Схема вимірювання поверхневого плазмон поляритонного резонансу ПППР

Блок-схема приладу для вимірювання ПППР має наступний вигляд (Рис. 1) (також див. пункт іі з пит. Методи збудження і реєстрації поверхневих хвиль з приводу вимірювальної комірки, де призма):

Рис. 1 (Тут 5 –АЦП ЦАП)

Реєстраціябіомолекул та молекулярних комплексів за допомогою сенсора на основі ППР з кількісним визначенням маси речовини, що аналізується, присутньої на чутливій поверхні приладу-сенсора, здійснюється наступним чином: - чутлива поверхня металевого шару (золото, срібло) приладу-сенсора (Рис.2.8) приводиться в контакт з середовищем з відомим коефіцієнтом заломлення, наприклад, повітрям (n =1) або водою (n =1.3328 при t=20^oC);

Рис. 2.8. Спрощена схема приладу Плазмон -4м

вимірюється кутова залежність інтенсивності відбитого світла в інтервалі кутів падіння q_мін < q <q_макс, де q_мін і q_макс мінімальний та макси-мальний кути, вибрані таким чином, щоб вказа-ний інтервал вміщував кут плазмонного резонансу: q_мін <q_ппр <q_макс. Кількість різних кутів падіння, для яких вимірюється інтен-сивність відбитого випро-мінювання, може бути різною, але не менше трьох. Збільшення цієї кількості до певної межі підвищує точність кінцевого результату вимірювання. Оптимальна кількість кутів залежить від якості виготовлення та точності вимірювального пристрою в цілому. Прийнятні результати, які забезпечують достатню достовірність, були отримані при вимірюванні кутової залежності через кожні 20' (кутових хвилин). - за даними вимірів визначаються оптичні параметри шаруватої структури при відсутності речовини, що аналізується: коефіцієнт заломлення k і товщина d електропровідної плівки, а також коефіцієнт заломлення n₁ і товщина d₁ допоміжного шару на поверхні електропровідної плівки, якщо такий є в наявності у даного сенсора. - поверхня електропровідної плівки приводиться в контакт з пробою речовини, що аналізується так, щоб остання могла адсорбуватися або зв'язатися іншим способом з поверхнею. - вимірюється кутова залежність інтенсивності відбитого світла в інтервалі кутів падіння q_мін < q <q_макс, де максимальний та мінімальний кути вибираються з тих же міркувань, що і в попередньому випадку. - задається коефіцієнт заломлення адсорбованої речовини n_x. Вибір цього значення може здійснюватися різним чином, але так, щоб виконувалась умова n_x>n_o, де n_o - коефіцієнт заломлення зовнішнього середовища. Оптимальним значенням для n_x являється значення, близьке до значення коефіцієнта заломлення речовини, що визначається. Наприклад, якщо досліджуваною речовиною є білкові молекули, а дослідження їх проводиться в водному розчині, можна прийняти n_x =1,45. - за даними вимірів з і з використанням заданого коефіцієнта заломлення знаходиться товщина шару речовини, що аналізується d_x. - маючи в наявності оптичні параметри шару молекул n і d визначають масу адсорбованої речовини згідно рівняння, отриманого з виразу для молекулярної рефракції речовини, що досліджується: G = d(n-n₀)/(dn/dc), де Г - маса адсорбованої речовини, г/см², d - товщина шару, що досліджується, n_o - коефіцієнт заёломлення зовнішнього середовища, n - коефіцієнт заломлення шару, що досліджується. Типове значення dn/dc для різних білков дорівнює 0.188 cm³/g. Необхідно брати до уваги, що тільки значення Г являється істинною фізичною величиною, інваріантною відносно можливих значень n і d та характеризуючою реальну кількість адсорбованої речовини, в той час як n_x та d_x при даному способі вимірів не мають фізичного сенсу.

Розраховані залежності зміщення кутової позиції ППР від коефіцієнта заломлення та товщини шару адсорбованих молекул в повітряному та водному середовищах дозволяють з невеликою точністю швидке визначення товщини адсорбованого шару молекул при відомому значенні коефіцієнта заломлення, що показано на рис. 2.9.