整合金屬表面電漿共振感測器與智慧型裝置於環境汙染物之分析檢測

Integrate of Metallic Surface Plasmon Resonance Optical Sensor and Smart Device into Applications of Sensing Analysis

李依庭(Yi-Ting Li) ； 吳嘉晟(Jia-Cheng Wu) ； 簡儀欣(Yi-Hsin Chien)

《化學》 80卷2期 (2022/05) Pp. 129-146

https://doi.org/10.6623/chem.202205_80(2).002

摘要

表面電漿共振（SPR）的光學現象發生於金屬奈米結構的介面，當電漿子侷限於貴金屬奈米粒子的表面則會形成定域性表面電漿共振（LSPR）現象，兩者具有特殊光學特性的光學感測系統具有免標定、高靈敏性、即時性以及非侵入性等檢測優點，此類型的光學感測器已廣泛地應用於分析化學與生化檢測之領域。本篇文章簡介SPR與LSPR的基本光學原理、奈米結構化金屬材料的製備以及光學感測的應用，並且介紹我們研究團隊所發展的表面電漿共振光學感測器整合智慧型裝置，開發出顏色辨析手機軟體（Toxin APP）以及手持式光纖感測器做為即時檢測環境汙染物的智慧型光學感測器。

關鍵字

表面電漿共振 ； 定域性表面電漿共振 ； 金屬奈米結構 ； 貴金屬奈米粒子 ； 智慧性光學感測器 ； 比色分析法 ； 光纖感測器以及顏色辨析手機軟體

並列摘要

The surface plasmon resonance (SPR) phenomenon is occur to interface of metallic nanostructure. Consequently, the localized surface plasmon resonance (LSPR) is induced by the surface plasmon confinement to surface of noble nanoparticle. Both SPR and LSPR-based sensors are widely used to chemical analysis and biosensing applications with several advantages such as label-free, high sensitivity, real-time and noncontact detection. In this article, we briefly introduce the basic optical principles of SPR and LSPR, fabrication of metallic nanoparticles and nanostructures, and their optical sensing applications. Thereafter, we highlight the integration of SPR/ LSPR-based optical sensor and smart devices into optical smart sensors corresponding to color discrimination mobile applications (Toxin APP) and hand-held prototype sensor for on-site environmental pollutants sensing by our team.

並列關鍵字

Surface plasmon resonance (SPR) ； Localized surface plasmon resonance (LSPR) ； Metallic nanostructure ； Noble nanoparticle ； Smart optical sensors ； Colorimetric assay ； Color discrimination mobile applications and optical fiber sensor