表面等离子体共振传感技术和生物分析仪 被引量：17

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作者 王晓萍 洪夏云 +2 位作者 詹舒越 黄子昊 庞凯 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1143-1159,共17页

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是生物化学分析领域常用的分析手段和研究工具,与其相关的研究不计其数,发展日新月异。本研究小组从事SPR传感技术研究近十年,从初期的理论研究、仿真计算、传感器设计以及全自... 表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是生物化学分析领域常用的分析手段和研究工具,与其相关的研究不计其数,发展日新月异。本研究小组从事SPR传感技术研究近十年,从初期的理论研究、仿真计算、传感器设计以及全自动SPR生物分析仪开发与应用研究,到目前的传感器性能提高、应用拓展,时刻关注着该项技术的最新动态。本文系统综述了SPR传感技术和生物分析仪的原理、结构以及主要功能模块,SPR传感器的调制类型、耦合方式以及SPR成像传感器;介绍了结合局域表面等离子体共振(local surface plasmon resonance,LSPR)技术、改进金属膜系设计、优化数据处理算法等提高SPR生物分析仪性能的方法;阐述了SPR传感技术和生物分析仪的最新进展,包括SPR技术和微流控芯片、电化学技术、表面增强拉曼散射技术(SERS)的联用;列举了SPR生物分析仪在临床诊断、药物筛选、生物分子研究、食品安全和环境监测等领域的应用实例;最后,分析了SPR生物分析仪面临的主要问题以及未来的发展趋势。 展开更多

关键词 表面等离子共振(SPR) 局域表面等离子体共振(lspr) 微流控芯片 电化学 表面增强拉曼散射(SERS) 金属膜系

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Au纳米粒子二维周期阵列的LSPR消光特性分析 被引量：8

2

作者 张维 孙辉 +5 位作者 刘儒平 岳钊 王程 常胜江 耿卫东 刘国华 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1005-1010,共6页

采用离散偶极子近似(DDA)方法,对不同间距的Au纳米粒子阵列在不同介质情况下的消光特性进行仿真分析。分析结果表明,消光峰值波长和强度随纳米粒子间距的减小而增大,但在间距较大的情况下折射率灵敏度基本不变。实验测量结果也表明,不... 采用离散偶极子近似(DDA)方法,对不同间距的Au纳米粒子阵列在不同介质情况下的消光特性进行仿真分析。分析结果表明,消光峰值波长和强度随纳米粒子间距的减小而增大,但在间距较大的情况下折射率灵敏度基本不变。实验测量结果也表明,不同的密度分布的Au纳米球阵列对应了基本相同的折射率灵敏度。因此,在纳米粒子间距较大时,纳米粒子阵列局部分布的不均匀不会改变整体的折射率灵敏度,相同的消光峰值波长红移量对应相同的介质折射率变化量。 展开更多

关键词 局域表面等离子体共振(lspr) 离散偶极子近似(DDA) AU纳米粒子 周期阵列 消光特性

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纳米结构分子吸附引起的表面增强拉曼散射研究 被引量：7

3

作者 张兴坊 闫昕 刘凤收 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1220-1224,共5页

利用模板印刷技术,制备了具有不同局域表面等离子体共振(LSPR)峰的Au纳米空心半球壳结构,并以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了纳米结构表面吸附分子对表面增强拉曼散射(SERS)强度的影响。结果表明,当纳米结构的LSPR峰位处于激发光波... 利用模板印刷技术,制备了具有不同局域表面等离子体共振(LSPR)峰的Au纳米空心半球壳结构,并以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了纳米结构表面吸附分子对表面增强拉曼散射(SERS)强度的影响。结果表明,当纳米结构的LSPR峰位处于激发光波长的短波长或"马鞍型"位置时,SERS强度随吸附分子数的增加而增大;当处于长波长位置时,SERS强度呈现先增大后减小的趋势。利用分子吸附理论和纳米结构表面局域场强度变化,对此现象进行了解释。 展开更多

关键词 纳米结构 表面增强拉曼散射(SERS) 分子吸附 局域表面等离子体共振(lspr)

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利用纳米金局域表面等离子体共振散射方法检测痕量汞(Ⅱ) 被引量：6

4

作者 郑莉 朱进 +2 位作者 吴飞 丛妍斌 谭克俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1477-1481,共5页

在Britton-Robinson（BR）（pH 为9．0）缓冲介质中，微量 Hg（Ⅱ）离子能诱使被巯基乙酸钠包被的AuNPs发生聚集，以此诱发局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance，LSPR）散射峰的出现，随着 Hg（Ⅱ）浓度的不断... 在Britton-Robinson（BR）（pH 为9．0）缓冲介质中，微量 Hg（Ⅱ）离子能诱使被巯基乙酸钠包被的AuNPs发生聚集，以此诱发局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance，LSPR）散射峰的出现，随着 Hg（Ⅱ）浓度的不断增加，体系在548 nm的LSPR散射信号显著增强，其散射强度与 Hg（Ⅱ）的浓度具有相关性，且在0．08～0．8μmol·L^-1范围内呈现一定的线性关系，由此构建了以 Hg（Ⅱ）为目标分析物的LSPR散射分析检测方法，检测限为8 nmol·L^-1。研究了体系的LSPR散射光谱以及吸收光谱，利用扫描电镜考察了AuNPs与 Hg（Ⅱ）反应前后粒径的变化情况，发现单独的AuNPs呈现良好的分散状态，当加入 Hg（Ⅱ）后，AuNPs呈现聚集状态。同时探讨了体系反应机理，结果表明Hg（Ⅱ）的加入与AuNPs表面的羧基发生螯合作用诱导了AuNPs的聚集。考察了体系对金属离子 Hg（Ⅱ）的选择性，实验中选择了一系列的金属离子与AuNPs作用，其结果表明 Hg（Ⅱ）与AuNPs作用的LSPR散射信号增强效果最为明显，而其余离子即使在浓度较高时其LSPR散射强度依然较弱，说明了实验设计方案对 Hg（Ⅱ）具有优异的选择性。此外，研究了体系酸度，离子强度以及稳定剂对体系的影响。实验所建立起来的方法操作简单，分析速度快速，检测灵敏度较高。该方法已经成功用于环境水样中痕量 Hg（Ⅱ）的检测。 展开更多

关键词 Hg(Ⅱ) 金纳米(AuNPs) 局域表面等离子体共振(lspr) )

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光纤端面可调LSPR金纳米半球壳阵列的制备 被引量：2

5

作者 张腊梅 廖艳林 +2 位作者 范群芳 曹杰 毛庆和 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2012年第4期302-306,共5页

提出了一种具有可调局域表面等离子体共振(LSPR)特性的光纤端面纳米结构的制备方法.利用二维胶体聚苯乙烯球(PS)单层膜的可转移性,结合溅射沉积,在光纤端面上获得了金纳米阵列结构.扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像表明,单个纳米颗... 提出了一种具有可调局域表面等离子体共振(LSPR)特性的光纤端面纳米结构的制备方法.利用二维胶体聚苯乙烯球(PS)单层膜的可转移性,结合溅射沉积,在光纤端面上获得了金纳米阵列结构.扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像表明,单个纳米颗粒具有半球壳结构,阵列结构呈现六角密堆积排列;光谱测量结果显示,制备的样品具有明显的LSPR效应,改变溅射时间可实现对LSPR峰位从可见至近红外的调控,且金纳米半球壳直径改变时其LSPR峰位调控规律相似,重复测量结果表明制备的纳米结构具有良好的稳定性. 展开更多

关键词 光纤 局域表面等离子体共振(lspr) 聚苯乙烯球(PS)单层膜 金纳米半球壳阵列

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Ag-Al纳米球二聚体的光学性质研究

6

作者 程龙 姜永刚 +5 位作者 黄丽清 张宇 吴际 孙昊 刘齐 王军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3470-3475,共6页

金属纳米材料因其表面等离子体共振特性而备受关注。异质结构的金属纳米材料的光学特性相比于同质结构因其材料的不同破坏了原有结构的对称性,对称性的破坏将引起光学性质的改变,相邻两个颗粒之间的相互作用会产生Fano共振。Fano共振是... 金属纳米材料因其表面等离子体共振特性而备受关注。异质结构的金属纳米材料的光学特性相比于同质结构因其材料的不同破坏了原有结构的对称性,对称性的破坏将引起光学性质的改变,相邻两个颗粒之间的相互作用会产生Fano共振。Fano共振是由异质纳米结构的表面等离子体共振耦合引起的,通过合理地调控表面等离子体共振的耦合,将进一步调控Fano共振的强度同时促使异质结构的电场增强特性和辐射特性得到进一步优化。受金银等贵金属的带间跃迁影响,金属铝纳米材料成为研究紫外-近紫外光区的表面等离子体共振研究最佳选择。采用有限时域差分方法研究了Ag-Al纳米球二聚体的光学特性。研究了Ag和Al纳米球组成的二聚体的吸收光谱与入射光偏振方向、纳米球半径、颗粒间距和介质折射率等几何结构及物理参数的关系,并深入讨论了二聚体的局域场分布规律;讨论了获取更高效的Fano共振光谱的方法。由于材料的对称性被破坏,异质二聚体的光学性质与同质二聚体明显不同,Ag-Al异质纳米球二聚体呈现出在紫外和可见光区的双Fano共振现象。Ag-Al二聚体表面等离子体互相耦合引起Fano共振从而导致表面等离子体的共振抑制和增强。研究结果对在紫外-可见光区的表面等离子体应用、纳米光学器件的设计与开发及基于表面等离子体共振的表面增强光谱、生物传感和检测研究等有一定参考价值。 展开更多

关键词 Ag-Al纳米球二聚体 时域有限差分方法(FDTD) 局域表面等离子体共振(lspr) Fano共振

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具有可调谐的LSPR和SERS性能的“爆米花”状Au@Ag核壳超结构的制备（英文）

7

作者 高蒙蒙 林翔 +3 位作者 刘本康 赵海燕 于杰 王利 《光散射学报》 2019年第2期136-145,共10页

本文通过使用多巴胺二硫代氨基甲酸(DDTC)作为还原剂来控制银纳米颗粒以异相成核的生长模式在金立方表面进行生长,合成出“爆米花”状的金银纳米超结构。这种结构的纳米颗粒在可见光区表现出可调谐的等离子体共振特性,并且通过改变硝酸... 本文通过使用多巴胺二硫代氨基甲酸(DDTC)作为还原剂来控制银纳米颗粒以异相成核的生长模式在金立方表面进行生长,合成出“爆米花”状的金银纳米超结构。这种结构的纳米颗粒在可见光区表现出可调谐的等离子体共振特性,并且通过改变硝酸银的浓度能够精细的调节银层的厚度。此外,使用液液界面自组装技术将纳米颗粒组装成单层膜,然后将结晶紫作为探针分子来研究纳米颗粒的表面增强拉曼散射特性(SERS)和银层厚度之间的依赖关系。并系统的研究了三种激发波长对SERS基底的响应。结果表明“爆米花”状的金银核壳超结构具有可调节的局域表面等离子体共振(LSPR)和SERS特性,在太阳能电池、催化、化学传感等领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 Au@Ag核壳超结构 自组装 表面增强拉曼光谱(SERS) 局域表面等离子体共振(lspr) 可调谐性

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银/多孔金字塔硅基底的制备及其SERS性能研究

8

作者 朱冬祥 鲁颖炜 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第8期1059-1063,共5页

文章通过简单的湿化学方法制备了银/多孔金字塔硅(Ag/PPSi)基底。该基底结合了银纳米粒子优异的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)特性和多孔金字塔硅超大的多孔表面和规则金字塔阵列结构,具有优异的表... 文章通过简单的湿化学方法制备了银/多孔金字塔硅(Ag/PPSi)基底。该基底结合了银纳米粒子优异的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)特性和多孔金字塔硅超大的多孔表面和规则金字塔阵列结构,具有优异的表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)检测灵敏度和均匀性。实验结果表明,Ag/PPSi基底对罗丹明分子的检测限可低至10 -10 mol/L,增强因子(enhancement factor,EF)可高达1.1×10^6,其SERS性能比普通的银/平面硅基底高一个数量级,因而有望成为一种新型的低成本、高灵敏的SERS基底。 展开更多

关键词 银/多孔金字塔硅(Ag/PPSi) 表面增强拉曼散射(SERS) 局域表面等离子体共振(lspr) 检测限 增强因子(EF)

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超薄纳米多孔金膜的制备及其局域表面等离子体效应研究

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作者 冯时 陈述 +1 位作者 杨青 向娟 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期151-154,共4页

采用电化学去合金法制得50nm的超薄纳米多孔金膜(NanoporousGoldFilm,NPGF),其表面粗糙度可预估NPGF的表面形貌.SEM表征证实,在扫描下限大于-0.1 V时,控制伏安扫描的循环周数可获得不同粗糙度的NPGF.利用反射紫外可见光谱研究了NPGF的... 采用电化学去合金法制得50nm的超薄纳米多孔金膜(NanoporousGoldFilm,NPGF),其表面粗糙度可预估NPGF的表面形貌.SEM表征证实,在扫描下限大于-0.1 V时,控制伏安扫描的循环周数可获得不同粗糙度的NPGF.利用反射紫外可见光谱研究了NPGF的局域表面等离子体效应(LSPR).结果显示,NPGF在450 nm处的LSPR效应受其表面粗糙度影响,在优化的粗糙度下,NPGF的局域表面等离子体效应可实现乙二醇溶液浓度的定量检测. 展开更多

关键词 超薄纳米多孔金膜 电化学去合金法 局域表面等离子体共振(lspr)

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Au纳米粒子周期阵列LSPR传感特性仿真研究

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作者 王加鑫 王君 +2 位作者 陈星 宋丽圆 金向阳 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第5期584-587,共4页

采用时域有限差分方法(FDTD),分别对Au纳米粒子在不同间距及不同尺寸下的消光光谱、吸收光谱和散射光谱进行仿真分析,在此基础上研究了Au纳米粒子的尺寸、间距变化对局域表面等离子体共振现象的影响.研究结果表明,随着纳米金球间距的减... 采用时域有限差分方法(FDTD),分别对Au纳米粒子在不同间距及不同尺寸下的消光光谱、吸收光谱和散射光谱进行仿真分析,在此基础上研究了Au纳米粒子的尺寸、间距变化对局域表面等离子体共振现象的影响.研究结果表明,随着纳米金球间距的减小,消光因子、吸收因子和散射因子峰值强度明显增大,且当L=R时峰值变化最剧烈;随着纳米金球半径的增大,其消光和吸收峰值波长出现蓝移现象,而散射因子发生了红移现象,但峰值强度均明显增大. 展开更多

关键词 局域表面等离子体共振(lspr) 时域有限差分(FDTD) AU纳米粒子 周期阵列 消光特性

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不同周期对银纳米粒子LSPR影响分析

11

作者 王加鑫 王君 +1 位作者 宋丽圆 陈星 《科技尚品》 2017年第7期9-9,13,共2页

Ag纳米粒子在紫外可见光波段展现出很强的光谱吸收,具有独特的局域表面等离子体共振（LSPR）的特性.局域表面等离子体共振（LSPR）的这种敏感特性与银纳米颗粒的形状、尺寸、排列方式等密切相关,所以本文采用时域有限差分方法（FDTD）... Ag纳米粒子在紫外可见光波段展现出很强的光谱吸收,具有独特的局域表面等离子体共振（LSPR）的特性.局域表面等离子体共振（LSPR）的这种敏感特性与银纳米颗粒的形状、尺寸、排列方式等密切相关,所以本文采用时域有限差分方法（FDTD）这种时域技术就银纳米粒子的排列方式不同（不同周期）的情况下的消光光谱及表面电场分布进行仿真实验,结果表明,随着纳米银球间距L的减小,消光因子Qext和吸收因子Qabs的峰值波长发生了红移现象,同时峰值强度明显增大,且当L=R时峰值变化最剧烈.散射因子Qsca随着间距的增大而峰值强度发生明显降低. 展开更多

关键词 局域表面等离子体共振(lspr) 时域有限差分(FDTD) AG纳米粒子 周期阵列 消光特性

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用银壳层调节单分散金纳米棒的局域表面等离子体共振光学性能 被引量：1

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作者 林丹丽 董旭 查刘生 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期599-603,共5页

为将单分散金纳米棒的纵向局域表面等离子体共振(LSPR)波长从近红外光区调节到可见光区,通过表面原位还原反应合成了以银为壳层的单分散双金属核壳复合纳米棒(Au@AgNRs),其Ag壳层厚度可由Ag NO3的用量进行调节。用高分辨透射电镜和X射... 为将单分散金纳米棒的纵向局域表面等离子体共振(LSPR)波长从近红外光区调节到可见光区,通过表面原位还原反应合成了以银为壳层的单分散双金属核壳复合纳米棒(Au@AgNRs),其Ag壳层厚度可由Ag NO3的用量进行调节。用高分辨透射电镜和X射线能量色散谱仪确证了Au@AgNRs的形态结构、单分散性和化学组成。随着Ag壳层厚度的增加,Au@AgNRs的LSPR效应逐渐增强,纵向LSPR吸收峰由近红外光区蓝移到可见光区。Ag壳层厚度每增加1 nm,Au@AgNRs的纵向LSPR波长减小约12 nm。制得的Au@AgNRs在可视化传感器上有良好的应用前景。 展开更多

关键词 金纳米棒 银壳层 局域表面等离子体共振(lspr)光学性能 纵向lspr波长 可视化传感器

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SPR生物传感技术的研究进展与应用 被引量：2

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作者 杨雨曦 孙雅婷 +2 位作者 杨梦朝 金伟 牟颖 《生命科学仪器》 2014年第5期7-16,共10页

由于具有实时、免标记、高灵敏度等优点,表面等离体子共振(surface plasmon resonance,SPR)技术被广泛应用于生物分子相互作用的研究分析。在SPR能够检测的分子量范围内,基本所有的具有特异性反应的生物分子都可以被SPR生物传感器检测... 由于具有实时、免标记、高灵敏度等优点,表面等离体子共振(surface plasmon resonance,SPR)技术被广泛应用于生物分子相互作用的研究分析。在SPR能够检测的分子量范围内,基本所有的具有特异性反应的生物分子都可以被SPR生物传感器检测。因此,SPR技术越来越展示出其重要的应用价值,成为近几年来研究的热点。本文重点从原理、技术改进以及应用等三个角度对SPR技术进行阐述,并从技术改进方面重点介绍了SPR技术的两个发展:表面等离子体子共振成像(SPRi)技术与局域表面等离子体子技术(LSPR)。 展开更多

关键词 表面等离子体子共振(SPR) 表面等离子体子共振成像(SPRi) 局域表面等离子体子共振(lspr)

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金属纳米二聚体结构的局域表面等离子体激元共振特性研究 被引量：2

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作者 李朝 俞宪同 +3 位作者 秦翠芳 曹潇丹 潘海峰 徐建华 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1423-1428,共6页

将金属纳米粒子二聚体结构作为光学谐振腔,采用时域有限差分(FDTD)法仿真模拟了一种新型局域表面等离子体激光器(SPASER)。使用洛伦兹复介电常数模型研究二聚体的增益介质特性,探讨了二聚体结构中两个纳米局域表面等离子体激元共振(LSPR... 将金属纳米粒子二聚体结构作为光学谐振腔,采用时域有限差分(FDTD)法仿真模拟了一种新型局域表面等离子体激光器(SPASER)。使用洛伦兹复介电常数模型研究二聚体的增益介质特性,探讨了二聚体结构中两个纳米局域表面等离子体激元共振(LSPR)以及相互作用机制,进一步研究了LSPR相互作用对SPASER的局域场增强的影响。模拟结果表明,相比较单纳米颗粒SPASER,LSPR的相互作用使得二聚体SPASER的局域电场显著增强,增强因子最大可以相差27倍。本文研究为纳米光学器件尤其是激光器件的设计提供了依据。LSPR效应的研究可以用于探索一些光与物质相互作用的极限效应,从而为有源光子线路、生物传感以及量子信息处理等研究开辟道路。 展开更多

关键词 局域表面等离子体激元共振(lspr) 局域表面等离子体激光器(SPASER) 纳米粒子 二聚体 时域有限差分(FDTD)

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