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?