手持式表面電漿共振儀的設計與研製 - NTU Scholars

摘要: 表面電漿子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)是一種光電耦合的物理現象，當光穿過介電質到達金屬時，使入射光的動量 ... Skipnavigation NTUScholars 工學院 工程科學及海洋工程學系 請用此HandleURI來引用此文件： https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/71204 標題: 手持式表面電漿共振儀的設計與研製DesignandDevelopmentofHandheldSurfacePlasmonResonanceMeter 作者: 陳逸豪Chen,Yi-Hao 關鍵字: 表面電將共振;手持式;光強調制;折射率;SPRhandheldintensitymodulationreefractiveindex 公開日期: 2006 摘要: 表面電漿子共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)是一種光電耦合的物理現象，當光穿過介電質到達金屬時，使入射光的動量能匹配表面電漿子本身的動量，則能激發表面電漿子共振。

表面電漿共振對金屬表面上的光學薄膜的特性變化相當靈敏，當此薄膜之光學特性發生改變，如折射率，便會反應在調制變數上。

一般SPR的調制方法有角度調制、波長調制、相位調制、光強調制，本研究採用光強調制，因其具簡單、快速與高靈敏度之特性，相當適合掌上型機構的要求。

表面電漿共振術在量測生物分子上具有免標記(non-labeling)、即時(real-time)、微量體積反應等優勢，因此被大量運用在研究生物反應上，我們視生物分子層為一光學薄膜，當生物分子產生鍵結或濃度上的改變時，量測反應前後光學特性之相對變化，繪製曲線，藉以觀察生物反應之特性。

本研究成功將光機架構從桌上型縮小至掌上型，以小尺寸背光模組配合拋物面鏡產生線平行光，進行平行量測，較傳統雷射光源以擴束方式進行平行量測，大量縮小機構體積，整個光機架構在4x6x1.5cm3的體積大小，實現手持式表面電漿共振儀。

對於光強調制最大的雜訊來源－環境光，採用密閉式機構設計，不透任何外部光源進入機構，除此之外，為了提升訊雜比，亦使用了參考光路的設計，將樣本光路之訊號與參考光路相減，消除光源的波動及環境的干擾。

本研究所開發之手持式表面電漿共振儀以處理生物分子靜置反應為主，通過基本的酒精測試後，進行生物分子HumanIgG與Anti-IgG的反應，完成了反射光強對時間的定性反應實驗，成功證實本系統之可行性。

由於進行實驗之資料未夠多，未來將與標準試液檢測，完成光強反射率與折射率之校正曲線，並由折射率推算反應濃度，朝定量分析發展。

Surfaceplasmonresonance,SPR,isacharge-densityoscillationthatexistsattheinterfaceoftwomediawithdielectricconstantsofoppositesigns.Whenthemomentumofincidentlightequalstothemomentumofsurfaceplasmonwave,surfaceplasmonresonancewillbeexcited.Thegeneralwaysofsurfaceplasmonresonancemodulationareanglemodulation,wavelengthmodulation,phasemodulation,andintensitymodulation.Owingtotheadvantagesofsimple,rapid,andhighsensitivity,intensitymodulatuinmeetstherequirementsofhand-heldsurfaceplasmonresonancemeter.Surfaceplasmonresonanceissensitivetothethinfilmregionthatisabout150nmabovethemetalsurface.Thelightinten-sityreflectedbythemetalresponsestothechangesofopticalparametersofthethinfilm.Inmeasuringbio-moleculeinteractions,surfaceplasmonresonancehastheadvantagesofnon-labeling,real-time,andsmallsamplevolume,sothesur-faceplasmonresonancemeterhasbecometheleadingtechnologyinbio-sensingapplication.Weviewbio-moleculeslayerasanopticalfilm,thechangesofre-flectiveindexproducedbybindingreactionsanddensitychangesareplottedtorecordthebio-moleculescharacteristiccurve.Theopto-mechanismvolumehasreducedfromthetablesizetothehand-heldsizeinthisdissertation.Insteadofusinglaseraslightsource,a2inchback-lightmodulecombinedwithparabolicmirrorintroducesparallellighttocarryoutmilti-channelsexperiments.Thewholedimemsionsofhandheldsurfaceplasmonresonancemeterare4x6x1.5cm3.Tosurpresstheenvironmentalnoise,envi-ronmentallight,asealedmountingsetwasappliedtoallownoambientlighten-tering.Moreover,toimprovesignaltonoiseratio,thereferencechannelwasaddedintheopticalpathtocanceloutthelightsourceandtemperaturedistur-bance.Handheldsurfaceplasmonresonancemeterisappliedtoantibody-antigenassay.Aftercompletingalcoholictest,thebio-moleculesbindingtest,humanIgGandanti-IgG,werethancompletedqualitatively.Theobtainedreflectiveintensitydescribedthekineticanalysisandprovedeffectivenessofthisnewlydevelope. URI: http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51058 其他識別: zh-TW 顯示於：工程科學及海洋工程學系 文件中的檔案： 檔案 描述 大小格式 ntu-95-R93525014-1.pdf23.53kBAdobePDF檢視/開啟 顯示文件完整紀錄 GoogleScholarTM 檢查 TAIR相關文章 在IR系統中的文件，除了特別指名其著作權條款之外，均受到著作權保護，並且保留所有的權利。