表面等離子體共振（Surface plasmon resonance,SPR）是光與金屬表面自由電子相互作用引起的電磁振蕩,對外界折射率變化敏感,具有靈敏度高、重復性好、免標記、抗電磁干擾及實時動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點,通過對SPR傳感器表面進行生化修飾,可以對特定分析物進行高分辨率和高選擇性檢測,被廣泛應用于醫(yī)學衛(wèi)生、食品安全與環(huán)境檢測等諸多領域。光纖SPR傳感器作為一種典型的便攜式光纖生物化學傳感器,具有尺寸小、性價比高、易于攜帶等特點,可實現(xiàn)傳感器系統(tǒng)的低成本、小型化和集成化,近年來發(fā)展迅速,在醫(yī)療檢測、環(huán)境監(jiān)測等領域展示了巨大的應用潛力。糖類是生物體重要的能源物質,參與有機體多種重要的生理活動,通過檢測糖類及其衍生物可以對糖尿病、缺鐵性貧血及癌癥等多種疾病進行分析和診斷。硼酸能夠與多種含糖物質進行特異性結合,在糖蛋白檢測、癌細胞監(jiān)測及藥物緩釋中均有重要應用,但將其用于SPR生化傳感技術的相關研究和應用較少。本論文針對含糖物質檢測技術發(fā)展的迫切需求,基于對已有技術特點和局限的分析,將表面等離子體共振、光纖傳感、光纖器件、納米材料及分子識別技術等進行有機融合,設計合成了多種功能性硼酸識別體系... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１波的傳播與振動（ＴＥ波和ＴＭ波）１１８］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｗａｖｅ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ?（ＴＥ?ａｎｄ?ＴＭ?ｍｏｄｅ）［１８１??

??如圖１．１為波導傳輸光的兩種模式：ＴＭ波（Ｐ光）和ＴＥ波（Ｓ光）。ＴＥ波在傳播方向??上有磁場分量無電場分量，稱為橫電波。ＴＭ在傳播方向上有電場分量而無磁場分量，??稱為橫磁波。ＳＰＷ與全反射產生的消逝波耦合過程中，ＳＰＷ波矢和光波波矢需滿足匹??配條件，且二者均有沿著金屬介質界面的切向分量。因此，只有ＴＭ模式下的偏振光即??Ｐ光才能激發(fā)表面等離子體共振，ＴＥ波（Ｓ光）不滿足耦合條件［１７］。??Ｍａｇｎｅｔｉｃ??????ｆｉｅｌｄ??ｊ＂＂ｊ?ＰＩＴ？?Ｍａｇｒｉｅｔｉｎ／??Ｗａｖｅ??Ａ?，，?＝＾±ｒｒｒｄ?ｔｚＸ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ??／＼?＼?１－４＾Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?＼／??ＴＥ?ｍｏｄｅ?ＴＭ?ｍｏｄｅ??圖１．１波的傳播與振動（ＴＥ波和ＴＭ波）１１８］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｗａｖｅ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ?（ＴＥ?ａｎｄ?ＴＭ?ｍｏｄｅ）［１８１??當ＴＭ偏振光在一定角度下入射進行全反射時，可激發(fā)金屬膜表面的自由電子集體??震蕩，產生ＳＰＲ現(xiàn)象并用于分析和檢測。當分析物與傳感表面的識別物質結合時，傳感??表面折射率發(fā)生變化

激發(fā)ＳＰＲ方式主要有棱鏡耦合式、光柵耦合式［２火激光激發(fā)和近場激發(fā)等。??在ＳＰＲ傳感器中，主要采用棱鏡稱合的激發(fā)方式，主要分為Ｏｔｔｏ和Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ兩種??構型（圖１．３）［１７］，在Ｏｔｔｏ構型中，棱鏡和金屬膜之間有一定空隙，其間距與入射波長相??近，將待測物質通入空隙中，通過全反射在金屬膜的內表面激發(fā)ＳＰＲ并進行檢測［１３］。??Ｏｔｔｏ構型傳感器適用于對晶體表面需要保護的樣品研究，由于其空隙層僅有幾百納米，??制作難度較大、使用不便，因此僅在有限的領域進行應用。??（Ａ）?（Ｂ）?ｓｐｐ??ｋｍａｌ?Ｍｅｔａ！??Ｚ、＼?’?＇??她“咖麵議??’?Ｗ?ｘ??圖１．３棱鏡式ＳＰＲ傳感器經典構型：（Ａ）Ｏｔｔｏ構型；（Ｂ）Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ構型??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐｒｉｓｍ－ｂａｓｅｄ?ＳＰＲ?ｓｅｎｓｏｒ：?（Ａ）?Ｏｔｔｏ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；?（Ｂ）?Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ??－５?－??


本文編號：3352518