LSPR生物传感技术的研究与应用_4.doc

LSPR生物传感技术的研究与应用 刘国华,孙辉, 张维，王程，，岳钊 摘要：基于LSPR）现象的传感是一个热点LSPR传感器在物理、化学生物的分析介绍LSPR传感器的技术目前几种LSPR传感和制作方法进行了LSPR传感技术的应用未来发展趋势和商业化前景了讨论。LSPR）；生物传感器；纳米颗粒 Research and Application on the LSPR Bio-sensing Technology Liu Guohua ,Sun hui , Zhang Wei,Wang Cheng,Wang yu jian, Xu kai,Yue Zhao (1.College of Information Technology and Science, Nankai University, Tianjin 300071, China) Abstract: Recently, the research on the localized surface plasmon resonance (LSPR) sensors is one of the hot-spots in the filed of sensor technology. The LSPR sensors have obviously technology advantage in detecting and analyzing the properties of physics and chemistry, especially biology. This review introduces the technical principles and features of LSPR sensors and compares the current research of several LSPR sensor structures and production methods. Meanwhile, it discusses the future developments and commercial views of LSPR sensors. Key Words: Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR); Biosensor; Nanoparticle 1．引言 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。金属纳米粒子显示了很强的紫外可见吸收带[1-8]。科学研究，贵金属纳米粒子的性质取决于它们光的强烈作用。对金属纳米粒子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十分重要。从实践上说，如果纳米结构光学性质可调试，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。 Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）纳米传感器的传感机理与SPR（Surface Plasmon Resonance, SPR）传感器有一定的相似性，LSPR传感器可以看作是SPR传感器的拓展和延续。前者的表面等离子体共振发生在金属纳米颗粒局部，后者的共振发生在连续金属薄膜表面；然而，发生在纳米颗粒局部的共振表现出的光学特性具有的[20-26]。纳米粒子，在紫外可见区域表现出独特的光学响应[2]，有强吸收作用LSPR现象发生时，入射光子频率金属纳米粒子或金属岛传导电子的整体振动吸率随着光子能量的减少呈指数衰减，LSPR带。研究对粒子结构周围环境媒介很多因素敏感[-35]。被测溶液和固定之间的反应引起生物分子层厚度的基于LSPR的检测方法能够对即时进行检测[, 37]。nanosphere lithography, NSL）技术制作的银纳米粒子为例，当增加被吸附物层的密度和厚度时，会产生连续波长的红移。纳米粒子表面分子的大小和密度决定波长的移动响应，表面结合的配体和溶液中的目标分子共同决定系统检测，整个反应归因于分子间的选择。LSPR纳米传感器优化通调整纳米粒子的大小和形状[30, 38]。 纳米材料与生物高分子、蛋白质、核酸等在尺寸大小上相同的量级，所以在生物医学领域，基于LSPR传感器技术。、生物、细胞标记、定点诊断、分子动力学研究等方面。 LSPR现象是发生在金属纳米结构中电子共振现象[41-45]金属纳米结构纳米，纳米三角形[46]，纳米岛[42]等。当光子跟金属纳米粒子中的传导电子动匹配时，会产生LSPR现象。入射电场激发LSPR，出现强光散射强表面等离子体吸收带局部电磁场增强。纳米粒子在紫外光区域表现出唯