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
外文题目：The Research of the LSPR Biosensor
学 号：0410496 姓 名：孙晓雪 年 级：2004级
学 院：信息技术科学学院 系 别：电子科学与技术系 专 业：电子科学与技术 完成日期：2008年5月12日 指导教师：刘国华 教授
南开大学本科毕业论文（设计）诚信声明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《LSPR生物传感器的研究》 是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。
毕业论文（设计）作者签名：
日期： 年 月 日
LSPR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
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The Research of the LSPR Biosensor
Abstract
Recently, the research of the localized surface plasmon resonance (LSPR) is a hot spot. A LSPR-based method has a high potential in developments of devices and related applications. A LSPR-based sensor has some characters which are better than a traditional SPR-based sensor. It can be used conveniently to detect and analyze the characters of physics, chemistry and biology, and also can give very useful and potent results. This paper is a review. Firstly, it introduces the recent status of the LSPR-based technologies and concludes the producing methods and technical points of some recent LSPR-based sensing systems. It also involves the attempts in the experiments. Meanwhile, it discusses the future developments and commercial views of LSPR-based sensors and chips.
Key Words Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR); Nanoparticle;
Biosensor
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目 录
摘 要 ...................................................................................................................................................... 0 1．简介 .................................................................................................................................................... 1 2．LSPR定义 ......................................................................................................................................... 2 3．LSPR与SPR的区别 ....................................................................................................................... 4 4．DDA算法 .......................................................................................................................................... 6 5．LSPR传感系统的基本构造 ............................................................................................................. 7 5.1 基于光纤的生物传感系统 ........................................................................................................... 7 5.2 基于反射的光纤(RFO)传感系统 ................................................................................................. 8 6．LSPR传感器的构造 ......................................................................................................................... 9 7．LSPR传感器制作工艺 ................................................................................................................... 10 7.1 基于电光调制的LSPR生物传感器的制作 .............................................................................. 10 7.2 在玻璃表面固定金纳米棒 ......................................................................................................... 11 7.3 金纳米线表面结合自组装分子.................................................................................................. 11 7.3.1 金纳米线阵列芯片的制作 .................................................................................................. 11 7.3.2 自组装分子层结合 .............................................................................................................. 12 7.4 利用NSL技术制作AG纳米微粒 ............................................................................................. 12 7.5 银纳米结构薄膜 ......................................................................................................................... 13 7.6 金纳米井芯片的制作 ................................................................................................................. 13 8．LSPR传感技术的工艺方法 ........................................................................................................... 14 8.1 光学系统的材料和技术 ............................................................................................................. 14 8.1.1 一种匹配生物传感器的光纤探针的制作 .......................................................................... 14 8.1.2金纳米粒子修饰的光学纤维的制备 ................................................................................... 14 8.2材料表面图案加工工艺 .............................................................................................................. 15 8.2.1纳米刻蚀图案过程 ............................................................................................................... 15 8.2.2 利用NSL拓展技术制作纳米孔阵 ..................................................................................... 16 8.2.3 利用μCP技术在纳米粒子层表面形成图案 ..................................................................... 17 9．LSPR传感器的应用实例 ............................................................................................................... 18 9.1 LSPR传感器应用于测量物理量 ................................................................................................ 18 9.1.1 金纳米线阵列表面结合自组装分子的LSPR光谱测量方法 ........................................... 18 9.1.2 纳米粒子表面典型消光光谱的测量 .................................................................................. 19 9.2 LSPR传感器在化学传感领域的应用 ........................................................................................ 20 9.2.1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 ................................. 20 9.2.2利用LSPR传感器检测有机磷杀虫剂 ................................................................................ 20 9.3 LSPR传感器在生物传感领域的应用 ........................................................................................ 21 9.3.1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 ..... 21 9.3.2使用基于LSPR的纳米芯片蛋白质的无标记监测 ............................................................ 21 9.3.3使用LSPR的重组细胞蛋白质表达分析 ............................................................................ 22
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