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Technique Support
技術(shù)應(yīng)用
表面等離子共振是一種光學(xué)現(xiàn)象。
表面等離子體共振（Surface plasmon resonance, SPR），是指當(dāng)在金屬和電介質(zhì)界面處入射光場(chǎng)滿足一定的能量與動(dòng)量匹配條件下所激發(fā)金屬表面的自由電子相干振蕩而產(chǎn)生表面等離子體的一種物理現(xiàn)象。
1902年，Wood等人在研究金屬光柵衍射時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了SPR現(xiàn)象。1960年，Stern和Farrell首次提出了表面等離子體的概念；當(dāng)一束電磁波從電介質(zhì)經(jīng)由界面入射至金屬時(shí)，自由電子會(huì)在電介質(zhì)與金屬表面處累積產(chǎn)生表面極化電荷，這些表面電荷密度的空間分布沿著金屬表面產(chǎn)生縱波形式的振蕩，此即金屬的表面等離子體波( Surface Plasmon Wave, SPW ) 。當(dāng)入射電磁波沿界面方向波矢分量與SPW的波矢相同時(shí)，即可激發(fā)表面等離子體共振現(xiàn)象(Surface Plasmon Resonance, SPR)。入射電磁波的能量被SPW吸收，使得反射電磁波能量急劇下降，在反射光譜上可以觀察到明顯的吸收峰，此時(shí)入射電磁波的角度被稱作SPR角（共振角）（如圖1所示） [1]。
圖1：SPR現(xiàn)象示意圖
基于SPR檢測(cè)原理開發(fā)的傳感器，通過與生物薄膜技術(shù)相結(jié)合，可以在金屬膜表面印刷能特異性結(jié)合的生物表面基質(zhì)；然后通過生物偶聯(lián)等方法在生物表面基質(zhì)層上包被特定的蛋白，SPR生物傳感器便能對(duì)溶液中特定的生物分子進(jìn)行生物測(cè)量。與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)手段相比，SPR生物傳感器由于其檢測(cè)靈敏度高、樣品溶液消耗小、樣品無需標(biāo)記和純化、可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化學(xué)生物反應(yīng)過程等優(yōu)點(diǎn)，近年來在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、藥品研發(fā)、醫(yī)學(xué)診斷等方面得到了廣泛應(yīng)用。