巧妙，仍然是目前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第2页/共12页棱镜耦合棱镜耦合 棱镜是棱镜是SPRSPR研究中应用最为广泛的光学耦合器件。棱镜由高折射率的非研究中应用最为广泛的光学耦合器件。棱镜由高折射率的非吸收性的光学材料构成，其底部镀有厚度为吸收性的光学材料构成，其底部镀有厚度为50nm50nm左右的高反

3、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-偏振光以一定的角度偏振光以一定的角度0 0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0 0大于临界角大于临界角c c时，光线将发生全内时，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。这里反射，即全部返回到棱镜中，然后，从棱镜的另一个侧面折射出去。这里入射光应当用入射光应当用p p-偏振

4、光，因为其电场分量与界面垂直，这与表面等离子体偏振光，因为其电场分量与界面垂直，这与表面等离子体波的情况一致。波的情况一致。第3页/共12页典型的SPR光谱 第4页/共12页二、SPR传感器概念第5页/共12页4种检测方式种检测方式1.1.角度调制：固定inin，改变inin2.2.波长调制：固定inin ，改变inin3.3.强度调制：固定inin 、inin，改变光强4.4.相位调制：固定inin 、inin，测相差第6页/共12页三、典型SPR传感器及其应用第7页/共12页ComputerPrismL C P DG CCDAuBSample inSample outGlass slide

5、Au 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SPR传感器装置第8页/共12页基于角度调制的SPR传感装置SPR对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感,当表面介质的属性改变或者附着量改变时，共振角将不同。因此，SPR谱（共振角的变化vs时间）能够反映与金属膜表面接触的体系的变化。第9页/共12页Biacore 2000Dimensions:760 x 350 x 610 mmNet Weight:50 kgSpreeta 2000典型仪器典型仪器第10页/共12页相位调制第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页