Поверхневий плазмонний резонанс

Загальний огляд

Поверхневий плазмонний резонанс (ППР) є потужним оптичним методом, який використовується для вивчення фізико-хімічних процесів на поверхні благородних металів, таких як золото. ППР виникає, коли світло взаємодіє з вільними електронами на поверхні металу, утворюючи поверхневі плазмони – колективні коливання вільних електронів на поверхні.

Принципи роботи

У пристрої ППР тонкий шар металу, зазвичай золота, наноситься на скляну призму. Коли поляризоване світло проходить через призму і потрапляє на металеву поверхню, частина світла відбивається, а частина – заломлюється.

Відбите світло виявляється детектором, а кут відбиття записується як функція довжини хвилі падаючого світла. При певній довжині хвилі, відомій як резонансна довжина хвилі, відбувається сильне відбиття, оскільки енергія падаючого світла резонує з плазмонами на поверхні металу.

Характеристики ППР

• Висока чутливість: ППР є дуже чутливим методом, який може виявляти зміни в товщині та складі моношару на поверхні металу навіть на рівні декількох ангстрем (1 ангстрем = 10^-10 метра).
• Реальний час: ППР дозволяє проводити вимірювання в режимі реального часу, що дає можливість спостерігати за динамічними процесами на поверхні.
• Безміткові: ППР не вимагає використання міток або флуоресцентних зондів, що робить його цінним методом для вивчення біологічних систем.

Застосування ППР

ППР широко використовується в різних галузях, зокрема:

• Біосенсорика: Виявлення та кількісна оцінка біомолекул, таких як білки, нуклеїнові кислоти та клітини.
• Моніторинг поверхневих процесів: Вивчення адсорбції, десорбції, дифузії та взаємодій на поверхнях.
• Медична діагностика: Діагностика захворювань на основі аналізу біомаркерів на поверхнях.
• Фармацевтична розробка: Дослідження взаємодій лікарських засобів з біологічними мішенями.
• Матеріалознавство: Характеристика поверхневих властивостей та оптимізація розробки матеріалів.

Обладнання ППР

Типова установка ППР складається з:

• Джерела поляризованого світла
• Призми з нанесеним на неї тонким шаром металу
• Детектора для вимірювання відбитого світла
• Системи управління та аналізу даних

Переваги ППР

• Висока чутливість і специфічність
• Реєстрація в реальному часі
• Безміткові вимірювання
• Широкі можливості застосування

Недоліки ППР

• Неможливість проводити вимірювання непрозорих зразків
• Залежність від оптичних властивостей металу
• Можливість взаємодій між різними шарами на поверхні металу

ППР є потужним оптичним методом, який забезпечує цінну інформацію про поверхневі процеси на благородних металах. Його висока чутливість, здатність до вимірювання в реальному часі та широке застосування роблять його незамінним інструментом у різних галузях науки і техніки.

Запитання, що часто задаються

• Що таке поверхневі плазмони?
• Як працює ППР?
• Які переваги ППР?
• Які недоліки ППР?
• У яких галузях використовується ППР?

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 10 05 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.