Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
N. A. Peppas). Adv. Chem. Serv. Vol. 199, pp. 351-370 (1982).
51. Van Wagenen R. A., Zdasiuk B.J., Andrade J.D. Total internal
reflection fluorescence studies of albumin adsorption onto quartz. Org.
Coat. Plast. Chem., 42, 749-53 (1980).
52. Watkins R. W, Robertson C. R. A total internal reflection technique
for the examination of protein adsorption J. Biomed. Mater. Res., 11,
915-38 (1977).
53. Weetall H. H. Insolubilized antigens and antibodies. The chemistry of
biosurfaces (ed. M. L. Hair). Vol. 2, pp. 597-631. Marcel Dekker, New
York, 1972.
54. Weetall H. H. Preparation, characterization and application of
enzymes immobilized on inorganic supports. Adv. Exp. Med. Biol., 42, 191-
2 (1974).
55. Immobilized enzymes, antigens, antibodies and peptides: Preparation
and characterization. Weetall H. H. (ed.). Marcel Dekker, New York, 1975.
Глава 34
Рассеяние лазерного света и связанные с ним методы
Роберт Дж. Г. Карр, Роберт Г. У. Браун, Джон Г. Рэрити, Дэвид Дж. Кларке
34. 1. Введение
Оптические методы занимают центральное место в анализе биологических
систем и испоЛьзуются в самых разных вариантах. В последние годы
изобретение лазера стимулировало развитие новых и совершенствование
старых оптических измерительных систем. С момента появления - а в 1985 г.
праздновалось 25-летие его открытия-лазер вносит существенный вклад в
методологию измерений не только в лабораториях, но и в промышленности.
Лазер как источник света обладает уникальными свойствами. Он излучает
коллимированный монохроматический свет, диапазон которого простирается от
рентгеновских лучей до микроволн (мазеры), проходя через
ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области электромагнитного
спектра. Световое излучение может быть непрерывным или импульсным, причем
импульсы могут быть весьма короткими, до нескольких фемтосекунд (~ Г
10"15 с), а выходная мощность находится в диапазоне от микроватт до
мегаватт и более. Испускаемый лазером свет может быть высоко-
поляризованным (электрическое поле осциллирует только в одном
направлении) и обычно является когерентным как во времени, так и в
пространстве (полевые фазовые соотношения неизменны как вдоль, так и
поперек пучка). Существует обширная литература по типам лазеров, их
свойствам и применениям, в том числе множество вводных курсов [15, 18,
47, 75].
Лазерное излучение существенно отличается от белого света, испускаемого
обычными источниками. Свойства этого излучения можно с высокой
эффективностью использовать в оптических измерительных системах.
Вместе с лазерами интенсивно развивается волоконно-оптическая техника
[25], причем основным стимулом здесь является быстрое расширение
производства оптических систем коммуникации. Именно комбинация лазерной и
волоконно-оптической технологий является предпосылкой разработки нового
поколения оптических сенсоров, которые позволят применять многие
существующие оптические методы в ситуациях, ранее считавшихся
неприемлемыми или неподходящими для оптических методов анализа или
контроля.
Оптические волоконные сенсоры в принципе можно разделить на две большие
группы: внутренние и внешние сенсоры [30]. К внутренним относятся
сенсоры, в которых время прохождения (либо групповая или фазовая
скорость), интенсивность или поляризация света, распространяющегося вдоль
волокна, могут модулироваться действующей на волокно внешней силой.
Разработаны внутренние сенсоры, чувствительные к изменению самых
разнообразных физических переменных, например параметров электрических,
магнитных и акустических полей, температуры, давления, напряжения и
деформации, дозы радиации [14, 36, 49, 69]. Во внешних сенсорах волокно
используют прежде всего как средство передачи света к чувствительному к
определяемому веществу элементу, где свойства света (интенсивность,
поляризация
Рассеяние лазерного света
539
или длина волны) модифицируются, а затем для отвода модифицированного
света из измерительного элемента.
Волоконные сенсоры эффективно используют для определения все большего
числа веществ в биологических системах как in vitro [68], так и in vivo
[106], модифицируя оболочку волокна или его торец аналитическими
реагентами или биомолекулами, чувствительными к определенному веществу.
Интерес к развитию таких дистанционных волоконно-оптических сенсоров в
значительной мере определяется такими их достоинствами, как
миниатюрность, нечувствительность к электромагнитным воздействиям,
прочность, гибкость, легкость манипулирования, долговечность и
возможность их многократного использования [22, 28, 29]. С волоконно-
оптической технологией сочетается множество оптических методов, в том
числе основанных на рассеянии света частицами.
Рассеяние света давно является способом получения информации о размере,
форме и составе частиц, однако в последние годы разработаны новые более
мощные методы анализа, основанные на рассеянии лазерного света, которые,
вероятно, найдут применение в волоконно-оптических сенсорах. В этой главе
