SPR光谱信号的无基线质心法.pdf

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1、第25卷第3期传感技术学报V01．25No．32012年3月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar。2012Without．BaselineCentroidAlgorithmforSurfacePlasmonResonanceSpectraWANGXiaoping，DONGLianhong，ZHANShuyue(StateKeyLaboratoryforModern@ticalInstrumentation，DepartmentofOpticalEngineeringandInformationScience，ZhejiangUni

2、versity，Hangzhna310027，China)Abstract：Toimproveperformanceoftheangle—modulatedSPRsensor，without—baselinecentroidalgorithmwasproposedbasedonanalysisofthefixedbaselineandthedynamicbaselineeentroid．ExperimentsofNaClandSucrose(Cl2O22H1I)solutionsofvariousconcentrationswereconductedtoobtainSP

3、RspectraonSpreetasensorandself—buildingSPRinstrument，thenthreediferentcentroidalgorithmswereusedtodeterminetheresonancepixelsforsensorgrams，whichwereusedtoanalyzeandcomparealgorithmsfromtheaspectsofcomputingspeed，sensitivitytolightfluctuation，signal—to—noiseratio(SNR)，andresolution．There

4、sultsshowthatwithout—baselinecentroidhasoutstandingperformance，highcomputingspeed，lowsensitivitytolightfluctuation，highSNRandresolution．ItthuscaneffectivelyimproveperformanceoftheSPRsensoranddetectionsystem．Keywords：SPRsensor；without—baselinecentroid；noiseanalysis；dataprocessingEEACC：723

5、0Jdoi：10．3969／j．iSSII．1004-1699．2012。03．017SPR光谱信号的无基线质心法术王晓萍，董联红，詹舒越(浙江大学光电系现代光学仪器国家重点实验室，杭州310027)摘要：为提高角度调制型表面等离子体共振(SPR)传感器的信噪比、分辨率等指标，并减少运算量，在分析固定基线质心法、基于幅值的动态基线质心法的基础上，提出一种确定SPR共振角的无基线质心法。运用Spreeta。传感器和自行研制的SPR检测仪器，开展多种质量浓度的氯化钠和蔗糖溶液实验，获得SPR光谱数据，并分别采用上述三种质心法进行SPR共振像素计算，得到SPR监控曲线：分析比

6、较三种质心法的运算速度、光源波动敏感度、信噪比和分辨率等指标。结果表明无基线质心法具有运算速度快、不受光源波动影响、信噪比高、分辨率高等特点，能有效提高SPR传感器和检测系统的性能。关键词：SPR传感器；无基线质心法；噪声分析：数据处理中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)03—0365—05表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance，泛应用。目前对于质心法的研究主要集中于如何进SPR)检测技术以其灵敏度高、所需试样少、样品无需标一步抑制噪声、提高分辨率。Nenninger等¨1]提出记、响应速度快、可实现

7、实时监控等特点，被广泛应用的固定宽度动态基线质心法，Thirstrup等_1]提出的于生物、食品、医疗、环境等领域[I-6]。从BiacoreTM基于面积的动态基线质心法，以及郦雅平等l1提出(UppsalaSweden)公司发布商业SPR仪器以来，SPR传的基于幅值的动态基线质心法，均能有效抑制光源感器与检测仪器得到飞速发展。目前，SPR传感器和光强波动引起的SPR共振角波动：Johansen等l】提检测仪器的主要发展方向是高灵敏、高分辨率、高通出的加权质心算法，可以提高分辨率。量、多通道及小型化_7⋯。对于最常见的角度调制型本文提出了