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研究人员将传感器的检测精度提高100倍

  • 产品时间:2022-07-09 08:57
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简要描述:表面等离子体共振(SPR)传感技术是一项基于表面灵敏度分析的新兴检测技术,可有效地感应器有所不同折射率的媒质,且其操作者便利,灵敏度低,普遍应用于生物、化学等领域。例如,利用此项技术,只需用于患者的一滴血液,就能检测出有疾病的生物标记,为癌症和传染病等获取早期临床。光纤SPR传感器具备结构非常简单和低损耗的特点,因此受到普遍注目。 少见的空芯光纤SPR传感器使用波长检测方式,通过检测共振波长来测量折射率。...

详细介绍
本文摘要:表面等离子体共振(SPR)传感技术是一项基于表面灵敏度分析的新兴检测技术,可有效地感应器有所不同折射率的媒质,且其操作者便利,灵敏度低,普遍应用于生物、化学等领域。例如,利用此项技术,只需用于患者的一滴血液,就能检测出有疾病的生物标记,为癌症和传染病等获取早期临床。光纤SPR传感器具备结构非常简单和低损耗的特点,因此受到普遍注目。 少见的空芯光纤SPR传感器使用波长检测方式,通过检测共振波长来测量折射率。

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表面等离子体共振(SPR)传感技术是一项基于表面灵敏度分析的新兴检测技术,可有效地感应器有所不同折射率的媒质,且其操作者便利,灵敏度低,普遍应用于生物、化学等领域。例如,利用此项技术,只需用于患者的一滴血液,就能检测出有疾病的生物标记,为癌症和传染病等获取早期临床。光纤SPR传感器具备结构非常简单和低损耗的特点,因此受到普遍注目。

少见的空芯光纤SPR传感器使用波长检测方式,通过检测共振波长来测量折射率。由于传输光谱中SPR共振峰宽度较宽,传感器的灵敏度虽然较高,但分辨率一般。随着科技的变革,人们对检测分辨率有更高的拒绝,如何更进一步提高传感器的检测精度沦为必须解决问题的问题。

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近日,复旦大学朱晓松博士课题组明确提出使用透射检测SPR传感方式(如图1),利用单色光的入射光并检测传感器的输入透射与折射率的关系,在灵敏度与波长检测型传感器非常的条件下,检测精度和分辨率提高了2个数量级。明确研究成果公开发表在光学学报第六期。图1机芯光纤SPR传感器结构图(基管材料是石英玻璃,所镀金属膜材料为银,内部空腔为低折射率待检测液体的流动空间)实验中搭起的实验装置如图2右图,上半部分虚线框内为测量SPR传输光谱的实验系统,使用长序光源卤钨灯和光谱仪,应用于波长检测型的SPR传感实验。

卤钨灯收到的宽谱光通过多模光纤耦合转入机芯光纤SPR传感器中,再行通过多模光纤跳线引入光谱仪中(iHR550,Horiba),从而获得传输光谱。待测液体在蠕动泵的起到下通过两个专门制作的液路光路耦合模块器件泵入和泵出有机芯光纤,待测液体为在400~800nm波段半透明的有所不同浓度的甲基苯基硅油与煤油的混合溶液。

图2搭起的实验装置下半部分虚线框内为用作强度检测的SPR传感实验系统,光源为波长532nm的单色半导体激光,经多模光纤跳线耦合进机芯光纤,使用光功率计(NOVAⅡ,OPHIR)测量输入透射。记录并分析输入透射与光纤内充入液体的折射率之间的关系,才可取得机芯光纤SPR传感器在强度检测模式下的性能。实验使用的空芯光纤SPR传感器在其线性工作区域(折射率检测范围1.55~1.57)内,最低分辨率超过了5.5*10-6RIU,比起于波长检测型空芯光纤SPR传感器,分辨率提升了2个数量级。研究人员回应先前将使用多个有所不同波长的激光同时检测的方式来构建在不替换机芯光纤的情况下不断扩大传感器检测范围。


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