https://doi.org/10.15407/jopt.2016.51.143
Optoelectron. Semicond. Tech. 51, 143-149 (2016)
S.O. Kostyukevych, K.V. Kostyukevych, R.V. Khrystosenko, A.A. Koptiukh, N.L. Moscalenko, V.O. Lysiuk, V.I. Pogoda
SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR BASED ON POLYMER SUBSTRATE
Comparative analysis of resonant curves in gas and liquid media and kinetics of their changes have been made during albumin molecule absorption. The surface plasmon resonance (SPR) sensor with prism excitation by Kretschmann scheme in thin gold film was used. Configuration for selection of incident angle was realized by mechanical scanning for sensors based on both glass and polymer substrates. It has been shown that application of plastic substrates will provide reducing manufacture cost with maintenance of high level in SPR sensor sensitivity and will enable to develop its disk version based on an integrated chip with holographic gratings for light input-output.
Keywords: surface plasmon resonance (SPR), prism SPR excitation, plastic substrate, disk format.
References
1. Shmidt D., Shvarc A. Optoelektronnye sensornye sistemy. M.: Mir, 1991. 371 s. (in Russian)
2. Brecht A., Gauglitz G. Optical probes and transducers. Biosensors and Bioelectronics. 1995. 10. P. 923-936.
https://doi.org/10.1016/0956-5663(95)99230-I
3. Ramsden J.J. Optical biosensors. J. Molecular Recognition. 1997. 10. P. 109-120.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1352(199705/06)10:3<109::AID-JMR361>3.0.CO;2-D
4. Davies J. Surface plasmon resonance - the technique and its applications to biomaterial processes. Nanobiology. 1994. 3. P. 5-16.
5. Kobzeva I.N. Opticheskie sensory dlya biosensornyh diagnosticheskih sistem na osnove poverhnostno-plazmonnogo rezonansa. Visnik KDPU. 2009. 4, №2. S. 53-56. (in Russian)
6. Shankaran D.R., Gobi K.V., Miura N. Recent advancement in surface plasmon resonance immunosensors for detection of small molecules of biomedical, food and environmental interest. Sensors and Actuators B. 2007. 121, №1. P. 158-177.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.09.014
7. Dorozhinskij G.V., Maslov V.P., Ushenin Yu.V. Sensorni priladi na osnovi poverhnevogo plazmonnogo rezonansu. Kiyiv: NTUU "KPI", 2016. 264 s. (in Ukrainian)
8. Hoa X.D., Kirk A.G., Tabrizian M. Towards integrated and sensitive surface plasmon resonance biosensors: A review of recent progress. Biosensors and Bioelectronics. 2007. 23. Р. 151-160.
https://doi.org/10.1016/j.bios.2007.07.001
9. Vojnovich I.D., Korsunskij V.M. Sensory na osnove plazmonnogo rezonansa: principy, tehnologii, primeneniya. Kiev: Stal, 2011. 534 s. (in Russian)
10. Singh P. Biosensors: Historical Perspectives and Current Challenges. Sensors and Actuators B: Chemical. 2016. 229. P. 110-130.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.01.118
11. Dmitruk N.L., Litovchenko V.G., Strizhevskij V.L. Poverhnostnye polyaritony v poluprovodnikah i dielektrikah. Kiev: Naukova dumka, 1989. 375 s. (in Russian)
12. Zhang J., Zhang L., Xu W. Surface plasmon polaritons: physics and applications. J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. 45, No. 11. P. 113001.
https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/11/113001
13. Handbook of Surface Plasmon Resonance. Ed. by R.B.M. Schasfoort and A.J. Tudos. Cambridge (UK): Royal Society of Chemistry, 2008. 426 p.
14. Braundmeier A.J., Arakawa E.T. Effect of surface roughness on surface plasmon resonance adsorption. J. Phys. Chem. Solids. 1974. 35. P. 517-520.
https://doi.org/10.1016/S0022-3697(74)80005-3
15. Benjamin B.P., Weaver C. The adhesion of evaporated metal films on glass. Proc. Roy. Soc. A. 1961. 261, No. 7. P. 516-531.
https://doi.org/10.1098/rspa.1961.0093
16. Tonkie plenki. Vzaimnaya diffuziya i reakcii. Pod red. D. Pouta, K.T.D. Mejera. M.: Mir, 1982. 352 s. (in Russian)
17. Patent №103662 S2 Ukrayina. MPK(2006.01): G01N 21/55, G01N 21/27, G01N 21/25. Bagatoelementnij peretvoryuvach na osnovi poverhnevogo plazmonnogo rezonansu u diskovomu formati. S.O. Kostyukevich, K.V. Kostyukevich. №a201111725; zayavl. 04.10.2011; opubl. 11.11.2013, Byul. №21. (in Ukrainian)
С.О. Костюкевич, К.В. Костюкевич, Р.В. Христосенко, А.А. Коптюх, Н.Л. Москаленко, В.О. Лисюк, В.І. Погода
СЕНСОР ПОВЕРХНЕВОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСУ З ЧУТЛИВИМ ЕЛЕМЕНТОМ НА ПОЛІМЕРНІЙ ОСНОВІ
Проведено порівняльний аналіз характеристик (резонансних кривих у газовому і рідкому середовищах та кінетики їх зміни при адсорбції молекул білка), отриманих при використанні сенсора поверхневого плазмонного резонансу (ППР) з призмовим типом збудженням за схемою Кречмана у тонкій плівці золота та конфігурації сканування кута падіння з механічною розгорткою, для чутливого елемента на скляній та полімерній основі. Показано, що використання пластикових матеріалів забезпечить зниження собівартості при збереженні чутливості сенсора ППР та надасть можливість розробити його дисковий варіант на основі інтегрованого чіпа з голографічними ґратками вводу-виводу світла.
Ключові слова: поверхневий плазмонний резонанс (ППР), призмовий тип збудження ППР, пластикова підкладка, дисковий формат.