生物传感器毕业论文设计

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1、南开大学本科生毕业论文（设计）中文题目：LSPR生物传感器的研究系别：电子科学与技术系专业：电子科学与技术完成日期：2010年5月12日30LSPR生物传感器的研究摘要目前，基于局域表面等离子体共振(LSPR)现象的传感研究是一个热点方向，这种方法在器件开发和相关应用上均有很大的潜力。LSPR传感器具有一些优于传统SPR传感器的特性，在物理、化学和生物方面的特性测量分析上应用方便，效果显著，有很高的开发潜力。这篇文章是一个综述性的文章，首先介绍了LSPR技术目前的发展状况，对LSPR技术的原理和特点进行了归纳，并总结了目前已

2、经成型的几种LSPR传感部件和系统的制作方法和技术要素，以及在实验中的应用领域。同时，它对基于LSPR的传感器传感芯片的未来发展趋势和商业化前景也作出了讨论。关键词局域表面等离子体共振(LSPR)；纳米粒子；生物传感器30目录摘要01．简介12．LSPR定义23．LSPR与SPR的区别44．DDA算法65．LSPR传感系统的基本构造75.1基于光纤的生物传感系统75.2基于反射的光纤(RFO)传感系统86．LSPR传感器的构造97．LSPR传感器制作工艺107.1基于电光调制的LSPR生物传感器的制作107.2在玻璃表面固定

3、金纳米棒117.3金纳米线表面结合自组装分子117.3.1金纳米线阵列芯片的制作117.3.2自组装分子层结合127.4利用NSL技术制作Ag纳米微粒127.5银纳米结构薄膜137.6金纳米井芯片的制作138．LSPR传感技术的工艺方法148.1光学系统的材料和技术148.1.1一种匹配生物传感器的光纤探针的制作148.1.2金纳米粒子修饰的光学纤维的制备148.2材料表面图案加工工艺158.2.1纳米刻蚀图案过程158.2.2利用NSL拓展技术制作纳米孔阵168.2.3利用μCP技术在纳米粒子层表面形成图案179．LSPR

4、传感器的应用实例189.1LSPR传感器应用于测量物理量189.1.1金纳米线阵列表面结合自组装分子的LSPR光谱测量方法189.1.2纳米粒子表面典型消光光谱的测量199.2LSPR传感器在化学传感领域的应用209.2.1基于纳米Ag粒子的表面等离子体共振光谱测定CN-的测定方法209.2.2利用LSPR传感器检测有机磷杀虫剂209.3LSPR传感器在生物传感领域的应用219.3.1以氯金酸氧化还原反应为基础的蛋白质病人血清样本中的葡萄糖LSPR传感探测219.3.2使用基于LSPR的纳米芯片蛋白质的无标记监测219.3.

5、3使用LSPR的重组细胞蛋白质表达分析223010．LSPR传感器技术的商业化2311．LSPR传感器的未来发展趋势2412．总结25参考文献26致谢3130一、简介近年来，纳米材料由于其独特的光学、电磁学和力学特性而得到了研究人员的广泛关注。贵金属纳米粒子显示了很强的紫外-可见光吸收带特性，绝大多数金属中都没有这种性质[1-8]。科学研究表明，贵金属纳米粒子悬浮液的这种特有性质取决于它们同光的强烈作用，而对纳米粒子光学领域的研究又使得对于材料的成分，尺寸，形状，以及局部绝缘环境和金属悬浮液的测色等等之间的关系有了更深层次的

6、理解。对贵金属纳米粒子的光学性质的研究在理论和实践上都具有重要的意义。从理论上说，它对于系统研究纳米量级结构和引起光学性质变化的局部环境因素，以及预测结构的变化等起到了十分重要的作用。从实践上说，如果纳米结构的光学性质可调试，则它可以应用于表面增强光谱[9-13]，光学滤波器[14,15]，等离子体设备[16-19]和传感器等领域。目前局域表面等离子体共振(LSPR)的形成以及它载体上的金和银纳米粒子的光学特性都具有很大的吸引力[20,21]。金和银纳米粒子在各种纳米光学的应用，如生物芯片[22-25]，以及纳米尺度[26]

7、方面都得到了广泛的重视和研究。被测溶液和固定在衬底表面的粒子之间的反应能够引起的生物分子层厚度的变化，而基于LSPR的检测方法就能够对这种即时变化进行检测[27,28]。我们知道，纳米粒子，如金和银，在可见光区域有强吸收作用，这就是通常所说的LSPR吸收。这种LSPR现象发生时，入射光子频率同金属纳米粒子或金属岛传导电子的整体振动相匹配。纳米量级的粒子在紫外-可见光区域表现出独特的光学响应[29,30]，它们的吸光率随着光子能量的减少呈指数衰减（被称为Mie散射），在这个区域会出现LSPR带，对于粒子材料来说，它是叠加而成的

8、。研究显示，表面等离子体能量和强度对粒子结构和周围环境媒介等很多因素敏感[31-36]。贵金属纳米粒子由于其独特的光学特性，即它们有在普通金属的光谱中不存在的强烈等离子体共振光谱吸收带[37]，同时，基于LSPR的设备还能够与简单光学系统同时建立，这也使得对贵金属纳米粒子基于LSPR派生的