基于统计优化迭代法的溶液测定

周 琴，孔 玉

基于统计优化迭代法的溶液测定

周 琴，孔 玉

目的：研究在光学玻璃上制备表面等离子波导来进行溶液浓度的传感测试，从而实现在临床中对多种溶液浓度的实时、快速精确检测。方法：采用基于统计优化迭代的方法，建立相应数学模型，对折射率进行拟合，并编程实现拟合过程。结果：该方法获得的溶液浓度测试值与实际配制溶液浓度值的均方差小于0.10%。结论：实验结果显示，实验测定结果和实际折射率匹配度高，为溶液的浓度准确测试提供了基础。

溶液浓度传感；SPR；统计迭代

AbstractObjectiveTo apply surface plasma waveguide of the optical glass for sensing assay of the solution concentration in order to implement real-time,rapid and precise concentration measurement of clinical solutions.MethodsWith the statistical optimum iteration method,the corresponding mathematical models were fitted to the refractive index,and programming of the fitting process was performed.ResultsThe mean square error of the test values and the real ones was less than 0.10%.ConclusionThe testing result of the refractive index,with a high matching degree for the real one,lays a foundation for precise measurement of the solution concentration.[Chinese Medical Equipment Journal，2011，32（1）：23-25]

Key wordssolution concentration sensing;SPR;statistical iteration

1 引言

目前，在涉及医学、生物化学量传感测试的领域，采用导波光作为传感载体、测定液态样品中特定成分浓度的研究有很多报道[1-5]。表面等离子传感结构分为光纤型和波导型两类。光纤类型容易得到比较长的作用长度，通过累积效应提高测试灵敏度[6]。波导类型一般以待测样品为包层，样品中特定成分浓度的变动引起包层介质吸收系数和折射率的变动，前者改变导模的传输损耗，后者导致导模的场分布以及相位发生变化。因此，传感机制包括波导色散以及光波倏逝场与样品介质的相互作用。由于倏逝场的渗出深度是亚波长量级，光波与待测样品的相互作用被限制在极其靠近界面处，些许液体样品即可提供大于10 mm的作用长度，比光纤类型更易实现微量采样测试[7]。通过实验制备了渐变表面等离子波导，经过实验测试显示，测试灵敏度不仅与相互作用长度有关，还与模式和波导参数有关，尤其是与导波层厚度有非常敏感的相关性，亚微米量级的厚度变化就可引起测试灵敏度的明显变动。……