Интеллектуальные сенсоры
[+]
Опубликован: 26.05.2010 | Доступ: свободный | Студентов: 1593 / 255 | Оценка: 4.42 / 4.25 | Длительность: 56:51:00
ISBN: 978-5-9963-0124-9
Темы: Искусственный интеллект и робототехника, Аппаратное обеспечение
Специальности: Разработчик аппаратуры
Теги: bluetooth, анализ, звук, интеллектуальный сенсор, ИФХ, кабели, компоненты, мембраны, микрокомпьютер, микроконтроллеры, микропроцессоры, мобильные телефоны, память, потоки, ППР, телефония, телефоны, фотоаппараты, фотодиод, хронофлуорометр, чувствительный элемент, электронная почта, электрохимический сенсор, электрохимический элемент, элементы
Лекция 23:

Принципы работы ППР-сенсоров. Промышленные ППР-сенсоры
A
|
версия для печати
< Лекция 22 || Лекция 23: 123456 || Лекция 24 >

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

  1. Расшифруйте сокращение "ППР".
  2. Как проявляется ППР? Что такое "кривая ППР"?
  3. При каких условиях отраженный от металлической пленки свет "чувствует" свойства среды, находящейся по другую сторону пленки?
  4. Что собой представляет "рецепторный слой" на чувствительной поверхности ППР сенсора?
  5. Что такое "ППР биосенсор"?
  6. Что такое "ППР иммуносенсор"?
  7. Какую величину надо измерить в ППР сенсоре, чтобы определить концентрацию аналита?
  8. Назовите области применения ППР биосенсоров.
  9. Назовите известные Вам типы промышленных ППР сенсоров.
  10. Что собой представляет единица измерения 1 RU?
  11. Что такое "сенсограмма"?
  12. Что такое "групповой рецепторный чип"?

Упражнения

Упражнение 23.1. Дайте ответы на некоторые вопросы, касающиеся явлений поверхностного плазмонного резонанса.

Вариант 1. Объясните, что такое "поверхностные плазмоны" и как они могут возбуждаться светом. Что такое "геометрия Кречмана"?

Вариант 2. Напишите формулу, которая определяет условие поверхностного плазмонного резонанса и расшифруйте физический смысл всех входящих в него параметров.

Вариант 3. При каких условиях наблюдается поверхностный плазмонный резонанс в зависимости интенсивности отраженного света от угла отражения? От длины волны падающего света? Какая из этих зависимостей несет больше информации?

Вариант 4. При каких условиях ППР сенсор становится избирательно чувствительным к определенным молекулам, биологическим примесям или частицам? Как может быть определена их концентрация?

Вариант 5. Что понимают под "чувствительностью" ППР сенсора и чем она определяется?

Вариант 6. Что такое "физическая" разрешающая способность ППР сенсора? Можно ли её улучшить? Если да, то как?

Вариант 7. Напишите формулу, определяющую физическую угловую разрешающую способность ППР сенсора в оптической схеме с параллельным пучком света. Расшифруйте физический смысл всех входящих в неё параметров.

Вариант 8. Напишите формулу, определяющую физическую угловую разрешающую способность ППР сенсора в оптической схеме с расходящимся пучком света. Расшифруйте физический смысл всех входящих в неё параметров.

Упражнение 23.2. При показателе преломления стеклянной подложки ППР сенсора n_C = 1,48 и длине волны света 630 нм минимум поверхностного плазмонного резонанса достигается при угле 64 \deg.

Вариант 1. При каком угле будет наблюдаться резонанс, если использовать стеклянную подложку с показателем преломления 1,54?

Вариант 2. Какой длины волны свет надо использовать, чтобы на стеклянной подложке с показателем преломления 1,54 ППР наблюдался при том же самом резонансном угле?

Вариант 3. Стеклянную подложку с каким показателем преломления надо использовать, чтобы при той же самой длине волны света ППР наблюдался при резонансном угле 60 \deg?

Вариант 4. При каком угле будет наблюдаться резонанс, если использовать свет с длиной волны 680 нм?

Вариант 5. Какой длины волны свет надо использовать, чтобы ППР наблюдался при резонансном угле 62 \deg?

Вариант 6. Стеклянную подложку с каким показателем преломления надо использовать, чтобы при длине волны света 680 нм ППР наблюдался при том же самом резонансном угле?

Вариант 7. Стеклянную подложку с каким показателем преломления надо использовать, чтобы при длине волны света 730 нм ППР наблюдался при резонансном угле 68 \deg?

Вариант 8. Какой длины волны свет надо использовать, чтобы на стеклянной подложке с показателем преломления 1,54 ППР наблюдался при резонансном угле 62 \deg?

Вариант 9. При каком угле будет наблюдаться резонанс, если использовать свет с длиной волны 680 нм и стеклянную подложку с показателем преломления 1,54?

Упражнение 23.3. В задачах этого упражнения использованы следующие обозначения: \theta – угол, под которым наблюдается ППР; s – размер излучающей области источника света; f – фокусное расстояние коллимационной линзы; \lambda и \Delta\lambda – длина волны и полуширина спектральной полосы излучения; s_{\textit{Ф}} – размер отдельного фотодетектора в плоскости отражения; L – путь, который проходит свет от вершины расходящегося пучка света до линейки фотодетекторов. Сделайте расчеты, касающиеся физической разрешающей способности ППР сенсоров. Ответ представьте в угловых градусах.

Вариант 1. Рассчитайте угол расхождения "параллельного" пучка света, получаемого при f = 25 мм от светодиода с размером излучающей области 0,2 мм.

Вариант 2. При каком фокусном расстоянии коллимационной линзы угол расхождения пучка света от светодиода с s = 0,3 мм не будет превышать 0,5 \deg?

Вариант 3. Рассчитайте угол расхождения "параллельного" пучка света от полупроводникового лазера с s = 2 мкм при f = 25 мм.

Вариант 4. Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с параллельным пучком света, в котором используется светодиод с s = 0,3 мм, излучающий свет с длиной волны 750 нм и \Delta\lambda = 16 нм, при f = 36 мм, а ППР наблюдается под углом 64 \deg.

Вариант 5. Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с параллельным пучком света, в котором используется полупроводниковый лазер с s = 2 мкм, \lambda = 630 нм, \Delta\lambda = 1 нм; f = 25 мм, \theta = 62 \deg.

Вариант 6. Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с раcходящимся пучком света, в котором используется полупроводниковый лазер с \lambda = 780 нм и \Delta\lambda = 1 нм; L = 70 мм, s_{\textit{Ф}} = 15 мкм, а ППР наблюдается под углом 62 \deg.

Вариант 7. Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с раcходящимся пучком света, в котором используется светодиод с \lambda = 750 нм и \Delta\lambda = 16 нм, L = 60 мм, s_{\textit{Ф}} = 30 мкм, а ППР наблюдается под углом 64 \deg.

Упражнение 23.4. Дайте ответы на некоторые вопросы, касающиеся ППР сенсоров.

Вариант 1. Дайте краткую характеристику одного из наиболее известных в мире промышленных ППР сенсоров "BIACORE 3000" шведской фирмы Biacore AB.

Вариант 2. Кратко опишите типичную процедуру биохимических или химических исследований с помощью методик ППР с применением проточной ячейки.

Вариант 3. Дайте краткую характеристику ППР сенсора SR7000 фирмы Reichert Analytical Instruments.

Вариант 4. Опишите вкратце структуру интегрального оптоэлектронного ППР модуля MISL.

Вариант 5. Дайте краткую характеристику ППР сенсора SPRimager \text{\textregistered} II.

Вариант 6. Опишите вкратце ППР спектрометр "Плазмон - 5", созданный в Институте физики полупроводников им. В.Е. Лашкарёва НАН Украины.

Дальше >>
< Лекция 22 || Лекция 23: 123456 || Лекция 24 >

Вопросы и ответы

вопросов: 0