相互作用及界面研究相关技术
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相互作用/生物传感相关技术
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用 The biomacromolecules in cell
Protein
相互作用及界面研究相关技术
DNA RNA Others
分子相互作用
Biochemistry
Nucleotides
DNA
information
RNA
translation
Nucleic Acids
consist of
Hetero-
cyclic bases Pentose
Sugars Phosphate
Protein s
work
Carbohydrates Lipids
Sugars energy
Structural
Functional
consist of
Polysaccharides
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
等离子体
在金属中，价电子为整个
晶体所共有，形成所谓费米电子
气。价电子可在晶体中移动，而
金属离子则被束缚于晶格位置上，
但总的电子密度和离子密度是相
同的，从整体来说金属是电中性
的。人们把这种情况形象地称为
“金属离子浸没于电子的海洋
中”。这种情况和气体放电中的 等离子体相似，因此可以把金属
Pull down
试 验
亲 和 印 迹
免 疫 共 沉 淀
技 术
荧 光 共 振 转 移
振
表 面 等 离 子 共
化 学 交 联
微 量 热 技 术
噬酵 菌母 体双 术展术杂 示交 技技
相互作用及界面研究相关技术
基合 因成 外致 抑死 制筛 子选
SPR技术 表面等离子体共振技术（Surface plasmon resonance，SPR）是通 过测量固-液界面折射率的变化来对 分子的相互作用进行分析研究的一种 技术手段。
: Incident Angle of Light
Relative Reflectance Angle Shift (Degree)
(仪器激光照射点的面积为2.5mm2)
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
Kretschmann Configuration
Resonance Condition
Incident Light
Detector
n1 n2 n3
θsp sin1
n22n32 n12(n22 n32)
ni: Refractive Index in Each Medium (i: 1=Prism, 2=Metal, 3=Sample)
金属板中电子气的位移
看作是一种电荷密度很高的低温 （上）金属离子（+）位于“电子海洋”中（灰
（室温）等离子体，而气体放电
色背景），（下）电子集体向右移动
中的等离子体是一种高温等离子
体，电荷密度比金属中的低。
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
全反射：
光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏 （即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反 射回原媒质内的现象。
相互作用及界面研究相关技术
SPR简史
表面等离子体共振 （ Surface plasmon resonance， SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振， 是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理 学、化学和生物学研究的重要工具。
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结构为SPR传感器奠定了基础 1982年，Lundström将SPR用于气体的传感（第一次） 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
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
表面等离子波 表面等离子共振波
Total internal Reflection
Sample
金 石英基体
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
抗体 – 抗原 相互作用
Kass
+
kdiss
抗体
抗原
复合物 Ab:Ag
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
’ ’
金 石英基体
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
Y(%)
相 对轴 反 射 率
’
SPR共振角
X- 轴: 角度
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
表面附近折射率的变化 镀金膜能量状态的变化 SPR共振角度变化, 在此角度上镀金膜吸收光能
产生共振
仪器检测SPR角度变化, 进而告诉我们表面发生的变化: Δ = 120m° 0.001的折射率变化, 或者 1 ng/mm2 的表面吸附
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用举例 双链DNA之间
的相互作用
相互作用及界面研究相关技术
Signaling: protein – p百度文库otein protein – lipid protein – signaling molecule
Interactions
Replication: DNA – DNA DNA – protein
RNA
Protein
Interaction
DNA
others
By their frie相n互d作s用, 及y界o面u研s究h相a关l技l术know them!
分子相互作用举例 核酸与蛋白质的相互作用
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用举例
蛋白质与配体的相互作用 分子识别：主体对客
体选择性结合并产生某 种特定功能的过程。 锁—钥匙
structure, storage, protein modification
Amino Acids
linked by
Peptide Bonds
Membranes
Fats and Oils
energy storage
compartmentalization
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用
The interaction of biomolecules is the fundamental basis of any cellular function
Immune system: protein – protein protein – 相互作用及界面研ca究r相b关o技h术ydrate
signal
分子相互作用的力
氢键
离子键
静电作用 范德华力
疏水作用
配位键
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用的研究方法 分子相互作用研究方法
生物物理学方法
分子生物学方法 遗传学方法
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用 The biomacromolecules in cell
Protein
相互作用及界面研究相关技术
DNA RNA Others
分子相互作用
Biochemistry
Nucleotides
DNA
information
RNA
translation
Nucleic Acids
consist of
Hetero-
cyclic bases Pentose
Sugars Phosphate
Protein s
work
Carbohydrates Lipids
Sugars energy
Structural
Functional
consist of
Polysaccharides
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
等离子体
在金属中，价电子为整个
晶体所共有，形成所谓费米电子
气。价电子可在晶体中移动，而
金属离子则被束缚于晶格位置上，
但总的电子密度和离子密度是相
同的，从整体来说金属是电中性
的。人们把这种情况形象地称为
“金属离子浸没于电子的海洋
中”。这种情况和气体放电中的 等离子体相似，因此可以把金属
Pull down
试 验
亲 和 印 迹
免 疫 共 沉 淀
技 术
荧 光 共 振 转 移
振
表 面 等 离 子 共
化 学 交 联
微 量 热 技 术
噬酵 菌母 体双 术展术杂 示交 技技
相互作用及界面研究相关技术
基合 因成 外致 抑死 制筛 子选
SPR技术 表面等离子体共振技术（Surface plasmon resonance，SPR）是通 过测量固-液界面折射率的变化来对 分子的相互作用进行分析研究的一种 技术手段。
: Incident Angle of Light
Relative Reflectance Angle Shift (Degree)
(仪器激光照射点的面积为2.5mm2)
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
Kretschmann Configuration
Resonance Condition
Incident Light
Detector
n1 n2 n3
θsp sin1
n22n32 n12(n22 n32)
ni: Refractive Index in Each Medium (i: 1=Prism, 2=Metal, 3=Sample)
金属板中电子气的位移
看作是一种电荷密度很高的低温 （上）金属离子（+）位于“电子海洋”中（灰
（室温）等离子体，而气体放电
色背景），（下）电子集体向右移动
中的等离子体是一种高温等离子
体，电荷密度比金属中的低。
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
全反射：
光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏 （即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反 射回原媒质内的现象。
相互作用及界面研究相关技术
SPR简史
表面等离子体共振 （ Surface plasmon resonance， SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振， 是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理 学、化学和生物学研究的重要工具。
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结构为SPR传感器奠定了基础 1982年，Lundström将SPR用于气体的传感（第一次） 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
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
表面等离子波 表面等离子共振波
Total internal Reflection
Sample
金 石英基体
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
抗体 – 抗原 相互作用
Kass
+
kdiss
抗体
抗原
复合物 Ab:Ag
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
’ ’
金 石英基体
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
Y(%)
相 对轴 反 射 率
’
SPR共振角
X- 轴: 角度
相互作用及界面研究相关技术
基本原理
表面附近折射率的变化 镀金膜能量状态的变化 SPR共振角度变化, 在此角度上镀金膜吸收光能
产生共振
仪器检测SPR角度变化, 进而告诉我们表面发生的变化: Δ = 120m° 0.001的折射率变化, 或者 1 ng/mm2 的表面吸附
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用举例 双链DNA之间
的相互作用
相互作用及界面研究相关技术
Signaling: protein – p百度文库otein protein – lipid protein – signaling molecule
Interactions
Replication: DNA – DNA DNA – protein
RNA
Protein
Interaction
DNA
others
By their frie相n互d作s用, 及y界o面u研s究h相a关l技l术know them!
分子相互作用举例 核酸与蛋白质的相互作用
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用举例
蛋白质与配体的相互作用 分子识别：主体对客
体选择性结合并产生某 种特定功能的过程。 锁—钥匙
structure, storage, protein modification
Amino Acids
linked by
Peptide Bonds
Membranes
Fats and Oils
energy storage
compartmentalization
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用
The interaction of biomolecules is the fundamental basis of any cellular function
Immune system: protein – protein protein – 相互作用及界面研ca究r相b关o技h术ydrate
signal
分子相互作用的力
氢键
离子键
静电作用 范德华力
疏水作用
配位键
相互作用及界面研究相关技术
分子相互作用的研究方法 分子相互作用研究方法
生物物理学方法
分子生物学方法 遗传学方法