局域表面等离子激元增强的纳米芯片图像生化传感技术研究

Device based on surface plasmon polaritons has important applications in nano-integrated optical circuits, optical storage, nano lithography and biomedical sensing. Combining fabrication and processing technology of nano-device based on surface plasmons, functionalization of sensing chip, surface chemical modification technology, intelligent electronic devices and application development, this subject carries out investigation on local surface plasma enhanced image sensing technology based on smart phone testing platform. Based on the original physics mechanism of surface plasmon polaritons, we focus on revealing the sensing and sensitivity enhancement mechanisms of the periodic metal nanostructures with image interpretation, exploring simple and low cost fabrication process of periodic metal nanostructures, establishing enhancement mechanism of the intensity of the transmitted light by metal nanoparticles, building portable biochemical sensing system with wide application by using a smart phone as a testing platform, and realizing high-throughput and sensitivity enhanced surface plasmons image sensing technology. This subject has significant scientific importance and potential application value for portability and integration of high sensitivity surface plasmons biochemical sensing technology.

基于表面等离子激元理论器件在纳米集成光学回路、光存储、纳米光刻和生物医学传感等方面有着重要的应用前景。本项目将表面等离子激元纳米器件的制备及加工工艺、传感芯片的功能化与表面化学修饰技术、智能电子设备及其应用程序开发进行有机融合，开展基于智能手机检测平台的局域表面等离子激元增强纳米芯片图像传感技术的研究。研究重点是以表面等离子激元原始机理为基础，揭示图像探测方式下周期性金属纳米结构的传感机制和灵敏度增强机理，探索广适性的周期性金属纳米结构制备方法，建立金属纳米粒子对透射光信号的增强机制，利用智能手机作为检测平台，构建具有广泛应用基础的便携式生化传感系统，实现高通量、灵敏度增强的表面等离子激元图像传感技术。该项目的研究能够促进高灵敏度表面等离子激元生化传感技术的实用化发展和普及推广，提升表面等离子激元生化传感系统的便携性和集成度，具有重要的科学意义和应用价值。

基于表面等离子激元理论器件在纳米集成光学回路、光存储、纳米光刻和生物医学传感等方面有着重要的应用前景。本项目综合分析了国内外表面等离激元生物传感器的发展现状，紧随国内外表面等离激元纳米传感技术的前沿发展，将表面等离子激元纳米器件的制备及加工工艺、传感芯片的功能化与表面化学修饰技术、智能电子设备及其应用程序开发进行有机融合，开展基于智能手机检测平台的局域表面等离子激元增强纳米芯片图像传感技术的研究。本项目旨在通过对纳米结构表面等离子激元奇异光学机理的研究，围绕新型纳米传感结构器件设计、微纳工艺制备，及在便携式生物传感检测中的应用开展研究。研究重点是以表面等离子激元原始机理为基础，揭示图像探测方式下周期性金属纳米结构的传感机制和灵敏度增强机理，探索广适性的周期性金属纳米结构制备方法，建立金属纳米粒子对透射光信号的增强机制，利用智能手机作为检测平台，构建具有广泛应用基础的便携式生化传感系统，实现高通量、灵敏度增强的表面等离子激元图像传感技术。拟解决的关键科学问题包括建立局域表面等离子激元增强的周期性纳米结构理论模型，研究其光学机理和性质，并将其应用于高灵敏度的光学传感检测；探索周期性纳米结构的可控加工和制备技术，重点在纳米孔阵列探针的简单低成本制作工艺流程实现方面取得突破；探索构建小型化、集成化的高灵敏度纳米芯片图像生化传感系统，建立具有广普性的表面等离激元生化传感平台;该项目的研究能够促进高灵敏度表面等离子激元生化传感技术的实用化发展和普及推广，提升表面等离子激元生化传感系统的便携性和集成度，具有重要的科学意义和应用价值。