专利名称：一种基于局域表面等离子体共振的传感方法
技术领域：
本发明涉及局域表面等离子体共振技术领域，具体是一种基于局域表面等离子体共振的传感方法。
背景技术：
局域表面等离子体共振(SPR)是贵金属纳米结构的重要光学特征，它对结构的尺寸、形状及周围的介电环境等因素都极为敏感，同时金属纳米结构周围的局域电磁场得到巨大的增强，这些性质可被应用于新的传感技术的开发。而且，随着微细加工技术和纳米材料制备技术的发展，新的金属纳米结构不断被制备出来，并且其电磁学性质得到越来越多的研究和应用。基于金属纳米结构的sra传感器具有无需标记、不影响分子结合极其亲合力，并能实时检测生物分子相互作用等优点，因此成为生物化学、医学或食品安全检测领域的研究热点。目前，应用于传感领域的金属纳米结构的研究大多为金属纳米颗粒，随着对灵敏度的要求越来越高，急需探索其它形状的金属纳米结构作为传感器的敏感介质。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种可进一步提高局域表面等离子体共振传感器灵敏度并能简易实现传感特性调节的方法。为实现该技术目的，本发明的方案是一种基于局域表面等离子体共振的传感方法，通过金属纳米结构的光学特征实现，该方法采用以金属核壳结构作为敏感介质的局域表面等离子体共振传感器进行传感，所述传感器的基座为光纤型结构或片状结构；所述金属核壳结构为由金属材料包覆核材料而构成的球体。作为优�。鲎魑舾薪橹实慕鹗艉丝墙峁共捎没Хɑ蛭锢矸ㄖ票负蟪粱蛑苯映粱诖衅鞯幕咨�。作为优选，所述金属核壳结构的金属材料可以是金、银、铜、钼中的任意一种。作为优�。鼋鹗艉丝墙峁沟暮瞬牧衔凵渎饰�1 3之间的聚苯乙烯或二氧化硅的任意球形结构材料。作为优�。鼋鹗艉丝墙峁怪泻瞬牧系闹本段挥�5nm 300nm之间；所述金属核壳结构中金属壳层的直径在Inm以上。本方案采用的是金属纳米核壳结构作为敏感介质，该纳米结构的局域表面等离共振消光谱随着所处介电环境折射率的增大而向长波长移动；这种传感器具有对环境折射率灵敏度高，比表面积大，易于制作，可适用于气、液体环境检测的优点，尤其是传感特性可通过金属核壳结构的尺寸和材料等调节。
图1为本发明中光纤型金属核壳结构的传感器结构示意图。图2为本发明中片状金属核壳结构的传感器结构示意图。
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图3为本发明具体实施例一的消光谱。图4为本发明具体实施例二的消光谱。
具体实施例方式本发明的一种基于局域表面等离子体共振的传感方法，通过金属纳米结构的光学特征实现，该方法采用以金属核壳结构作为敏感介质的局域表面等离子体共振传感器进行传感，所述传感器的基座1为光纤型结构(如图1所示)或片状结构(如图2所示)；所述金属核壳结构为由金属材料3包覆核材料2而构成的球体。所述金属核壳结构采用化学法或物理法制备后沉积或直接沉积于该传感器的基底上。当宽光谱的入射光通过光纤或直接与敏感介质作用后，部分波段将会由于金属核壳的局域表面等离激元的共振效应而发生吸收，利用探测器监测透过光或反射光的光谱分布，得到局域表面等离激元消光谱。当敏感介质所处的介电环境的折射率发生改变时，消光峰就会发生移动，以此来检测周围环境的变化。实施例1 采用金属材料为银纳米的金属核壳结构作为敏感介质，核材料选用折射率为1. 5 的聚苯乙烯微球，核的直径为40nm，球壳的直径为60nm。图3为环境折射率分为为1、1. 1 和1. 2时的消光谱，从图中可以看出，随着折射率的增大，消光峰从470nm红移至580nm，其折射率灵敏度达250nm/RIU。实施例2:采用金属材料为银纳米核壳结构作为敏感介质，核材料选用折射率为1. 5的聚苯乙烯微球，核的直径为lOOnm，球壳的直径为120nm。图4为环境折射率分为为1、1. 1和1. 2 时的消光谱，选低波长的消光峰作为监测峰，可见，随着折射率的增大，消光峰从470nm红移至580nm，其折射率灵敏度达275nm/RIU。
权利要求
1.一种基于局域表面等离子体共振的传感方法，通过金属纳米结构的光学特征实现， 其特征在于该方法采用以金属核壳结构作为敏感介质的局域表面等离子体共振传感器进行传感，所述传感器的基座为光纤型结构或片状结构；所述金属核壳结构为由金属材料包覆核材料而构成的球体。
2.根据权利要求1所述的传感方法，其特征在于所述作为敏感介质的金属核壳结构采用化学法或物理法制备后沉积或直接沉积于传感器的基底上。
3.根据权利要求2所述的传感方法，其特征在于所述金属核壳结构的金属材料可以是金、银、铜、钼中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的传感方法，其特征在于所述金属核壳结构的核材料为折射率为1 3之间的聚苯乙烯或二氧化硅的任意球形结构材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感方法，其特征在于所述金属核壳结构中核材料的直径位于5nm 300nm之间；所述金属核壳结构中金属壳层的直径在Inm以上。
全文摘要
本发明公开了一种基于局域表面等离子体共振的传感方法，通过金属纳米结构的光学特征实现，该方法采用以金属核壳结构作为敏感介质的局域表面等离子体共振传感器进行传感，所述传感器的基座为光纤型结构或片状结构；所述金属核壳结构为由金属材料包覆核材料而构成的球体。本方案采用的是金属纳米核壳结构作为敏感介质，该纳米结构的局域表面等离共振消光谱随着所处介电环境折射率的增大而向长波长移动；这种传感器具有对环境折射率灵敏度高，比表面积大，易于制作，可适用于气、液体环境检测的优点，尤其是传感特性可通过金属核壳结构的尺寸和材料等调节。
文档编号G01N21/55GK102156110SQ20111012792
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者张鹏飞 申请人:浙江工商职业技术学院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
