便携表面等离子体共振分析仪♏表面等离子体共振仪器

基于表面等离子体共振技术（（Surface plasmon resonance，SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振。

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文章目录：

1. 表面等离子体共振仪的介绍
2. 表面等离子体共振传感器:表面等离子体共振原理
3. 表面等离子体共振仪的电化学原位时间分辨表面等离子体共振测量仪
4. 表面等离子体共振仪的表面等离子体共振仪
5. 表面等离子体共振的原理?

一、表面等离子体共振仪的介绍

基于表面等离子体共振技术（（Surface plasmon resonance，SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振，是一种物理光学现象）的表面等离子体共振仪是已经成为物理学、化学和生物学研究的重要工具。

二、表面等离子体共振传感器:表面等离子体共振原理

　　Jiri Homola 　　Surface Plasmon Resonance 　　Based Sensors 　　2006, 251pp. 　　Hardcover

　　ISBN 9783540339182

　　霍莫拉著

　　本书是《斯普林格化学传感器和生物传感器》系列专著中的一部。表面等离子体共振(SPR)传感器是一种通过对表面等离子波的共振角测量计算样品折射率(浓度)的传感器,是实现微量生物和化学活性物质定量测定的重要技术之一。在过去20年里,表面等离子体共振传感器吸引了研究者的极大关注。本书试图对表面等离子体共振传感器这一领域进行广泛而深入的介绍,包括表面等离子体及其激发的理论、表面等离子体共振仪及传感器表面的详细介绍、研究方法与数据分析以及应用介绍。

　　本书分为三部分。第一部分向读者介绍了表面等离子体共振技术的基本理论,含第1.3章。1.在平面波导上的表面等离子体的电磁理论;2.表面等离子体共振传感器的原理以及影响其性能的关键因素;3.传感器表面分子间作用的模型以及动力学分析中质量传输的影响。第二部分介绍了表面等离子体共振传感器的发展现状以及功能化方法,包括第4.5章。4.表面等离子体共振仪的原理,包括棱镜与光栅的耦合、波长调制、强度调制方法、光波导与光纤传感器等;5.表面等离子体共振传感器表面分子的固定等。第三部分讨论了表面等离子体生物传感器在研究分子及其相互作用方面的应用,以及表面等离子体共振传感器在检测化学或生物分析物中的应用,涉及环境监测、食品安全、医疗诊断等各个领域。

　　本书作者霍莫拉副教授,1993年于捷克共和国科学院取得博士学位,现供职于捷克共和国科学院光电子研究所,任光电子部主任及光学传感器系主任。霍莫拉副教授长期从事表面等离子体共振技术的研究,是享有世界声誉的该领域的专家,多次任SPIE光学与光电子会议的光学传感器分会主席。

　　张文涛,

　　助理研究员

　　(中国科学院半导体研究所)

　　Zhang wentao,Assistant Professor

　　(Institute of Semiconductors,CAS)

三、表面等离子体共振仪的电化学原位时间分辨表面等离子体共振测量仪

集成了电化学（EC）与时间分辨表面等离子体共振（TR-SPR）的高效测量技术

1、集成循环伏安法、线性伏安法、开路电位法等常规电化学技术，并全新集成计时电流法、计时电量法、计时电位法、差分脉冲法、常规脉冲法、方波伏安法等暂态电化学方法与SPR联用测量

2、具有双检测器技术，定角度模式SPR检测时间分辨率可达0.1毫秒，捕捉电位/电流阶跃瞬间SPR角度变化

3、高精度的步进电机控制系统配合精密的机械结构设计，角度分辨率可达1.5‰度，加入微步算法和抗共振技术，有效的抑制电机在中低速时的噪音和共振，使得仪器在具有高角度分辨率的同时仍具有较好的重现性

4、集成全功能电化学工作站、时间分辨SPR，都可作为单独仪器使用

四、表面等离子体共振仪的表面等离子体共振仪

检测金属绝缘体界面传播的电子密度波动。当样品与芯片表面的生物分子识别膜相互作用时，会引起金膜表面折射率的变化，导致SPR角度的变化，通过检测SPR角的变化，获得被分析物的浓度、亲和力、动力学常数和特异性等信息。

五、表面等离子体共振的原理?

表面等离子波是在平行与金属/介质界面的方向上传播，而在垂直方向上是迅速衰减的，所以也可以说在垂直方向是局域的。这种情况下与纳米粒子是一样的，纳米粒子的等离子共振其实就是局域表面等离子共振。根据Mie理论，当颗粒尺寸较小时(2R<20nm)，粒子可被近似看为处于同相位均匀电场中，表现为简单的偶极子共振模式。大一点的可以看做四极子或八极子或更高阶多级子振动模式。

表面等离子体子共振是一种物理光学现象。它利用光在玻璃与金属薄膜界面处发生全内反射时渗透到金属薄膜内的消失波,引发金属中的自由电子产生表面等离子体子。

金属表面存在大量自由电子，而其他物体表面并不具有大量电子，当光照射到金属表面时，电子受光波作用发生集体共振，这共振就产生表面等离子波。由于连续的金属薄膜电子浓度很高，所以等离子波的振荡频率很大，在10THz左右。

但是对于金属纳米颗粒，由于大量减少了电子数目，其振荡频率可降至可见光范围。但由于金租察属不再连续，在共振波长增强的电场通过金属/介质界面迅速衰减，因此称为局域，简单来说即非连续造成了局域效应。

表面等离子体共振（SPR）光谱技术是一种测量界面结构的高灵敏度的光学反射技术。它已成为生物传感，生物医学，生物化学，生物制药等领域的结合现空念象的标准测量技术。

表面等离子体是一种存在电介质常量相反的两种介质（如：金属和绝缘体）界面的电荷密度震荡行为。这种电荷密度波与金属绝缘体界面处存在的边界TM极化电磁波有关。这种波的电场在界面处最大,并舜逝在两种介质中。任何折射率的变化或结合事件都会带来SPR共振的变化。

表面等离子体的激发需要特殊的几何结构。实验证明，简单的反射实验无法激发表面等离子体。SPR共振的等离子体激发的必要条件是光的波矢kx 的投影与某个等离弊亏茄子体匹配。

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