Биосенсор на основе оптического волокна

Если направить луч света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду, то по мере увелич. угла падения преломленный луч будет приближаться к границе раздела сред. При ещё большем увеличении угла падения выше критического угла преломленный луч исчезнет, т. е. будет происходить полное внутреннее отражение. При полном внутреннем отражении расстояние проникновения луча в оптически менее плотную среду зависит от длины волны, угла падения и соотношения показателя преломления сред. Все эти параметры определяют ослабление сигнала при полном внутреннем отражении. Наблюдаемый эффект назыв. нарушением полного внутреннего отражения. Для увелич. чувствительности биосенсоров на основе оптич. волокна используют элементы многократного отражения. Волоконно-оптические преобразователи основаны на нарушении прохождения светового потока через оптическое волокно, изогнутое в форме петли. Достоинства: не требуется эл-дов сравнения; нет электрических помех; в медицине оптические приборы более безопасны, чем электрические; в равновесных условиях некоторые определяемые ве-ва можно детектировать оптически и нельзя электрохимически; могут иметь стабильные градуировочные графики; проводя измерения при нескольких длинах волн можно определять одновременно несколько ве-в. -: может влиять окр. свет на показания; имеют более узкий динамический диапазон по сравнению с электрохим.; явл. "экстенсивными" устройствами, сигнал зависит от кол-ва реагента; время отклика может быть велико.

Биосенсоры на основе поверхностного плазмонного анализа

Плазмон - квази-частица, отвечающего квантованию плазменного колебания, которые представляют собой коллективные колебания свободного электронного газа. Поверхностные плазмоны могут возбуждаться электронными пучками или светом. Различают излучательные и неизлучательные плазмоны. В биосенсорах используют неизлучательные плазмоны, возбуждаемые затухающими световыми волнами. Поверхностный плазм. резонанс наблюдается если падающий на Ме свет является плоскополяризованным и угол падения света таков, что импульс движения фотонов вдоль поверхности совпадает с импульсом плазмона. Для детектирования плазмонового резонанса используют несколько методов. Чаще всего измеряют ослабление отражающегося света в зависимости от угла падения или угол падения в зависимости от λ света.

Биосенсоры на основе жидких кристаллов

Жидкие кристаллы - жидкости, обладающие как и кристаллы, анизотропией св-в. Анизотропия св-в - изменение св-в в зависимости от направления. Если участки молекул такой жидкости повернуты по спирали относительно друг друга, то такой кристалл наз. холестерическим. Повернутые участки молекул жидких кристаллов отражают видимый свет только с определённой длиной волны. Таким образом, окраска жидких кристаллов может изменяться при изменении угла наблюдения, приложении электрич. напряжения, изменения температуры и воздействия различных хим. ве-в. Принцип действия биодатчиков на основе молекул двухцепочечных ДНК основан на способности холестерической структуры жидкокристаллической ДНК менять свою структуру под воздействием очень низких концентраций хим. веществ. Регулярные нарушения расположения азотистых оснований влияет как на способность молекул ДНК к формированию холестерических жидких кристаллов, так и на оптические свойства кристаллов. Круговой дихроизм один из эффектов оптической анизотропии, проявляющийся в различии коэф. поглощения света, поляризованного в правом и левом направлении.