组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
免疫球蛋白G（IgG）、抗体、DNA/核酸、铀酰离子（UO2^2+）、CO2/N2气体；样品基质包括PBS缓冲液、NaCl溶液、微流控样品和气体样品
检测原理
SPR 检测通常以玻璃或陶瓷基底上的金、银等金属膜为换能层，光经棱镜、光栅或波导耦合后在金属-介质界面激发表面等离子体极化激元（SPP）。识别元件（抗体、DNA 探针、脂质双分子层等）固定于金属表面，当被测物结合时，界面质量、厚度和折射率发生变化，使 SPP 共振角、共振波长、反射率或相位发生偏移。信号由 CCD、光谱仪或干涉仪读出。综述中提到的放大策略包括波导耦合（WCSPR/PWR）增强电磁场、长程 SPR 降低损耗、纳米孔与布拉格镜增强局域场、微流控内参抑制漂移，以及多路成像提高通量。
检测灵敏度
原文为综述，未报告统一 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
本文未报告单一传感器的选择性、RSD 或回收率，但总结了多种仪器改进的实际表现：微流控内参可降低非特异结合和仪器漂移；1 μm 直径 SPR 微腔的检测限较经典 SPR 低 10^6 倍；纳米孔透射构型灵敏度为 400 nm/RIU；相位检测系统灵敏度达 4.3×10^-6 RIU；偏振干涉系统灵敏度约 10^-6 RIU；LED 折射率灵敏度优于 10^-3 RIU；中红外 SPR 对 CO2 的灵敏度比可见光构型高 5 倍；ZnO/Au 粘附层使灵敏度提高 2 倍、检测限降低 4 倍；OLED 仪器性能与商业仪器相当。作者认为微流控、纳米结构、超材料和 SPR-MS 联用具有应用价值。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃或陶瓷基底（BK7、CaF2、透明陶瓷）承载金属膜并传导光
- 金属共振层：金（Au）、银（Ag）或导电金属氧化物（ITO、ZnO/Au）激发表面等离子体极化激元（SPP）
- 耦合结构：棱镜（Kretschmann/Otto）、光栅或波导层，用于光波矢匹配
- 微流控层：PDMS 或玻璃微通道，用于样品引入、微图案化和多路检测
- 识别元件：抗体（Ab）、DNA 探针、脂质双分子层、生物素/链霉亲和素等，固定于金属表面捕获分析物
- 读出系统：CCD 相机、光电二极管、光谱仪或干涉仪，记录反射率、相位或波长变化
中文摘要
表面等离子体共振（SPR）生物传感是一种先进的无标记、实时检测技术，其核心是金属-介质界面处自由电子的集体振荡对界面光学参数变化的高度敏感。本文综述了 SPR 相关仪器设计的新趋势，重点讨论光学激发与耦合方案、微流控与微系统集成、纳米尺度效应对表面等离子体的影响、新材料应用以及 SPR 与其他分析技术的联用。文章回顾了棱镜、光栅、波导、长程 SPR、等离子体-波导共振等构型，并分析 PDMS 微通道、纳米孔阵列、布拉格镜、负折射率超材料、导电金属氧化物和陶瓷基底等对灵敏度、分辨率和多重检测能力的提升。最后，作者指出微流控自动化、纳米结构低成本制备、光电噪声抑制和 SPR-质谱联用等是未来发展方向。
英文摘要
Surface plasmon resonance (SPR)-based biosensing is one of the most advanced label free, real time detection technologies. Numerous research groups with divergent scientific backgrounds have investigated the application of SPR biosensors and studied the fundamental aspects of surface plasmon polaritons that led to new, related instrumentation. As a result, this field continues to be at the forefront of evolving sensing technology. This review emphasizes the new developments in the field of SPR-related instrumentation including optical platforms, chips design, nanoscale approach and new materials. The current tendencies in SPR-based biosensing are identified and the future direction of SPR biosensor technology is broadly discussed.