蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分,研究表明很多疾病的发生都与蛋白质的二级结构异变有关。本文主要将表面等离子体共振技术与红外光谱技术相互结合,通过时域有限差分法研究了酰胺I带内蛋白质二级结构的检测。表面等离子体共振传感是一种高新的检测型技术,通常由光波入射到加工后的金属表面激发,但金属本身活跃的化学性质限制了它作为传感元件的应用。而石墨烯作为一种由碳元素构成的平面非金属材料,表现类金属特性的同时具备更加稳定的化学性质,并且可控性非常强。所以,这些年来石墨烯逐渐成为传感领域热点。本文主要通过利用石墨烯的性质与周期结构的特性,提出了一种基于石墨烯的光栅型表面等离子体共振生物传感器,同时采用时域有限差分法进行模拟,并与红外光谱技术结合研究蛋白质二级结构的检测,为传感器的研究提供了新的视角。本文首先对表面等离子体共振传感器和石墨烯材料的研究现状进行了介绍,重点讨论了石墨烯的化学势、电导率、色散关系等方面的特性,详细地分析了石墨烯表面等离子体共振的激发原理,并简单的介绍了时域有限差分法的理论模型。其次,采用石墨烯替代金属激发表面等离子体共振,提出了一种基于石墨烯的光栅型表面等离子体共振传感器,经验证这种传感器能够使能量高度集中,这种现象会加强光与检测物质之间的相互作用,通过分析反射曲线得到检测结果。采用时域有限差分法探究了结构参数的改变对传感器性能的影响,得到最优结构,在此基础上分析了传感器的最大线性检测范围和灵敏度。在进行蛋白质二级结构的检测工作之前,首先对传感器进行结构上的微调,使其共振峰位于酰胺I带内。蛋白质模型是根据Matlab模拟出蛋白质二级结构的吸收曲线而建立的,将其吸附于传感器模型上,对蛋白质分别处于干燥环境下和水环境下的情况进行了仿真分析。改变蛋白质二级结构的数据模型,观察检测所得的信号变化与蛋白质模型变化是否相符。最后验证了该方法在朊病毒的研究中的起到的作用。结果表明,传感器可以实现蛋白质二级结构体外无损无标记检测。