表面等離子體共振生物傳感器綜述

施玉佳 王凱（江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院 江西贛州 341000）

表面等離子體共振生物傳感器綜述

施玉佳 王凱（江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院 江西贛州 341000）

表面等離子體共振（surface plasmon resonance,SPR）生物傳感器，是一種基于金屬薄膜和電介質(zhì)分界面處的表面等離子體共振現(xiàn)象的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，它的主要特點(diǎn)是方便、快捷、無需標(biāo)記，并且可以用于實(shí)時(shí)和非破壞性檢測(cè)，具有非常高的選擇性，作為檢測(cè)、分析生物分子相互作用的工具廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、藥學(xué)研究、食品安全及環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域。

表面等離子體；光學(xué)；傳感器

一、引言

1902年Wood首次發(fā)現(xiàn)了SPR現(xiàn)象。1941年Fano利用金屬和空氣界面上表面電磁波的激發(fā)原理解釋了這一現(xiàn)象。1958年Turbader對(duì)金屬薄膜采用光的全反射激勵(lì)觀察SPR現(xiàn)象。1971年Kretschmann研究了Kretschmann結(jié)構(gòu)，給SPR傳感器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1983年Linkoping利用SPR來檢測(cè)IgG蛋白質(zhì)與其抗原的相互反應(yīng)，并由Biacore AB公司開發(fā)出SPR儀器[1,2,3]。從此SPR儀器和SPR生物傳感器的研究全面展開并不斷深入。

二、表面等離子體共振原理

光從光密介質(zhì)照向光疏介質(zhì)發(fā)生全反射的條件是讓入射角大于臨界角，但是全反射并不是把所有的光能量進(jìn)行反射，而是有部分能量滲透到光疏介質(zhì)中去，這就是消失波，消失波的深度一般為100～200nm，這種滲透到光疏介質(zhì)中的能量形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和滲透深度是呈指數(shù)衰減的關(guān)系。如果以一般的玻璃作為光疏介質(zhì)，把具有高反射率的金屬作為光密介質(zhì)鍍?cè)诠馐杞橘|(zhì)上，控制鍍層厚度在50nm以內(nèi)，那么全反射產(chǎn)生的……