【尤拉盃】佳作獎 國立中興大學 機械工程研究所

【尤拉盃】佳作獎 國立中興大學 機械工程研究所 發佈日期 2023-12-01


 

  表面增強拉曼光譜基板之光學熱點模擬及其糖化血色素之檢測應用

摘要:

近年來,拉曼光譜在諸多領域被廣泛應用,而其中的表面增強拉曼散射(SERS)基板是透過金屬奈米的間隙產生熱點,而基板結構也會影響電磁波的匯聚點位。糖化血色素則是反應血液中平均血糖水平的指標。本文採用FDTD軟體,去模擬波長633奈米雷射下基板的電磁波匯聚情形,比較黃光微影製程所製作的微米碗狀基板與平面基板的模擬結果,並展示微米碗狀基板與銀顆粒實際量測後的檢測極限、線性與糖化血色素檢測結果。

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學校:國立中興大學 機械工程研究所

指導教授:王國禎教授

組員:林則成,陳畯圖,汪聖翔

相關產品:Ansys Lumerical

表面增強拉曼散射(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是強大的分析方式,具有極高的分析靈敏度和分子的識別能力,可在低濃度之樣品中檢測到微量分子。

本研究提出一種基於SERS的方法,由於其高靈敏度、分子獨特性和快速檢測的特性,量測糖化學色素並建立標準曲線,後續可以利用近紅外光直接通過皮膚量測血糖,減少分析時間並準確量測其結果,有助於評估血糖控制情況。

基板建模與熱點模擬

在 Ansys FDTD亂體重模擬之鐳射波長為633nm,其適用於常見樣品且較低的熱效應以利於生物樣品檢測。圖(A)可看出微米碗裝基板具有將電磁波聚集之效果,相比之下,圖(B)屏幕基板平沒有產生電磁波聚集的效果,故在低濃度之樣品的檢測效果有所限制。

 

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