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ISSN 1000-6818CN 11-1892/O6CODEN WHXUEU
物理化学学报 >> 2017,Vol.33>> Issue(5)>> 1001-1009     doi: 10.3866/PKU.WHXB201701131         English Abstract
研究论文
基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性
范智博1,3, 龚晓庆1,3, 逯丹凤1, 高然1, 祁志美1,2
1 中国科学院电子学研究所, 传感技术联合国家重点实验室, 北京 100190;
2 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205;
3 中国科学院大学, 北京 100049
Full text: PDF (1316KB) HTML 输出: BibTeX | EndNote (RIS)

报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜芯片在不同入射角下的共振波长和共振图像,然后利用色相算法建立了SPR共振波长与图像色相的依赖关系,基于该依赖关系获得了SPR传感器最佳色相灵敏度对应的起始共振波长约为650 nm;另一方面,制备了聚四氟乙烯涂覆的SPR传感芯片,基于聚四氟乙烯膜对水中苯并芘的可逆富集作用实现了苯并芘的原位快速探测。实验取得以下4个结果:(1)在20-100 nmol·L-1浓度范围内彩色SPR图像的平均色相值随着苯并芘浓度的升高线性减小;(2)对100 nmol·L-1的苯并芘的响应和恢复时间分别约为7和5 s;(3)由于聚四氟乙烯膜的厚度大于SPR消逝场穿透深度,检测结果不受溶液折射率影响;(4)在聚四氟乙烯敏感膜厚度较小且不均匀的情况下,传感器容许获取敏感膜的不同厚度区域对苯并芘的色相灵敏度。实验结果有力地证明了这种彩色SPR图像传感器在生化物质检测中具有良好的应用前景。



关键词: 彩色表面等离子体共振成像   色相   苯并芘   聚四氟乙烯富集层   原位检测  
收稿日期 2016-12-01 修回日期 2017-01-13 网出版日期 2017-01-13
通讯作者: 祁志美 Email: zhimei-qi@mail.ie.ac.cn

基金资助: 国家重点基础研究发展规划项目(973)(2015CB352100),国家自然科学基金(61377064,61675203)及中科院科研装备研制项目(YZ201508)资助

引用文本: 范智博, 龚晓庆, 逯丹凤, 高然, 祁志美. 基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性[J]. 物理化学学报, 2017,33(5): 1001-1009.
FAN Zhi-Bo, GONG Xiao-Qing, LU Dan-Feng, GAO Ran, QI Zhi-Mei. Benzo[a]pyrene Sensing Properties of Surface Plasmon Resonance Imaging Sensor Based on the Hue Algorithm[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2017, 33(5): 1001-1009.    doi: 10.3866/PKU.WHXB201701131

(1) Martinez, E.; Gros, M.; Lacorte, S.; Barceló, D. J. Chromatogr.A 2004, 1047 (2), 181. doi: 10.1016/j.chroma.2004.07.003
(2) Anastasio, A.; Mercogliano, R.; Vollano, L.; Pepe, T.; Cortesi, M. L. J. Agric. Food Chem. 2004, 52 (14), 4452. doi: 10.1021/jf049566n
(3) Reeves, W. R.; Barhoumi, R.; Burghardt, R. C.; Lemke, S. L.; Mayura, K. Environ. Sci. Technol. 2001, 35 (8), 1630.doi: 10.1021/es001689a
(4) Du, C.; Hu, Y.; Li, Y.; Li, X. H.; Fan, L. Z. Talanta 2015, 138, 46. doi: 10.1016/j.talanta.2015.02.005
(5) Zhang, Y. H.; Su, Q.; Xu, J. H.; Zhang, Y.; Chen, S. T. Int. J.Electrochem. Sci. 2014, 9 (7), 3736.
(6) Wu, D. Sci. Technol. Food Ind. 2008, 5, 309. [吴丹. 食品工业科技, 2008, 5, 309.] doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2008.05.080
(7) Perry, M. B.; Wehry, E. L.; Mamantov, G. Anal. Chem. 1983, 55 (12), 1893. doi: 10.1021/ac00262a013
(8) Chiara, C.; Giorgia, P.; Lanfranco, S. C.; Sabrina, M. J. Sep. Sci. 2015, 38 (10), 1749. doi: 10.1002/jssc.201401246
(9) Hilpert, L. R.; Byrd, G. D.; Vogt, C. R. Anal. Chem. 1984, 56 (11), 1842. doi: 10.1021/ac00275a019
(10) Klimisch, H. J. Anal. Chem. 2002, 45 (11), 210. doi: 10.1021/ac60333a053
(11) Fu, S.; Guo, X.; Wang, H.; Yang, T.; Wen, Y.; Yang, H. Sens.Actuators B 2015, 212, 200. doi: 10.1016/j.snb.2015.01.134
(12) Yeatman, E.; Ash, E. A. Electron. Lett. 1987, 23 (20), 1091.doi: 10.1049/el:19870762
(13) Kodadek, T. Chem. Biol. 2001, 8 (2), 105. doi: 10.1016/S1074-5521(00)90067-X
(14) Yuk, J. S.; Ha, K. S. Exp. Mol. Med. 2005, 37 (1), 1.doi: 10.1038/emm.2005.1
(15) Mariani, S.; Minunni, M. Anal. Bioanal. Chem. 2014, 406 (9-10), 2303. doi: 10.1007/s00216-014-7647-5
(16) Cetin, A. E.; Coskun, A. F.; Galarreta, B. C.; Huang, M.; Herman, D.; Ozcan, A.; Altug, H. Light-Sci. Appl. 2014, 3 (1), e122. doi: 10.1038/lsa.2014.3
(17) Piliarik, M.; Homola, J. Sens. Actuators B 2008, 134 (2), 353.doi: 10.1016/j.snb.2008.06.011
(18) Yanase, Y.; Sakamoto, K.; Kobayashi, K. Opt. Mater. Express 2016, 6 (4), 1339. doi: 10.1364/OME.6.001339
(19) Knobloch, H.; Woigk, S.; Helms, A.; Brehmer, L. Appl. Phys.Lett. 1996, 69 (16), 2336. doi: 10.1063/1.117516
(20) Beusink, J. B.; Lokate, A. M.; Besselink, G. A.; Pruijn, G. J.; Schasfoort, R. B. Biosens. Bioelectron. 2008, 23 (6), 839.doi: 10.1016/j.bios.2007.08.025
(21) Andersson, O.; Ulrich, C.; Björefors, F.; Liedberg, B. Sens.Actuators B 2008, 134 (2), 545. doi: 10.1016/j.snb.2008.05.042
(22) Zhang, P.; Liu, L.; He, Y.; Shen, Z. Y.; Guo, J. Appl. Opt. 2014, 53 (26), 6037. doi: 10.1364/AO.53.006037
(23) Shen, G. Y.; Chen, Y.; Zhang, Y. M.; Chen, Y.; Cui, J. Prog.Chem. 2010, 8, 1648. [申刚义, 陈义, 张轶鸣, 崔箭. 化学进展, 2010, 8, 1648.]
(24) Shen, G. Y.; Han, Z. Q.; Liu, W.; Chen, Y. Chem. J. Chin. Univ. 2007, 28 (9), 1651. [申刚义, 韩志强, 刘巍, 陈义. 高等学校化学学报, 2007, 28 (9), 1651.] doi: 10.3321/j.issn:0251-0790.2007.09.032
(25) Smith, A. R. AcmSiggr. Comp. Graph. 1978, 12 (3), 12.doi: 10.1145/965139.807361
(26) Zhang, Z.; Liu, J.; Lu, D. F.; Qi, Z. M. Acta. Phys. -Chim. Sin.2014, 30 (9), 1771. [张喆, 刘杰, 逯丹凤, 祁志美. 物理化学学报, 2014, 30 (9), 1771.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201407071

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