Спектрометры на основе поверхностного плазмон-поляритонного резонанса (ППР) серии «Плазмон» предназначены для мониторинга широкого круга физико-химических процессов, которые вызывают изменения оптических параметров и геометрии наноразмерных исследуемых объектов с помощью нового современного метода детектирования молекулярных взаимодействий — поверхностного плазмонного резонанса. Спектрометр «Плазмон» представляет собой компактный прибор с компьютерным управлением. Есть версии приборов, обеспечивающие автономную работу.
Спектрометры обеспечивают измерение и анализ резонансных кривых поверхностных плазмонов, которые возбуждаются с помощью оптического полупроводникового лазера в тонкой золотой пленке. Пленка золота толщиной около 50 нм нанесена на сменную стеклянную пластинку, которая приводится в оптический контакт с прибором через иммерсионную жидкость. Золотая пленка формирует сенсорную поверхность, где поляризованный луч от полупроводникового лазерного диода возбуждает колебание электронной плазмы (поверхностный плазмон-поляритон). Необходимые для возбуждения плазмон-поляритона условия, создаются специальной призмой, которая может поворачиваться на контролируемый угол. Устройство с механическим поворотом призмы, в отличие от работы в сходящихся лучах, свободно от неизбежных искажений, связанных с распределением энергии по сечению пучка. Угловая зависимость интенсивности отраженного от золотой пленки света (ППР-кривая) является основной исходной характеристикой прибора. Ее форма и угловая позиция позволяют во многих случаях рассчитывать показатель преломления, коэффициент экстинции и толщину слоя исследуемого объекта. Угловая позиция ППР-кривой изменяется при наименьших изменениях оптических характеристик среды, находящейся на поверхности золота, при этом прибор фиксирует такие изменения в масштабе реального времени. Специальная оптическая схема прибора позволяет проводить его калибровку в абсолютных углах падения лазерного луча на границу золото – диэлектрик.
Существует несколько режимов работы прибора.
Режим однократного измерения кривой ППР (Multiple). В этом режиме измеряется зависимость интенсивности лазерного излучения от угла падения на границу золото – диэлектрик при механическом сканировании с последующей построением кривой. При этом возможно визуально оценить форму кривой и определить угловое положение минимума, а также сохранить кривую для дальнейшей работы по определению параметров слоев многослойной структуры. Время одного полного измерения не превышает 3 сек.
Режим кинетических измерений. В этом режиме последовательно измеряются ППР- кривые, определяется угловое положение их минимумов и строится зависимость их углового положения от времени. Предусмотрена возможность сохранения кинетической кривой, а также всех полных ППР кривых соответствующих точкам кривой кинетики.
В некоторых приборах реализован режим кинетических измерений с измерением не всей ППР-кривой, а только ее части в районе минимума, что позволяет существенно повысить быстродействие (Track).
Режим кинетических измерений без механического сканирования по углу (Slope). В этом режиме измеряется полная кривая ППР. Затем тем или иным способом выбирается рабочая точка на ППР-кривой, в которой происходит измерение интенсивности отраженного лазерного излучения. При сдвиге кривой меняется интенсивность, что и регистрируется прибором. В этом режиме может быть достигнута максимальная чувствительность прибора.
Спектрометры серии ПЛАЗМОН могут применяться для: определения толщины и оптических параметров органических и неорганических наноразмерных пленок; исследований кинетики биомолекулярных взаимодействий в реальном измерении; исследований кинетических характеристик адсорбционных, коррозийных и электрохимических реакций; детекции химического состава газов и жидкостей.
Области применения: ветеринария; медицина; биотехнология; пищевая промышленность; экологический мониторинг; таможенный контроль.