光色散是材料的折射率随波长变化的特征。使用多参数表面等离子体共振(MP-SPR)，可以在多个波长测量完整的SPR曲线，从而可以评估非吸收材料薄层的色散常数。使用的波长越多，对光学色散常数的估计就越好。本文给出了聚电解质多层膜(PEM)的光色散测量和分析。

简介

      光学色散是指折射率(RI)随波长(λ)的变化。各种参数函数被用来描述光色散，其中柯西方程和塞尔迈耶方程是最常用的介质材料。其中，柯西方程是最有用的:其中n为折射率，λ为波长，A, B, C等为系数，可以通过将方程拟合到已知波长处的测量折射率来确定材料的系数。λ的系数通常以微米为单位表示真空波长。在MP-SPR波长范围内(670-980 nm)，较高的项(C, D等)通常不显著，一个简单的双参数方程(n= a +B/ λ2)可用于大多数介电材料的色散建模。图1和表1说明了mpspr仪器的可用选项。曲线拟合估计的参数(使用MP-SPR Navi™的LayerSolver软件)为:d(厚度)，n (RI的实部)和k (RI的虚部)。通常只能用三个波长来解释薄层的唯一RI和厚度(d)，因为只有这样方程的数量才等于参数(d, a和B)的数量。在本应用笔记中，通过分析具有四个波长(4-WL)的PEM薄膜给出了一些参考数据。

材料和方法

       用Sigma- Aldrich法制备了聚亚胺(PEI)、聚苯乙烯磺酸钠盐(PSS)和聚烯丙胺盐酸盐(PAH)。这些聚合物在150mm NaCl水中稀释至0.1 mg/mL的浓度。用150mm NaCl作为运行缓冲液。使用BioNavis标准金传感器(SPR102-AU)。如BioNavis提供的PEM试剂盒(SPR141-PE)所述，多层膜的形成方法是先应用PEI支架，然后是PSS，然后是PAH。

      在角扫描模式下获取SPR感测图，以收集每个时间点的完整SPR曲线。测定每次注射PAH后的厚度和RI，得到每层PEM双分子层(PSS+PAH)最多8层的角位移。使用LayerSolver™软件(版本1.4)分析数据，首先拟合空白传感器，然后在每个双层之后将层厚度设置为每个波长的全局参数，并调用RI的柯西拟合模式(图2)。请注意，常数a和b也将被设置为全局参数，因为RI现在是通过这些参数从波长导出的。

结果和讨论

       PEM吸附的传感器图如图3所示。计算了每一层的总厚度和柯西色散常数。采用模拟模式2对各层进行拟合得到结果，该模式主要关注SPR峰值的最小值。双分子层(在670 nm处)的SPR角位移几乎是线性的，步长约为0.5度。接头的结果如图4所示。

       结果(图4)表明，在沉积过程中，柯西常数略有变化。折射率略有下降，色散常数B增大。这可能表明层在沉积过程中变得更加水合/膨胀:靠近金的层比外层更致密。

结论

      MP-SPR仪器用多个波长的光测量完整的SPR曲线，从而表征层的独特厚度、折射率和色散值，如图所示。定制的仪器可以在每个通道中配备多达四个波长，为层表征提供新的见解。使用相同的仪器设置，还可以测量与层的实时和无标签相互作用。