全反射法激发表面等离子激元详细介绍。
时间: 2023-08-22 22:07:11 浏览: 126
全反射法激发表面等离子激元,是一种利用金属和介质界面上表面等离子激元的共振现象来实现光谱学分析的方法。
具体来说,当一束光照射到金属和介质的交界处时,部分光线会被反射,而另一部分光线则会穿过介质,并与金属表面上的电子相互作用。在某些特定的条件下,这些电子会共振,形成一种被称为表面等离子激元的激发态。这种激发态会导致金属表面上的电磁场强度增强,并且会引起反射光的强度变化。通过测量反射光的强度变化,就可以获得与表面等离子激元相关的光谱信息。
全反射法是一种常用的表面等离子激元激发方法,它利用了入射角度大于临界角时,光线会被完全反射的现象。在实验中,可以通过改变入射角度来激发不同波长的表面等离子激元,并利用反射光的强度变化来研究样品的光学性质、表面结构以及分子吸附等现象。全反射法激发表面等离子激元在化学、物理、生物等领域中都有广泛的应用。
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近场激发激发表面等离子激元(Near-field Excitation of Surface Plasmon Resonance, NF-SPR)是一种利用近场光学原理直接激发金属薄膜表面的SPW的新型SPR激发方式。其基本原理是通过将一根尖端直径在几纳米至几十纳米的探针放置在金属薄膜表面上,并将一束入射光从探针尖端垂直入射,当入射光与探针尖端的距离小于入射光的波长时,会产生一定的局域电场增强效应,从而激发出SPW,形成SPR信号。通过改变探针的位置和入射光的极化方向等参数,可以实现对SPW的精细调控和定向扩散,从而实现对生物分子相互作用的实时监测和分析。
NF-SPR相对于传统的全反射法SPR、GC-SPR和PC-SPR,具有以下优点:一是具有高灵敏度和高分辨率,可以实现对单个生物分子的检测;二是可以实现对局部区域的选择性激发,从而实现对生物分子相互作用的更加精细的控制和分析;三是可以实现对样品的原位检测,无需样品处理和标记等。但是,NF-SPR也存在一些缺点,如样品需求高纯度,需要对探针进行精细的制备和定位等。
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棱镜耦合激发表面等离子激元(Prism Coupled Surface Plasmon Resonance, PC-SPR)是一种常用的SPR激发方式,其基本原理是通过将金属薄膜表面的生物分子层与棱镜表面紧密接触,利用棱镜的折射率和金属薄膜的厚度等参数,实现SPW的激发和信号检测。具体来说,当一束入射光从棱镜表面垂直入射时,会在棱镜表面和金属薄膜表面之间产生一定的电磁场,形成SPW,其波长和入射角等与棱镜、金属薄膜和介质的折射率等有关系。当样品中的生物分子与金属薄膜表面的生物分子层发生相互作用时,会导致SPW的波长发生变化,从而引起SPR信号的变化,通过检测SPR信号的变化可以实现对生物分子相互作用的实时监测和分析。
PC-SPR相对于传统的全反射法SPR和GC-SPR,具有以下优点:一是信号稳定,不易受到环境因素的影响;二是能够实现大范围的样品检测,可以同时检测多个样品;三是可以通过改变棱镜的折射率和角度等参数,实现SPW的调控和定向扩散,从而实现对生物分子相互作用的更加精细的控制和分析。但是,PC-SPR也存在一些缺点,如信号强度较弱,检测灵敏度不如GC-SPR;样品需求高纯度,金属表面易受到污染等。
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