▌R1 定制系統在 SPR 傳感檢測中的應用一種可實現表面等離子體共振傳感檢測的宏觀角分辨光譜定制系統及解決方案
光譜系統定制 SPR 傳感器 角分辨光譜
【概述】表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）是一種物理光學現象，SPR 技術已經成為當今科學研究的重要手段，在生物學檢測、臨床診斷與遺傳分析、食品工業及環境監測等領域都有著關鍵的應用。SPR 傳感器是表面等離子體共振儀中的核心部件，常見的傳感器結構有棱鏡耦合型、光纖型及光柵型三種，其中，棱鏡耦合方式的傳感結構簡單，應用廣泛。
棱鏡耦合型 SPR 測試裝置實現檢測的關鍵在于穩定的光源、的角度控制系統以及寬泛的角度探測范圍。 R1 角分辨光譜系統是復享光學一款針對毫米級尺度樣品開發的角分辨光譜測試系統。基于 R1 而面向 SPR 應用的角分辨光譜定制系統，可以輕松獲取反射率隨角度與波長而變化的 SPR 光譜，是表面等離子體共振檢測的重要工具。
【樣品 & 測試】一個典型的 棱鏡耦合型 SPR 系統 包含了光源、棱鏡、帶金屬膜的傳感芯片、流通池以及探測器（圖1）。當一束 P 偏振光穿過棱鏡照射在金屬膜表面發生全內反射時，產生的消逝波（Evanescent Wave）滲透到金屬膜，在金屬與樣品界面處激發了 SPR 現象。在特定的入射波長與角度條件下，探測器通過檢測來自不同方向不同強度的反射信號，從而獲取 SPR 光譜信息（圖2A）。
表面等離子體共振現象發生時，共振角度及共振波長受金屬表面介質的折射率影響存在一定的變換關系，如 圖2B 所示。SPR 研究正是利用傳感芯片對介質折射率變化的高敏感特性，從而實時追蹤整個共振體系性質的動態變化。如 圖2C 所示，在固定波長條件下，通過探測共振角度隨介質折射率的同步變化，實現了對抗原與抗體作用過程的實時監測。
以 R1角分辨光譜測量支架 為基礎，結合棱鏡耦合型 SPR 傳感結構，是復享光學為實現表面等離子體共振應用而構造的 宏觀角分辨光譜定制系統。棱鏡耦合結構經特殊設計固定于多維精密調節臺上，保證了光學器件與樣品的緊密配合，提高了器件的耦合效率。該系統大的特點是打破了傳統 SPR 測試設備固定波長多角度調制、固定角度多波長調制的局限，在 0.1° 的角度步進下，0~90° 范圍內可以設置任意固定角度的入射與多角度同步或異步接收，同時實現寬至 250~2500nm 的光譜測量，這充分考慮了表面等離子體共振研究對于波長與角度變化的高度依賴性。
【總結】運用表面等離子體共振原理的科學檢測已然成為一種越來越熱門的研究技術。復享光學的角分辨光譜定制系統巧妙利用了棱鏡耦合型 SPR 傳感結構簡易與穩定的特點，充分發揮了 R1 測量支架超寬波段光譜測量與角度分辨能力的優勢，完好實現了 SPR 波長與角度調制的統一，有效提高了 SPR 傳感實驗的檢測效率，可以為從事表面等離子體共振技術應用的科研人員提供的解決方案。▌
【參考文獻】
? Wilson, W. David. "Analyzing Biomolecular Interactions." Science 295.5562(2002):2103-2105. Link
? Rhodes, Crissy, et al. "Surface plasmon resonance in conducting metal oxides." Journal of Applied Physics 100.5(2006):054905-054905-4. Link
? http://losegolab.gatech.edu/Interfaces/SPR.html Link
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