纳米氧化锌功能化的<bold>SPR</bold>传感器及其对甲醛气体的检测
Abstract
基于表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)条件(共振波长、共振角等)对表面折射率极度敏感的特性而发展的SPR折射率(Refractive Index, RI)传感器被广泛地用于物理、化学、生物医学等领域. 但是, 传感的对象主要局限在溶液体系, 以气体为传感对象的工作却比较少. 引起这种局限性的原因包括: (1) 气体的浓度等参数的变化对传感器表面折射率的影响小, 急需灵敏度更高的传感芯片; (2) 除了高性能的芯片以外, 气体传感还需要稳定结合一套气体流通装置; (3) 对气体的特异性检测还要求对传感芯片的表面进行功能性修饰. 为了实现基于SPR对甲醛气体的稳定、高灵敏的特异性传感, 我们设计了一种以氧化锌纳米颗粒为功能性识别层的SPR折射率光流控传感系统. 该系统由自制的周期性表面等离激元阵列来提供超灵敏的SPR传感, 在其表面修饰氧化锌纳米颗粒以后, 再进一步与气体传输装置紧密封接. 原位、实时的甲醛气体传感结果表明, 该系统可以并首次实现了通过SPR光谱峰位置的移动对甲醛气体的传感检测; 氧化锌纳米颗粒作为功能性识别层, 不仅有效地改善了传感器对甲醛气体的特异性检测, 还将传感的灵敏度提高了3倍.
