SPR curve (dip curve) 그리고 Sensorgram


글쓴이: Alex Jang

작성일: 2014년 2월 5일 (수정일: 2020년 5월 31일)



이번 포스팅에서는 실제 사용자가 관찰하게 되는 Sensorgram 획득 과정을 설명드리고자 합니다. 그러자면 먼저 SPR curve 또는 dip curve에 대해서 먼저 알아야 합니다.


SPR curve가 뭐죠? 뭔가요? 1, 2탄을 잘 이해하셨다면 조금은 감을 잡고 있으실 겁니다.

아! 저희는 Kretchmann 방식의 각도 가변형을 기준으로 한다는 거 잊지 않으셨죠?

그림 1은 바로 각도 가변형의 SPR 장치에서 획득한 SPR curve 입니다. 검은색은 시간 0에 대한 SPR curve이고요, 빨간색은 시간 1에 대한 curve입니다. 0과 1사이에서는 sensor chip에 뭔가 변화가 일어나서 curve에도 변화가 일어난 것으로 보면 되겠습니다.


이 curve를 잘 이해하는 것이 중요합니다....암요.... 매우 그렇습니다.


<그림 1. SPR curve>

x축은 입사 각도이고요, y축은 반사도 (reflectivity) 입니다.

입사 각은 프리즘에 들어오는 광이 굴절이 일어나게 되어 실제 입사각은

프리즘 내부에서의 입사 각으로 생각하셔야 합니다.

물론 프리즘이 반원형이라면 굴절이 일어나지 않겠죠...

반사도라는 것은 입사한 광 대비 반사된 광입니다. 50이 입사되어 50이 반사되었으면 1이겠죠

즉 전반사 된것이고요, 50이 들어가서 0이 반사되면 0이죠. 반사도를 이해하셨나요?

x축의 낮은 각도에서 높으 각도 순으로 살펴보겠습니다.

첫번째 생기는 변곡점이 있습니다. 무엇일까요?

그렇습니다.... 잘 알고 계시네요....

바로 전반사가 시작되는 각도입니다. 우리는 이 각도를 임계각 (critical angle) 이라 하죠.

프리즘과 금속층이 결정되어 있다면 표면위에 있는 물질의 굴절률에 따라 이 각도도 변화합니다. 임계각은 Snell의 법칙을 따르죠. (Snell의 법칙은 한번 찾아보시구요)

조금 더 진행해 볼까요?

어? 조금 가다보니까 전반사가 되는 것이 아니라.... 갑자기 깊은 골짜기가 보입니다.

그렇습니다. 바로 SPR 현상이 발생된 것이죠...

보시는바와 같이 포물선이 하나 생겼습니다.

이 포물선을 잘 이용해야 우리가 원하는 실시간 그래프 바로 sensorgram을 획득할 수 있습니다.

우리는 이 curve를 통해 두 가지 방식으로 sensorgram을 획득할 수 있습니다.

아! Sensorgram은 시간에 따른 intensity 변화를 볼 수 있는 그래프입니다. 실시간 그래프인거죠...

이제 그림1에서 검은색 curve와 빨간색 curve를 이야기해 보겠습니다.

시간에 따라 금속 표면에 변화가 발생되면 SPR curve도 변화가 발생됩니다.

이렇게 변화되는 curve에서 우리는 어떠한 방식으로 sensogram을 얻을지 결정해야 합니다.

여러분이라면 어떻게 관찰하시겠습니까?

현재 상용장비들은 다음과 같은 방식으로 관찰합니다.

첫번째는 각을 고정시켜놓고 반사도의 변화를 실시간으로 관찰하는 fixed angle mode 또는

reflectivity measurement mode가 되겠습니다. 그림1의 dR(%)에 해당됩니다.

두번째는 SPR angle의 변화를 실시간으로 관찰하는 방법입니다. 

d쎄타SPR(표현하기 어려워서 읽는되로 썼습니다.)에 해당되죠...


<그림2>

그림2가 바로 sensorgram이 되겠습니다.

y축의 RU가 dR(%) 또는 d쎄타spr이 되겠죠?

이해되시죠?

정리가 되시나요?

어떻습니까... SPR을 이용하여 어떻게 sensorgram을 획득할 수 있는지 그 흐름을 이해하셨나요?

오늘 포스팅을 여기서 마치겠습니다.

모두 수고하셨습니다.


[출처] SPR curve의 해석과 sensogram|작성자 icluebio


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