光纤spr-sers 的问题

ATR-SPR系统介绍

1.表面电浆共振（Surface Plasmon Resonance， SPR）是一种光电现象， 应用於定量量测光学薄膜的折射率（折射率量测计）有极高的灵敏度， 无须标定（label-free）的优点更胜於一般的萤光检测技术、色相层析法，更可动态地研究表面与分子间交互作用动力学（surface-molecule interactionkinetics），应用在化学及生物的检测，包括化学气体检 测、废水溶液、污染监控、免疫医学等研究。2.典型的SPR设计如图一所示。稜镜(1)的一斜面(2)上镀上50nm的金或银膜(3)。单色的同调光源(4， TM mode)入射至另一切面，并以不同的入射角入射到在金属(2)与稜镜(1)的介面上。

1. Surface Plasmon Resonance(SPR) is an optic&photonic pheonmenon to be used for constant molecule measurement of refraction index unit( RIU， RU) of optical film， which is measured by RIU meter. SPR system has very high senstivity ，label-free character ，and can dynamically research the surface-molecule interaction kinetics. SPR system is applied to examination and measurement of chemical and biological molecule， which includes chemical gas examination and measurement ， waste water solution， pollution control， mutation medicine， and so on. 2.The custom SPR design is like picture 1. One plate(1.2) of the prism(1.1) is covered with electrolyzed Au/Ag film. The simple and constantly frequent light source (1.4)， TM mode， is the incident light. The simple and constantly frequent light enter one plate of the prism-typed all total reflection SPR(ATR-SPR). It's reflected by the interface between the substrate and bottom of the prism. Because of the change of the index of surface， the reflected light has different reflected angle. And with different incident angle， the light incidents on the surface between the metallic film(1.2) and the prism(1.1).

表面增强拉曼光谱术(surface enhanced Raman spectroscopy，SERS)

就是在光子晶体（结构成色）的方式， 以黄光蚀刻的光罩在矽晶圆上形成周期性坑洞（air-hole），由於形成周期性结构形成光子晶体， 而光子晶体在因一特定结构就有对几个特定波长有加强反射的效果(光子晶体光谱)， 受几个特定波长加强反射而目视下就看见特定的颜色， 再将光子晶体表面镀金Au薄膜， 主要在设定薄膜的厚度， 藉由薄膜的厚度只会对特定波长加强反射下， 更使得光子晶体的效果更为明显， 因此称为在表面镀膜增强光子晶体拉曼光谱术.

拉曼散射光谱

以入射光的频谱跟反射后散射光的频谱所做比较的结果， 受分子键结振动的振动能，分子常温有由气体动力论的3RT/2动力能 ，之后常温有受双原子分子转动的+RT转动能， 再者高温受分子键结振动的 +RT振动能阶. 一般来说莫耳热 ，单原子分子3R/2= 12.465 J/mole ，双原子分子5R/2= 20.775 J/mole ， 只有在高温时受分子键结振动的振动能才会明显起来(常温0.1%的反应， 随温度上升振动能的比例上升)， 在常温常压下，入射光的众多光子中， 只有10^-6的光子会被碰到反应物的分子而散射成散射光， 而散射光中 99.9%是前后能量不变的Rayleigh scattering， 0.1%是能量改变Ramam scattering(拉曼散射)， 而改变的能量就是此分子键结振动的振动能， 受不同分子键结的不同形成不同的拉曼散射光谱变化比较图， 以作为不同分子间定性定量分析的数据， 在各方面的应用都很广泛的分析方式.

藉由量测反射光(1.5)的光强，可以决定反射光强与入射角的函数关系。画出这个SPR频谱图，在一特定的角度上会有一个极低的反射率。（如图2所示） 3.在固定某一波长、温度、金属(1.2)厚度的条件下，这个特定角度只与流室(1.3)中的待测均质介质的折射率有关：如果折射率增加则这角度便会增加例如图2所展示的曲线。 这个有效折射率的改变量可推算出流体中分析物的浓度。 4.以SiO2+Au的co-sputtering制作奈米级的粗糙金属层(1.2)以产生表面增强拉曼散射（SERS，surface enhanced Raman scattering）效应。 在产生SPR的附近使用搭配光准直器(1.9)的光纤(1.7)以收集散射光，这散射光经过notch-filter将雷利散射光滤除，其余的拉曼散射光由光纤导引至可携式光谱仪（B&W， BTC1000），光谱仪的讯号以12bits数位编码，由USB2.0介面即时传输并记录於笔记型电脑。

5.以自行撰写的视窗界面软体搭配硬体，这套系统可以自动量得SPR频谱，并计算出反射率为Z小的SPR角度。 6.以热电耦(1.8)加上自行设计的温度控制电路将温度误差的控制小於0.01度并假设流体（具均质性）厚度远大於金膜厚度，可得到有效折射率的误差小於5*10-7RIU，这套系统可量得的Z小浓度约为1pg/mm2，0.01度， 7.一个SPR频谱积分时间与拉曼散射光强有关，由实验数据估计完成一相对应的流体的有效折射率约需30秒，这个时间间隔远大於一般化学分子与表面之间的相互作用时间，例如probe DNA与1μM 的target DNA的杂交作用时间约50~60分钟。因此这套系统可以监测分子与表面之间的动态反应情况。 8.除了分析物的浓度之外，所量测的有效折射率也可能与分子结构变形有关。

另外，在probe DNA与1μM 的target DNA的杂交作用中，流体并非均质介质，因此有效折射率的变化不仅与流体浓度的改变有关而已，与上述 两种因素相关。 9.拉曼光谱的量测可以判断分子结构改变与否，减少一影响变数。透过储存在电脑中的分子光谱资料库的比对，更可即时检测特定分子（例如病毒、微量毒物等）的存在与否。 10.可携式的光谱 & SPR 感测器扩充了商用SPR感测器的功能，更具多功能与机动性，例如生化战场上的微量生化战剂的即时检测、对抗恐布分子的炭疽病毒等。Portable SPR System Features， 1.线性CCD角度量测， 2.系统解析度~10-3 (5/ 3648 pixel =1.37*10-3)， 3.适用於气/水系统， 4.可携性体积小(320*190*125.5mm)， 5.低成本， 6.USB -Notebook连接System。

没见过