普健生物 http://kx.atagenix.cn/ 2022-05-26
表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)是一种基于物理光学原理表面等离子体共振现象的新型生物分析系统,是近年发展起来的一种非标记、高灵敏、实时的、可定量的、高通量的检测方法,被认为是生物芯片的最佳检测技术,正在被越来越普遍地用于生命科学等多个领域。
微流控芯片技术是当前微全分析系统发展的热点领域。微流控芯片分析以芯片为操作平台,同时以分析化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象,是当前微全分析系统领域发展的重点,具有微量化、自动化、高通量、快捷的特点。
为了提高SPR的检测效率,通常将微流控技术与SPR相结合,即在SPR生物传感器中使用微流控芯片作为反应装置。
SPR原理
SPR效应产生装置由一层金属薄膜、棱镜(作用是产生全内反射)、测试样品和空气四种介质组成。当入射光在金属膜表面发生全内反射,产生消失波,一定条件下消失波激发金属表面自由电子使之成为等离子体。而当表面等离子体与消失波的频率、波数相等,此时将发生共振,出现共振峰。如果金属表面的样品折射率改变,共振峰的位置随之变化,从而建立起折射率与共振峰位置的对应关系。通过这种对应关系,相应的变化反映在传感图谱上,从传感图谱中提取结合反应动力学信息,通过对分子间相互作用的动力学参数大小来评价生物分子间的相互作用。
SPR 生物检测的原理示意图
在经表面化学修饰的金膜表面上耦联探针分子,构建成生物传感芯片。探针分子可以是DNA片段或蛋白质分子,也可以是细胞。当含有待测样本分子的溶液流过芯片表面时,只要其中的待测样本分子与探针分子结合,金膜表面的介质的等效折射率随之改变。
典型的 SPR 信号曲线
SPR信号曲线,反映了生物分子的结合、解离和洗脱等相互作用的动态过程,从中可解析得到生物分子相互作用的特异性、亲合力以及动力学特性等参数,具有无需标记、实时和灵敏等优点。
SPR技术应用
分析领域:
分子相互作用模式的研究;动力学常数的测定;亲和常数测定及浓度的测量等。
生命科学研究领域:
蛋白质组学研究、癌症研究、新药研发、信号传递、分子识别、免疫调节、免疫测定、疫苗开发、瞬时结合、配体垂钓、结合特异性、结构与功能的关系及酶反应等。
分析样品类型:
小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸、寡聚糖到类脂、脂质体,甚至噬菌体、病毒和细胞等。
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