项目名称: 基于金颗粒-氧化石墨烯的超灵敏光纤表面等离子体共振生化传感器

项目编号: No.61505057

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 刘婷

作者单位: 华侨大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 针对目前光纤表面等离子体共振(SPR)传感器在低浓度样品检测中灵敏度低的问题,提出基于金颗粒-氧化石墨烯构建一种全新的、具有超高灵敏度的光纤SPR传感器系统。拟结合时域有限差分法和光线追迹法对金颗粒-氧化石墨烯光纤探针的结构进行优化,并采用硅烷偶联自组装法在光纤表面逐层沉积金颗粒和氧化石墨烯制备光纤探针;然后使用集成的光纤器件结合快速数据采集分析系统,设计并搭建全光纤结构的SPR传感器;最后通过探究金颗粒大小、形貌和金颗粒-氧化石墨烯沉积层数对光纤SPR传感器性能的影响对传感器进行优化,最终实现在低浓度情况下对多种生化样品的快速、准确的定量检测。本项目研制的基于金颗粒-氧化石墨烯的光纤SPR传感器是一种可应用于多领域多场合的小型、高效、便捷的即时检测系统,在环境监测、食品安全和医疗诊断等领域具有潜在的应用价值。

中文关键词: 光纤探针;金颗粒-氧化石墨烯;表面等离子体共振;生化物质检测

英文摘要: Aiming at the low sensitivity of the current optical fiber surface plasmon resonance (SPR) sensor in the detection of low concentration samples, a new and highly sensitive fiber SPR sensor based on gold nanoparticles-graphene oxide (AuNP-GO) is proposed. The structure of the AuNP-GO fiber probe is optimized by finite-different time-domain (FDTD) and raying-tracing methods. Then the fiber probe is prepared by layer-by-layer deposition of gold nanoparticles and graphene oxide using silane-coupling self-assembling method. Afterwards, the fiber SPR sensor is designed and built by using integrated optical fiber devices and combining with fast data acquisition and analysis system. Furthermore, the performance of the fiber SPR sensor is improved by optimization of the size and morphology of gold nanoparticles and the deposition cycles of AuNP-GO. The sensor could finally realize to detect various biochemical samples at low concentrations rapidly and quantitatively. The optical fiber SPR sensor based on AuNP-GO is a small, efficient and convenient real-time detection system that can be used in many fields and occasions. It has a wide potential application in areas such as environmental monitoring, food safety and medical diagnosis.

英文关键词: fiber probe;gold nanoparticles-graphene oxide;surface plasmon resonance;bio-chemical detection

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