Bruker收购传感器公司Sierra,SPR技术测量分子结合亲和力和动力学
表面等离子共振技术(SPR)
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环境监测 临床分析
SPR检测
食品工业
蛋白ical immunosensing of tuberculosis (肺结核）CFP10 in patient urine by surface plasmon resonance spectroscopy（ 2011 Elsevier B.V. All rights reserved）
等离子体
指由密度相当高的自由正、负电荷组成的气体， 其中正、负带电粒子数目几乎相等。
金属表面等离子波
把金属的价电子看成是均匀正电荷背景下运动的 电子气体，这实际上也是一种等离子体,由于电磁振 荡形成了等离子波。
spr原理
spr原理
SPR（Surface Plasmon Resonance），即表面等离子体共振，
是一种用于研究生物分子相互作用的先进技术。
它基于贵金属表面的表面等离子体模式的共振现象，通过检测共振角的变化来实时监测生物分子的结合。
SPR技术的原理是利用金属表面与介质中的光波相互作用，当入射光的角度和波长满足一定条件时，会在金属表面上激发出表面等离子体波。
这种表面等离子体波能量耗散与金属和介质的折射率密切相关。
当有生物分子结合到金属表面上时，介质的折射率会发生变化，从而导致共振角的偏移。
通过监测共振角的变化，可以推断出生物分子的结合情况。
SPR技术的优势在于其实时性和无标记性。
相较于传统的生物分子相互作用研究方法（如ELISA），SPR技术可以直接监
测反应的动态过程，而不需要使用标记物，极大地减少了实验操作的复杂性和误差。
此外，SPR技术还可以实现高通量筛选，即同时检测多个样品的结合情况。
SPR技术在生物医学研究和药物开发中有着广泛的应用。
在药物研发中，SPR可以用于筛选和优化小分子药物与靶标的结合亲和性。
在生物分子相互作用研究中，SPR可以用于研究蛋白质、核酸、药物与配体等之间的结合动力学和亲和性等参数。
总之，SPR技术以其高灵敏度、无标记、实时监测等特点在生物医学领域获得广泛应用，为研究者提供了一个强大的工具来研究生物分子的相互作用。
fortebio
Fortebio技术概览引言Fortebio是一家生物科技公司，致力于提供先进的生物分析和生物传感技术解决方案。
该公司的核心技术包括光学生物传感技术，用于监测生物分子的相互作用。
本文将对Fortebio 公司的技术进行概览，并介绍其应用领域和优势。
技术原理Fortebio的核心技术基于表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）现象，这是一种用于研究生物分子相互作用的光学技术。
SPR技术通过检测生物分子的表面等离子体共振现象，可以实时监测和分析生物分子之间的相互作用。
Fortebio的SPR技术基于Biolayer Interferometry（BLI）原理，该原理通过改变表面反射的光信号，实现对生物分子相互作用的监测。
BLI技术具有高灵敏度、快速响应和实时监测等优点，已广泛用于生物学研究、药物开发和临床诊断等领域。
应用领域Fortebio的技术广泛应用于生物领域的各个方面，包括但不限于以下应用领域：蛋白质相互作用研究Fortebio的技术可以实时监测和分析蛋白质之间的相互作用。
通过测量蛋白质的结合动力学和亲和力，研究人员可以深入了解蛋白质的功能和作用机制。
这对于药物开发、蛋白质工程和生物学研究都具有重要意义。
药物研发Fortebio的技术可以帮助加速药物研发过程。
通过实时监测药物与靶标蛋白的相互作用，研究人员可以评估药物的亲和力和效力，优化药物设计和筛选潜在药物候选物。
这有助于加快药物研发的速度和降低研发成本。
病原体检测与诊断Fortebio的技术还可以应用于病原体的检测和诊断。
通过与病原体相关的抗原或抗体的相互作用，可以提高病原体的检测灵敏度和特异性。
这对于传染病的快速诊断和筛选病原体也具有重要意义。
基因组学研究Fortebio的技术可以用于研究基因组学。
通过检测DNA的结合与修饰，研究人员可以了解基因的表达调控机制和细胞过程。
这对于基因组学研究和疾病诊断有重要意义。
表面等离子共振 (SPR) 技术与Biacore原理
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表面等离子共振 (SPR) 技术与 Biacore原理
表面等离子共振 (SPR)原理
❖ 表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR) ❖ 消逝波：当光从光密介质射入光疏介质，入射角增大
到某一角度，使折射角达到90°时，折射光将完全消 失，而只剩下反射光，这种现象叫做全反射。 ❖ 当以波动光学的角度 来研究全反射时，人们发现当入 射光到达界面时并不是直接产生反射光，而是先透过 光疏介质约一个波长的深度，再沿界面流动约半个波 长再返回光密介质。则透过光疏介质的波被称为消逝 波。
Biacore提供的生物分子相互作用信息：
❖有无结合 (Yes or No) ❖结合的特异性和选择性 (Specificity) ❖两种分子的结合强度 --亲和力 (Affinity) ❖结合和解离的快慢和复合体的稳定性 --动力学
(Kinetics) ❖ 功能复合体形成的参与者、协同者和组装顺序
表面等离子共振 (SPR)原理
❖ 等离子波：把金属表面的价电子看成是均匀正电荷背景下 运动的电子气体，其中正、负带电粒子数目几乎相等，这 实际上也是一种等离子体。当金属受电磁干扰时，金属内 部的电子密度分布会变得不均匀。因为库仑力的存在，会 将部分电子吸引到正电荷过剩的区域，被吸引的电子由于 获得动量，故不会在引力与斥力的平衡位置停下而向前运 动一段距离，之后电子间存在的斥力会迫使已经聚集起来 的电子再次离开该区域。由此会形成一种整个电子系统的 集体震荡，而库仑力的存在使得这种集体震荡反复进行， 进而形成的震荡称等离子震荡，并以波的形式表现，称为 等离子波。
❖ 30余种不同的试剂盒及缓冲液产品 ： ❖ 氨基偶联试剂盒、巯基偶联试剂盒； GST捕获试剂盒 GST重组蛋白
SPR(Biacore)基本原理
Biacore Training
Biacore Training
传感芯片
葡聚糖 CM5
➾ 亲水性 ➾ 用于偶联
连接层 金膜 50 nm
➾ 用于SPR检测
玻璃支持层
• 除了HPA, Au和C1，所有芯片表面均覆盖葡聚糖层
Biacore Training
传感芯片
Biacore Training
1 RU 的响应值等价于芯片表面结合物质的 浓度改变了1 pg/mm2
Biacore Training
微射流卡盘（IFC） 液体传送装置 • 迷你化的组件 • 试剂消耗量低 • 完整的全自动液体处理装置
IFC
(展开图)
液体通道（flow cells）
微射流卡盘– 液体通道（Flow cells） • 不同的Biacore仪器，其IFC的液体通道的类型和
葡聚糖表面
• 亲水性 • 温和型: 和2%浓度的葡聚糖水溶液环境相似 • 非特异性结合量低 • 高结合容量 • 易于进行共价结合 • 出色的化学稳定性
Biacore Training
传感芯片 CM5
• 羧基化的葡聚糖表面 • 最常用的传感芯片 • 卓越的化学稳定性决定了 • 可靠的实验重复性
Biacore Training
• Biacore 的数据
» 传感图（The sensorgram）
SPR 生物传感技术的应用领域 • 生物大分子的相互作用
Biacore Training
SSppeecciiffiicciittyy
KKiinneettiiccss
AAffffiinniittyy
CCoonncceennttrraattiioonn
表面等离子共振SPR技术与Biacore原理
SPR技术主要应用于生物分子相互作用的研究，而Biacore则更侧重于药物筛选和疫苗开发等领 域。
SPR技术可以实时监测生物分子相互作用，而Biacore则通过固定化生物分子进行检测。
SPR技术适用于多种生物分子，如蛋白质、核酸和糖类等，而Biacore则更适用于蛋白质和多肽 的研究。
SPR技术可以用于研究生物分子的动力学性质，而Biacore则不具备这一功能。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
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定义：表面等离子共振（SPR）是一种光学检测方法，用于研究生物分子间的相互作用。
工作原理：当光波的传播方向与表面波矢方向垂直时，表面波的频率与入射光的频率相 等，发生共振。
应用领域：生物分子相互作用、药物筛选、环境监测等领域。
添加标题
优缺点：SPR技术 具有高灵敏度和高 特异性，但需要特 殊棱镜和光路设置； Biacore技术具有自 动化和集成化程度 高的优点，但检测
成本较高。
添加标题
SPR技术检测灵敏度较高，可以检测到纳摩尔级别的生物分子相互作用。 Biacore技术的检测灵敏度相对较低，可以检测到皮摩尔级别的生物分子相互作用。 SPR技术对生物分子的亲和力敏感，可以用于研究分子间的相互作用机制。 Biacore技术可以对多个分子反应进行同时检测，具有更高的通量。
技术创新：未来，表面等离子共振（SPR）技术将不断进行技术创新，提高检测灵敏度和稳定性，实现更快速、 准确、实时的生物分子相互作用分析。
交叉学科应用：表面等离子共振（SPR）技术将与光学、纳米技术、生物信息学等交叉学科进一步融合，拓展其 在生物医学、环境监测、食品安全等领域的应用。
SPR(Biacore)动力学亲和力分析
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必须考虑的几个因素
动力学分析
Biacore Training
• • • • • •
试剂纯度 偶联方法 偶联水平 配体活性 样品流速 分析物浓度范围
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分析物浓度
动力学分析
•
Biacore Training
• •
浓度应该覆盖所有范围的结合曲线（低浓度—饱 和浓度） 设置至少一个浓度的样品重复 设置零浓度样品
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总结
•
Biacore Training
B
亲和力分析
A
•
» 获得亲和力平衡常数 » 适合分析结合和解离速度较快的相互作用过程
动力学分析
» 获得反应速率常数和亲和力平衡常数 » 对分子间相互作用的详细描述 » 具有相同亲和力数据的反应，结合和解离速率常数往往完 全不同 » 对于了解生物学反应过程来说，获得反应速率常数往往比 亲和力分析更为重要
•
在Biacore中，所检测到的反应速率是物质迁移 现象和分子间的相互结合作用的综合结果
» 通过使用合适的反应环境，质量转移导致的影响能够 被最大程度地控制
12
什么是物质迁移? • 扩散的物质迁移
» 单一样品在静态的系统中
Biacore Training
分析物 梯度
•
经过一定的时间，靠近芯片表面的分析物的浓度将 会逐渐降低，并逐渐在溶液中形成一个分析物浓度 梯度
浓度 = 100 nM 浓度 = 1000 nM
所有靶位 点被占据
Response
(M-1s-1)
kon
(s-1)
koff
10-2 10-3 10-4 10-5
30 min 60 min
106 105 104 103
SPR生物传感器检测牛奶中氨苄青霉素残留
４ ０
传感器与微系统（ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｃｏｙｔ ｅｈｏｏｉｓ Ｔａｓｕｅ ａｄＭｉ ｓｓ ｍ Ｔ ｃｎｌ ｅ） ｒ ｅ ｇ
２１ ００年 第 ２ ９卷 第 ｌ 期 ห้องสมุดไป่ตู้ｌ
Ｓ Ｒ 生物 传 感 器 检 测 牛奶 中氨 苄 青 霉 素 残 留 Ｐ
苏 洋 ， 张婉 洁 ， 可欣 ，刘 瑾 ，石 婷 徐
Ａ ｓｒ ｃ ：Ａ ｂ ｓｎｏ ａｅ ｎ ｓ ｒ ｃ ｌ ｍ ｎ ｒｓｎ ｎ ｅ Ｓ Ｒ） ａ ｓ ｄｔ ｄ ｔ ｔ ｎｉ ｏｉ ｒｓ ｕ ｉ ｂ ｔ ｔ ｉ ｅ ｓｒ ｓ ｄｏ ｕｆ ｅｐａ ｏ ｅｏ ａｃ （ Ｐ Ｗ ｕ ｅ ｏ ｅ ｃ ａ ｔ ｉ ｃ ｅｉ ｅ ｉ ｍ ｌ ａ ｏ ｂ ａ ｓ ｓ ｅ ｂ ｔ ｄ ｎ ｋ
spr原理
spr原理SPR原理。
SPR（Surface Plasmon Resonance）是一种广泛应用于生物化学、生物物理和生物医学领域的表面等离子共振技术。
SPR技术是利用金属表面的等离子共振现象来研究生物分子相互作用的一种无标记、实时、定量的方法。
它可以用于研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋白质-小分子等生物分子相互作用，也可以用于药物筛选、生物传感、免疫分析等领域。
SPR技术的原理主要是基于金属表面的等离子共振现象。
当有一束激光垂直入射到金属薄膜表面时，激光会激发金属表面的自由电子振荡，形成等离子波。
当生物分子与金属表面结合时，会改变金属表面的折射率，从而改变等离子波的传播速度和衰减常数。
这种改变可以通过检测入射角度或波长的变化来实时监测，从而得到生物分子与金属表面的相互作用信息。
SPR技术的优势在于它是一种实时、无标记、定量的方法。
相比于传统的生物分子相互作用研究方法，如ELISA、荧光共振能量转移（FRET）等，SPR技术无需标记分子，避免了标记分子对生物分子结合的影响，同时也避免了标记分子的制备和标记物的污染。
另外，SPR技术可以实时监测生物分子的结合和解离过程，得到结合动力学参数，如结合常数、解离常数、亲和力等，对于研究生物分子相互作用的动力学过程非常有帮助。
SPR技术的应用也非常广泛。
在药物筛选领域，SPR技术可以用于筛选小分子药物与靶蛋白的结合情况，从而评估药物的亲和力和效果。
在生物传感领域，SPR技术可以用于检测生物分子的浓度、结合动力学参数等，具有高灵敏度和高特异性。
在免疫分析领域，SPR技术可以用于检测抗体-抗原、配体-受体等生物分子的相互作用，可用于临床诊断、药物研发等领域。
总之，SPR技术作为一种无标记、实时、定量的生物分子相互作用研究方法，具有很大的优势和应用前景。
随着技术的不断发展和完善，SPR技术将在生物化学、生物物理和生物医学领域发挥越来越重要的作用，为科学研究和生物医学应用提供更多的可能性。
SPR传感器的原理与应用
SPR传感器的原理与应用SPR传感器（Surface Plasmon Resonance Sensor）是一种基于表面等离激元共振原理的光传感器。
它可以用来检测液体或气体中的化学和生物分子，广泛应用于生命科学、化学分析、环境监测和生物医学等领域。
本文将详细介绍SPR传感器的原理及其应用。
SPR传感器的原理基于表面等离激元共振现象。
在光学器件的表面上特定的金属薄膜（通常是金或银）上，光线通过一束激光照射，而这束激光与金属薄膜界面层上固定的分子或离子发生相互作用。
当光束垂直照射金属薄膜表面时，经过反射和折射后的光束最后重新出射，形成一个探测器可以捕捉到的光强信号。
当目标分子吸附到金属薄膜表面时，会改变金属薄膜上的折射率，从而改变光的传播速度和反射角度。
这就导致了光束与金属薄膜界面层发生了相互作用。
在特定波长处，当光束与表面等离激元耦合时，会发生共振现象，这个特定的波长称为共振波长。
共振触发了大量的能量损失，使得探测器捕捉到的光强信号最弱。
SPR传感器通过记录光源在不同波长下的反射光强信号，可以测量共振波长的变化。
根据共振波长的变化，可以推断分析物的浓度，相互作用强度和折射率等信息。
通常使用激光、光纤和光电探测器等器件形成一个完整的SPR传感器系统。
传感器的灵敏度和稳定性取决于金属薄膜和样品接触的质量。
SPR传感器具有很多优点，使其广泛应用于多个领域。
首先，它是一种实时、无需标记物的检测技术，可以避免标记分子对分析物本身产生的影响。
其次，SPR传感器灵敏度高，可以实现低至纳摩尔乃至皮摩尔的浓度检测。
另外，SPR传感器灵活性大，可以应用于多种液相、气相以及生物样本的检测。
此外，SPR传感器响应快速、操作简单，可实现连续监测和实时检测。
SPR传感器在生命科学研究中得到了广泛的应用。
例如，可以用于检测蛋白质、DNA和RNA等生物分子的结合反应，用于研究分子间的相互作用和动力学行为。
此外，SPR传感器还可以用于细胞表面分子的识别和细胞-细胞相互作用等研究领域。
表面等离子共振技术检测亲和力
表面等离子共振技术检测亲和力以表面等离子共振技术检测亲和力为题，本文将介绍表面等离子共振技术及其在亲和力检测中的应用。
表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）技术是一种基于光学原理的生物分子相互作用分析方法。
它通过测量发生在金属薄膜表面等离子共振现象的变化来实时监测生物分子的相互作用。
SPR技术具有高灵敏度、实时性和无标记的特点，因此被广泛应用于生物医药领域的蛋白质-蛋白质、蛋白质-小分子以及蛋白质-细胞等亲和力研究中。
在SPR技术中，常用的探测器件是基于玻璃芯片表面的金膜或金纳米颗粒。
当有光束垂直入射到金膜表面时，与金属表面的电磁波相互作用产生了等离子共振现象。
当生物分子与金膜表面上的探针分子结合时，会导致金膜上的等离子共振现象发生变化，从而可以通过检测这种变化来研究生物分子的亲和力。
亲和力是指生物分子之间相互作用的强度和稳定性。
在生物医药领域中，研究生物分子的亲和力对于了解疾病机制、药物研发和蛋白质结构与功能等方面具有重要意义。
传统的亲和力研究方法如ELISA、双光子荧光共振能量转移（FRET）和表面等离子质谱（SPR-MS）等存在着一些问题，如需要标记物、复杂的操作步骤和较低的灵敏度。
相比之下，SPR技术具有无标记、实时监测和高灵敏度的优势，因此成为了亲和力研究的重要工具。
在亲和力检测中，SPR技术可以用于测定生物分子间的结合强度、结合常数、亲和力等参数。
通过将一个分子固定在金膜表面，称为探针分子，然后将待测的分子溶液注入流动系统中，待测分子与探针分子发生结合后，可以通过监测等离子共振信号的变化来确定结合的程度和动力学参数。
通过调整溶液中待测分子的浓度或者改变探针分子的特性，可以进一步分析亲和力的强弱。
此外，SPR技术还可以通过测定结合动力学参数，如结合速率常数和解离速率常数，来研究亲和力的动力学过程。
除了亲和力研究，SPR技术在生物医药领域还有其他重要的应用。
表面等离子体共振技术的应用和发展
表面等离子体共振技术的应用和发展表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）技术是一种重要的生物分子相互作用分析方法。
近年来，SPR技术以其快速、灵敏、准确的特点，被广泛应用于生命科学、药学、食品科学、环境科学等领域。
一、 SP技术的原理SPR技术主要利用金属薄膜（如金或银）上的表面等离子体共振现象。
当金属薄膜受到一定角度入射的光线时，会激发出表面等离子体共振波，造成反射光的减弱，从而可以测量样品与其反应物相互作用的程度。
二、 SPR技术在生命科学领域的应用1. 分析生物分子相互作用SPR技术可以实时检测生物分子相互作用的变化，如蛋白质与其配体的相互作用、酶与底物的结合等。
同时，SPR技术还可以对生物分子进行定量测定和动力学参数分析，为对药物作用机理等研究提供可靠数据。
2. 疾病诊断基于SPR技术的生物传感器被广泛应用于疾病检测，如肿瘤标志物、细菌和病毒等的检测。
而SPR技术还可以应用于药物筛选和毒性评价等方面，为药物研发提供重要参考。
三、SPR技术的发展趋势1. 多模式SPR技术多模式SPR技术可以监测更多的相互作用，包括大分子和膜蛋白等结构复杂的生物分子相互作用。
此外，多模式SPR技术还可以扩大SPR应用的范围，如环境污染检测、化学品分析等。
2. 纳米SPR技术纳米SPR技术可以极大地提高SPR技术的灵敏度和选择性，具有更广泛的应用前景。
目前，研究人员正在探索和开发各种纳米材料，如金纳米颗粒、碳纳米管、量子点等，用于增强SPR技术的灵敏度和特异性，加速其应用于疾病早期诊断和药物研发。
3. SPR技术与互补技术的结合SPR技术与其他技术的结合将会极大拓展SPR应用的领域。
例如，将SPR技术与质谱和流式细胞术结合，可以实现蛋白质样品的更全面分析；将SPR技术与拉曼光谱结合，可以实现高灵敏检测。
总之，SPR技术在生命科学领域的应用前景十分广泛，而随着其技术的不断发展和完善，其将会在更广泛的领域中发挥作用，为我们的科学研究和生活带来更多贡献。
分子印迹SPR传感器介绍
分子印迹SPR传感器一分子印迹SPR传感器组员信息二分子印迹SPR传感器基本定义及简介定义以分子印迹技术和SPR技术联用而研制出的传感器（Molecular imprinting SPRsensor）该类传感器目前的实际应用较少，多数处于理论和实验室阶段。
其更多的功能和应用还有待开发。
三分子印迹SPR传感器的工作原理1 .SPR技术定义表面等离子体共振技术(简称“SPR”, Surface Plasmon Resonance)是利用了金属薄膜的光学耦合产生的一种物理光学现象。
历史（略）早在1902年，Wood(Wood R W,1902)就在光学实验中发现了表面等离子体波共振现象。
但是直到1982年，Liedberg等(Nylander C et al., 1982; Lieberg B et al., 1983)才首次将表面等离子体共振技术应用于化学传感器研究领域，随后SPR作为一种新兴的传感技术，逐渐成为国际传感器研究的热点。
实践证明，SPR传感器与传统检测手段相比较，具有无需对样品标记、实时监测、灵敏度高等突出优点。
所以，在医学诊断、生物监测、生物技术、药品研制和食品安全检测等领域具有广阔的应用前景。
介绍表面等离子体共振原理当一束ｐ-偏振光在一定的角度范围内入射到棱镜中，在棱镜与金属(Au 或Ag)的界面将发生反射和折射。
当入射角大于临界角时，光线将被全反射；当入射光的波向量与金属膜内表面电子(称为等离子体)的振荡频率相匹配时，光线既被耦合进入金属膜，引起电子发生共振，即表面等离子体共振。
金属膜表面电子吸收入射光子能量使反射光的能量最小，这种最小化发生时的入射角度称为“SPR角”。
SPR 角与入射光波长、入射角、金属膜的厚度、玻璃与金属的介电常数、金属表面及邻近介质的折射率等有关，金属表面结合生物分子将导致其折射率发生变化，从而引起SPR角的变化。
应用机理因此，可通过监测SPR角的变化研究生物分子的相互作用。
SPR生物传感器
S P R生物传感器-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSPR生物传感器1 SPR生物传感器的工作原理SPR是一种物理光学现象，是由入射光的电磁波和金属导体表面的自由电子形成的电荷密度波相互作用产生的。
这种沿着金属导体(金、银)表面传播的电荷密度波是一种电磁波，被称为表面等离子体波(Surface Plasmon Wave，SPW)。
它是一种消逝波，在金属内部的分布是随着与表面垂直距离的增大而呈指数衰减的。
当平行表面的偏振光以一定角度照在界面上发生衰减全反射时，入射光被耦合人表面等离子体内，光能大量被吸收，在这个角度由于表面等离子体谐振将引起界面反射率显着减少。
SPR对附着在金属表面的电介质的折射率非常敏感，而折射率是所有材料的固有特征。
因此，任何附着在金属表面上的电介质均可被检测，不同电介质其表面等离子角不同。
而同一种电解质，其附着在金属表面的量不同，则SPR响应强度不同。
基于这种原理，将一种具有特异识别属性的分子(配体)固定在传感芯片表面金属膜上含分析物的样品(受体)以恒定的速度通过传感芯片，与该配体之间发生相互作用，引起金属膜表面溶液的光学参数(如折射率)发生变化，SPR光学信号也随之改变。
记录和处理这些信号可将整个反应显示出来。
基于这种原理的检测仪器被称为SPR生物传感器(SPR Biosensor)。
根据耦合方式的不同，SPR传感器在结构上可分为棱镜耦合式SPR传感器，集成光波导耦合式SPR传感器，光纤式SPR 传感器和光栅耦合式SPR传感器。
根据测量方式，则可分为：(1)角度指示型，固定入射光波长，观测反射光归一化强度达到最小时的入射角；(2)波长指示型，固定入射光的入射角，测量反射光归一化强度达到最小时的波长(3)光强指示型，固定入射光的入射角和波长，测量反射光的归一化光强；(4)相位指示型，固定入射光的角度和波长，测量入射光和反射光的相位差。
表面等离子体共振资料
Biacore 3000的温度控制系统
SPR 技术的应用
黄辰90513125
物理学应用
若某种物理量会引起特定敏感膜折射率 的变化，就可以采用SPR 传感技术进 行检测。
例如，基于温度变化引起特定敏感膜的 吸湿量变化，并导致其折射率变化，从 而利用SPR 传感技术进行检测的湿度 传感系统，以及基于氢化无定型硅的热 光效应的温度传感系统等。
光源
He2Ne激光器 LED 白炽灯——卤钨灯
传感芯片——金属膜
反射率高 化学稳定性好 厚度合适
金属材料的选择
Ag膜、Au膜的比较
金膜(实线) 和银膜(虚线) SPR 光谱理论值
恒定波长, 反射系数与入射角度关系 波长: 1 和2 为750nm,3 为600nm,
4 为500nm
朱倩 90513126
Biacore Control
工作仪器
Biacore 3000工作仪器
核心部件： 传感器芯片 液体处理系统 光学系统
其他： LED状态指示器 温度控制系统
Biacore 3000核心部件
Biacore 3000的光学系统
Biacore 3000传感器基本结构
1. 光波导耦合器件 2. 金属膜 3. 分子敏感膜
发展简史
1902年，Wood在光学实验中发现SPR现象 1941年，Fano解释了SPR现象 1971年，Kretschmann为SPR传感器结构奠定了基础 1983年，Liedberg将SPR用于IgG与其抗原的反应测定 1987年，Knoll等人开始SPR成像研究 1990年，Biacore AB公司开发出首台商品化SPR仪器
2.等离子波
等离子体 等离子体通常是指由密度相当高的自由正、负 电荷组成的气体，其中正、负带电粒子数目几 乎相等。
1_Biacore_SPR原理
表面等离子共振 (SPR) 技术与 Biacore原理
通用电气公司生命科学部 任薇薇 13880720962/8008109118 Weiwei.ren@
课程目标
• Biacore技术原理 – 表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR) – 传感图 – Biacore提供的分子相互作用的信息
Biacore可研究的生物分子范围
• • • • • • • 蛋白质 DNA/RNA 脂类 /脂质体/ 生物膜 多糖 多肽 小分子 全细胞/病毒/微生物
CD4/gp120 natural chemokine LMW compound mAb
Detergent-solubilized GPCRs
Ab captured on sensor surface
分析物 Analyte 配体 Ligand
配体定义为“固定”于芯片表面的生物分子
Biacore实验的基本流程
固定配体
Biacore实验的基本流程
固定配体 样品进样
再生
数据分析
Biacore实验的基本流程
固定配体 样品进样
芯片再生
Biacore实验的基本流程
固定配体 样品进样
芯片再生
数据分析
Biacore实验的基本流程
• Biacore设备核心组件 – SPR检测器 – 微流控系统 (IFC) – 传感芯片 • Biacore分析的基本流程 – 固定 – 进样 – 再生
BiacoreTM T200
Biacore技术原理
3
January 2012
Biacore：实时、无标记、活性分子互作分析
结合
SPR技术在化学分析中的应用
SPR技术在化学分析中的应用SPR技术（Surface Plasmon Resonance）是一种利用感测芯片表面的局域电磁场和光波作用导致的精密光学现象。
这种技术的原理简单来说就是通过一系列相互作用来感测分子间的互作用，以此来分析生化反应的特性和动力学。
SPR技术的出现，极大地推进了生物、医学和化学等领域的研究进展和发展。
此篇文章将阐述SPR技术在化学分析方面的应用，包括分子间作用、蛋白质识别、药物筛选和反应动力学研究等方面。
1.分子间作用SPR技术非常适合用于测量生物分子之间的相互作用。
它可以通过反射光颜色的变化来监测分子间相互作用的强度和性质。
这一点在天然产物化学方面非常有用，例如生物碱分析中，SPR技术可以被用来监测生物碱之间的相互作用以及其与其他分子之间的理化作用。
相似地，它也可以被用来研究高聚物之间的聚合性质，例如聚焦烷和聚合物。
2.蛋白质识别SPR技术在蛋白质识别方面有很广泛的应用。
它可以用来分析单体和多酸的相互作用，从而为生物大分子的相互作用和结构提供理论基础。
比如，将特定的蛋白质分子吸附在芯片表面，然后注入化合物样品，最后通过SPR技术来测量反应强度和速率，从而得出质量分析结果。
3.药物筛选SPR技术在药物筛选中具有非常重要的应用价值。
通过SPR技术的高灵敏度，可以检测到潜在药物分子与受体之间的结合，从而并发输入快速筛选的功能。
此外，该技术还可以用来评估药物分子和受体互补性，从而确定候选药物的最佳剂量和身体内药物作用的特性。
这对研究与药物相关的疾病的药物研发有非常重要作用。
4.反应动力学研究SPR技术可以用于反应动力学分析，这对了解生化反应过程中分子的相互作用有很大的帮助。
它可以有效地测量反应速率常数和平衡常数，并帮助识别分子相互作用的机制。
此外，它也可以用来研究化学反应的热力学和动力学特性，通过测量表面反应的速率、在实验条件中测定与抗体之间的键和情况，并推导出高质量的测量参数和方程式，以便在化学反应中进行分析。
利用SPR生物传感器检测盐酸克伦特罗
与其 它检测 方法相 比， 有着样品无需标记 、 实时监测反应 的动态过程 、 灵敏度 高、 检 测时 间短 、 效率 高、 无损伤检 测等 优点 ， 其主要检测方法有直接法、 抑制 法、 竞争法。虽然 Ｓ Ｐ Ｒ生物 传感 器 目前还 没有得到 广泛推广使 用 ， 随着抗体技 术 不断进 步， 理论及方法的逐渐 完善 ， 必将促使 Ｓ Ｐ Ｒ生物传 感器在食 品安全分析和 药残检测 方面得到 广泛应用。
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Bruker 收购传感器公司Sierra，SPR 技术测量分子
结合亲和力和动力学
近日，布鲁克宣布收购位于德国汉堡的Sierra Sensors GmbH（以下简称Sierra）。
财务细节未披露。
Sierra 公司致力于开发并制造基于表面等离子体共振（SPR）检测的创新分析型生物传感器。
在SPR 检测和微流体样品输送领域的专利技术驱动下，Sierra 仪器正在为高通量和高性能无标记分析树立
新的标准。
Sierra 旗舰仪器采用SPR+检测技术，为8 个通道上的32 个传感器供电。
Sierra 的Hydrodynamic IsolaTIon™技术可实现任何样品，任何传感器，任何时间微流体传感器访问。
凭借出色的灵敏度每天能够筛选数千个样品，Sierra 的8 通道系统可以测量分子间相互作用的特异性、亲和力、动力学速
率和热力学。
在药物研发方面，Sierra 的SPR 解决方案能够与布鲁克质谱、
核磁共振（NMR）和X 射线晶体学系统完美结合。
Sierra 将创新型微流体与
高通量、超灵敏的表面等离子体共振（SPR）技术结合起来，以测量分子结
合的亲和力和动力学。
生命科学质谱分析执行副总裁Rohan Thakur 博士解释说：我们对布鲁克生物制药解决方案组合的战略补充感到非常兴奋。
实时阵列SPR+与新型微流体技术相结合，可以加速许多药物发现工作流程，如基于片段的药物发现（FBDD）和新型化学物质。
布鲁克将投资Sierra 系统的全球商业化，汉堡将。