参比型SPR生物芯片的检测

SPR基本原理应用及进展

SPR(Surface Plasmon Resonance)即表面等离子体共振。

SPR技术是20世纪90年代发展起来的，应用SPR原理检测生物传感芯片上配位体于分析物作用的一种新技术。

一、原理1、基本原理：表面等离子共振是一种物理光现象。

利用光在玻璃界面处发生全内反射时的消逝波，可以引发金属表面的自由电子产生表面等离子体子在入射角或波长为某一适当值的条件下，表面等离体子与消逝波的频率和波数相等，二者将发生共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现共振峰(即反射强度最低值)。

当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时，共振峰位置将不同。

2、消逝波全反射的光波会透过光疏介质约为光波波长一半的一个深度，在沿界面流动约半个波长在返回光密介质。

光的总能量没发生改变。

透过光密介质的光波成为消逝波。

3、如果把金属的价电子看成是均匀正电荷背景中运动的电子气体，这实际上也是一种等离子气体。

当金属收到电磁干扰时，形成等离子波，金属中电子密度分布会变得不均匀。

金属表面等离子波形成表面等离子体共振的必要条件之一是金属与介质界面的存在。

在金属表面，电子的横向(垂直于表面)运动受到表面的阻挡，因此在表面上形成了电子浓度的梯度分布，并由此形成局限于表面上的等离子体振荡。

Stem和Fam 将此振荡在表面上形成的电子疏密波定义为表面等离子体子(SP)。

4、SPR仪光学原理当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强度会大幅减弱。

能量从光子转移到表面等离子，入射光的大部分能量被表面等离子体吸收，使得入射光的能量急剧减少。

SPR仪光学原理从图中发射光强的响应曲线看到一个最小的尖峰，此时对应的入射光波长为共振波长，对的入射角为SPR角。

SPR角随金属表面折射率变化而变化，而折射率的变化又与金属表面结合的分子质量成正比。

这就是SPR对物质结合检测的基本原理。

SPR仪检测原理二、SPR检测的类型（1）直接检测（2）夹心反应（3）替代反应（4）竞争抑制反应（1）直接检测a、操作简单b、相对分子质量>10kDA图1.直接检测原理示意图(2)夹心反应a、相对分子质量>5000Dab、更高的灵敏性及选择性图2. 夹心反应原理示意图（3）替代反应a、可用于检测小分子b、可用于荧光分析c、此类型稀少图3. 替代反应原理示意图（4）竞争抑制反应a、对于小分子待测物具有较高灵敏性b、应用范围广c、可再生图4. 竞争抑制反应原理示意图三、SPR特点1、可进行实时检测2、无需样品标记3、样品用量少4、灵敏度高，应用范围光5、不需对样品进行前处理6、能测量浑浊甚至不透明样品四、SPR的结构SPR仪的结构示意图以Biacore3000为例，Biacore3000的工作单元有：·两个液体传送泵：其中一个泵负责保持稳定流速的液体流过传感芯片表面，另一个泵负责自动进样装置中的样品传送。

表面等离子共振法操作

表面等离子共振法操作简介表面等离子共振法（Surface Plasmon Resonance, SPR）是一种生物传感技术，主要用于研究生物分子间相互作用。

该技术基于金属表面的等离子体共振现象，可以实时监测生物分子的相互作用，具有高灵敏度、高特异性和无需标记等优点。

本文将介绍表面等离子共振法的基本操作流程和实验操作注意事项。

一、实验操作流程1. 表面处理：将金属芯片（一般采用金或银）表面进行处理，使其具有一定的亲和性和稳定性。

处理方法包括化学修饰、生物修饰和物理修饰等。

2. 样品处理：将待测样品或参考样品溶液加入流动液体系统中，通过泵将样品液体送入芯片反应池中。

3. 实时监测：将芯片反应池置于SPR检测仪器中，通过激光束照射芯片表面，观察反射光的变化，实时监测样品与芯片表面之间的相互作用。

4. 数据分析：根据反射光的变化曲线，分析样品与芯片表面之间的相互作用强度、亲和力、动力学参数等。

二、实验操作注意事项1. 实验环境：SPR实验需要在无尘、无振动、恒温的实验室环境中进行，以保证实验结果的准确性和可重复性。

2. 芯片处理：芯片表面的处理方法应根据实验需要进行选择，例如化学修饰可以增加芯片表面的亲和性和稳定性，生物修饰可以在芯片表面固定生物分子，物理修饰可以改变芯片表面的形貌和结构等。

3. 样品处理：样品的浓度、pH值、离子强度等参数应根据实验需要进行调整，以保证实验结果的准确性和可重复性。

4. 参考样品：参考样品应具有与待测样品相似的物理化学性质，以保证实验结果的准确性和可比性。

5. 数据分析：数据分析应根据实验需要进行选择，例如可以使用kinetics软件分析实验数据，得到样品与芯片表面之间的亲和力、动力学参数等。

三、实验应用举例1. 蛋白质相互作用研究：SPR技术可以用于研究蛋白质与蛋白质、蛋白质与小分子化合物之间的相互作用，例如可以研究酶与底物之间的相互作用，或者研究抗体与抗原之间的相互作用等。

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
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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。
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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基本原理应用及进展

SPR(Surface Plasmon Resonance)即表面等离子体共振。

SPR技术是20世纪90年代发展起来的，应用SPR原理检测生物传感芯片上配位体于分析物作用的一种新技术。

一、原理1、基本原理：表面等离子共振是一种物理光现象。

利用光在玻璃界面处发生全内反射时的消逝波，可以引发金属表面的自由电子产生表面等离子体子在入射角或波长为某一适当值的条件下，表面等离体子与消逝波的频率和波数相等，二者将发生共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现共振峰(即反射强度最低值)。

当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时，共振峰位置将不同。

2、消逝波全反射的光波会透过光疏介质约为光波波长一半的一个深度，在沿界面流动约半个波长在返回光密介质。

光的总能量没发生改变。

透过光密介质的光波成为消逝波。

3、如果把金属的价电子看成是均匀正电荷背景中运动的电子气体，这实际上也是一种等离子气体。

当金属收到电磁干扰时，形成等离子波，金属中电子密度分布会变得不均匀。

金属表面等离子波形成表面等离子体共振的必要条件之一是金属与介质界面的存在。

在金属表面，电子的横向(垂直于表面)运动受到表面的阻挡，因此在表面上形成了电子浓度的梯度分布，并由此形成局限于表面上的等离子体振荡。

Stem和Fam 将此振荡在表面上形成的电子疏密波定义为表面等离子体子(SP)。

4、SPR仪光学原理当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强度会大幅减弱。

能量从光子转移到表面等离子，入射光的大部分能量被表面等离子体吸收，使得入射光的能量急剧减少。

SPR仪光学原理从图中发射光强的响应曲线看到一个最小的尖峰，此时对应的入射光波长为共振波长，对的入射角为SPR角。

SPR角随金属表面折射率变化而变化，而折射率的变化又与金属表面结合的分子质量成正比。

这就是SPR对物质结合检测的基本原理。

SPR仪检测原理二、SPR检测的类型（1）直接检测（2）夹心反应（3）替代反应（4）竞争抑制反应（1）直接检测a、操作简单b、相对分子质量>10kDA图1.直接检测原理示意图(2)夹心反应a、相对分子质量>5000Dab、更高的灵敏性及选择性图2. 夹心反应原理示意图（3）替代反应a、可用于检测小分子b、可用于荧光分析c、此类型稀少图3. 替代反应原理示意图（4）竞争抑制反应a、对于小分子待测物具有较高灵敏性b、应用范围广c、可再生图4. 竞争抑制反应原理示意图三、SPR特点1、可进行实时检测2、无需样品标记3、样品用量少4、灵敏度高，应用范围光5、不需对样品进行前处理6、能测量浑浊甚至不透明样品四、SPR的结构SPR仪的结构示意图以Biacore3000为例，Biacore3000的工作单元有：·两个液体传送泵：其中一个泵负责保持稳定流速的液体流过传感芯片表面，另一个泵负责自动进样装置中的样品传送。

SPRNTA芯片说明书

SPRNTA芯片说明书
1、按照OpenSPRTM仪器标准操作程序安装SPRNTA芯片。

2、开始以最大流速(150µL/min)运行，检测缓冲液
PBS(pH7.4)。

3、达到信号基线后，调整缓冲液的流速到20µL/min。

4、开始激活芯片，取出制备好的咪唑和NiCl2溶液，通过进样口注入，与传感器相互作用5min完成芯片表面功能化，准备配体。

5、用激活缓冲液稀释用于固定的配体，体积为200µL浓度为10-50µg/mL，通过进样口注入相互作用4min。

6、观察基线5min，以确保稳定。

7、通过比较注入配体前后的信号测量配体结合的量。

如果需要更多的配体，可以再次注入配体。

8、配体信号稳定之后，开始注入高浓度的分析物，以确认配体的活性，并确认表面大致的最大结合能力。

9、将流速提高到150µL/min，注入适当的再生缓冲液，以去除分析物。

10、分析物用缓冲液稀释，浓度详见实验结果，并以20µL/min 上样，蛋白与配体结合时间均为240s；自然解离420s。

spr生物分子互作技术

SPR的应用
SPR在生物化学、免疫学、微生物检测、药物筛选及研发、环境污染的控制、医学诊断、食品及药物检测、工业遥感等方面都有广泛的应用。
展望
随着SPR技术成为科研中的一个不可缺少的部分,SPR生物传感器的应用将更加趋向多样化,特别是它在小分子检测和脂膜领域的新兴应用将使其在未来的药物发现和膜生物学中扮演一个越来越重要的角色。在这种技术的推动下，新的科研技术和手段会不断涌现。
共振角
当入射光波长固定时，反射光强度是入射角的函数，其中反射光强度最低时所对应的入射角称为共振角（ SPR angle）
SPR检测原理
SPR对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感,当表面介质的属性改变或者附着量改变时，共振角将不同。因此， SPR谱（共振角的变化vs时间）能够反映与金属膜表面接触的体系的变化。
Analyzing Biomolecular Interactions
生物分子互作技术
概述
生物分子互作技术(Biomolecular Interaction Analysis) 是基于SPR （Surface Plasmon Resonance）原理的新型生物传感分析技术。传统的检测生物分子间相互作用的探针分子和目标分子亲和常数的方法如平衡透析法、光谱测量法、热量测定法、脱氧核糖核酸酶足迹法等，大多需要荧光标记或放射性标记。本文将介绍一种应用SPR （Surface Plasmon Resonance）原理检测生物传感芯片 (biosensor chip)上配位体与分析物作用的一种新技术。
Sensor chip 金属膜分子敏感膜
Krestschmann 棱镜型
反射率高金属膜化学稳定性好 50-100nm

表面等离子共振技术SPR综述

表面等离子共振技术（surface plasmon resonance technology, SPR）综述作者：刘闯等来源：北京大学单分子与纳米生物学实验室摘要：SPR技术作为检测，分析生物分子相互作用的有效工具，有些国家已经生产出成熟的商业化的SPR传感系统。

对SPR生物传感器的工作原理，应用领域，最新进展作出阐述，并对其在生物分子检测领域的应用和研究发展前景进行了讨论。

引言：表面等离子共振技术（surface plasmon resonance technology, SPR）是20世纪90年代发展起来的一种生物分子检测技术，是基于SPR检测生物传感芯片（biosensor chip）上配位体与分析物作用的一种前沿技术，在20世纪初，Wood观测到连续光谱的偏振光照射金属光栅时出现了反常的衍射现象，并且对这种现象进行了公开描述。

1941年，Fano用金属与空气界面的表面电磁波激发模型对这一现象给出了解释。

1957年，Ritchie发现，当电子穿过金属薄片时存在数量消失峰。

他将这种消失峰称之为“能量降低的”等离子模式，并指出了这种模式和薄膜边界的关系，第一次提出了用于描述金属内部电子密度纵向波动的“金属等离子体”的概念。

2年后，Powell和Swan用实验证实了Ritche的理论。

随后，Stem和Farrell 给出了这种等离子体模式的共振条件，并将其称为“表面等离子共振技术（surface plasmon resonance , SPR）”。

1968年，Otto和Kretschmann等人研究了金属和介质界面用光学方式激发SPR的问题。

并分别设计了两种棱镜耦合方式。

此后， SPR技术获得了长足的发展。

1990年，国际上第一台商业生产的生物传感器在瑞典的Biocore公司诞生。

实践证明，SPR传感器与传统检测手段比较，具有无需对样品进行标记，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有广阔的应用前景。

南开大学科技成果——表面等离子共振(SPR)生物医学检测系统

南开大学科技成果——表面等离子共振（SPR）生物医学检测系统项目简介表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。

这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此SPR传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。

本项目的目的是研制一种基于SPR技术的光机电一体化系统。

我校于1999年开始从事有关方面的研究，2004年底研制完成了第一套单通道SPR生物医学检测试验系统。

最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构SPR传感器存在的不足，课题组在天津市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支持下，研制成功基于传感芯片的多通道SPR生物医学检测实验系统。

这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合SPR传感系统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。

目前已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以达到实用化。

技术水平及应用前景所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，申请专利两项。

产品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等，具有很好的应用及市场前景。

样机首先，一套智能化的SPR生物医学检测分析系统的批量生产成本预计为10万元人民币左右，而国际上同类产品（瑞典BIAcore公司生产）的最低售价为10万美元左右。

可见，SPR生物医学检测分析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。

其次SPR生物医学检测分析系统中的传感耦合部件因其进口成本很高，目前还是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理，这样可重复使用几次，然后予以更换；即使这样，单次检测成本也在200元人民币以上。

表面等离子体共振在生物检测中的应用

表面等离子体共振在生物检测中的应用表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）技术，是一种广泛应用于生物检测领域的实时分子相互作用分析技术，是一种非标记的、灵敏度高、精确度高的仪器技术，它可以实时检测生物分子间相互作用。

表面等离子体共振技术在物种鉴定、精准医学、抗体疫苗研究等方面具有广泛的应用。

一、表面等离子体共振技术简介表面等离子体共振技术是一种光学检测技术，它利用特制的表面等离子体共振仪器，采用生物分子的亲和作用原理，检测生物分子之间的相互作用。

表面等离子体共振技术可以在实验室中实时定量地检测生物分子的结合、解离过程，而且不需要标记物质。

表面等离子体共振技术的工作原理是：通过将试剂样品溶液注入到传感芯片的数据分析仪中，使样品溶液中所含有的被测物与金属薄膜的反射率发生变化，通过检测反射率的变化，就可以非常准确地测定样品中所含有的被测物质量浓度。

表面等离子体共振技术因其高精度、高分辨率、实时测量等优点而受到广泛的关注。

二、表面等离子体共振技术在生物检测领域的应用1、物种鉴定表面等离子体共振技术在动物、细菌等生物物种鉴定领域具有重要的应用。

用表面等离子体共振技术检测动物、细菌等生物分子之间的相互作用，可以实现物种的鉴定。

例如，可以通过检测细菌与抗体之间的相互作用，来确定不同细菌的类型。

表面等离子体共振技术可以快速准确地进行动物、细菌等物种的鉴定，具有很大的应用前景。

2、精准医学表面等离子体共振技术在精准医学领域也有重要的应用。

例如，通过检测血液中不同蛋白质之间的相互作用，可以确定疾病的类型、进展速度等。

利用表面等离子体共振技术还可以检测药物与蛋白质之间的相互作用，确定药物的活性、毒性等，为药物研发提供有力的支持。

3、抗体疫苗研究表面等离子体共振技术在抗体疫苗研究方面也具有广泛的应用。

例如，可以利用表面等离子体共振技术检测抗体与病毒、细菌等致病因子之间的相互作用，找到对这些致病因子有特异性的抗体，从而制备针对这些致病因子的疫苗。

SPR 生物传感器的应用现状与发展趋势

SPR 生物传感器的应用现状与发展趋势0引言SPR 生物传感器是20 世纪80 年代出现的一种基于物理光学原理的新型生化分析系统，是生物传感器中起步较晚的一种。

20 世纪初，Wood R W 观测到用连续光谱的偏振光照射金属光栅时出现了反常的衍射现象，第一次对这种现象作了公开描述。

1983 年，瑞典科学家Liedberg 首次将SPR 技术应用于抗体抗原相互作用的测定，由此产生了世界上第一只SPR 生物传感器。

此后，各国开始了研究的热潮。

我国开展SPR 传感器的研究较晚，尚处于起步阶段。

目前，已经成功研制多种SPR 传感器。

SPR生物传感器作为一种强有力的动态检测手段，与传统检测手段比较，具有实时检测、无需标记、耗样量少等突出优点，在生物工程、医学、食品工业等多个领域都有广阔的应用前景。

本文介绍SPR 生物传感器的基本原理，并在此基础上详细概括了SPR 生物传感器在生命科学，药物残留，疾病诊断以及食品检测中的应用，并对其未来的发展趋势进行了展望。

1 SPR 生物传感器的原理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) 。

这种波是一种消逝波，它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，入射光被耦合入表面等离子体内，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著减少。

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。

基于这种原理的生物传感器通常将一种具特异识别属性的分子即配体固定于金属膜表面，监控溶液中的被分析物与该配体的结合过程。

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。

SPR生化分析仪及其在样品检测中的应用

SPR生化分析仪及其在样品检测中的应用符运良;林红【摘要】Surface plasmon resonance (SPR) is a phenomenon which occurs when light is reflected off thin metal films, and the intensity of reflected light is correlated with the optical wavelength of incidence, angle of incidence, and refractive index of the material on the surface of Au film. Biochemical analysis instruments based on surface plasmon resonance have been developed for characterizing and quantifying biomolecular interaction. The working principle, technical parameters and testing method of the HPSPR-6000 were discussed here. The SPR response of immobilizating sulfamethazine antign on the surface of chip was testedand the binding value between antign and antibody on the surface chip was measured.%表面等离子共振(SPR)是一种入射光照射到金属表面,导致金属表面产生等离子共振,反射光强出现衰减的现象,反射光强衰减程度与入射光波长、入射角及金属表面补测物质的折射率有关.根据这原理研制的SPR生化分析仪,在检测、分析分子间的相互作用等方面有着广泛的应用.针对HPSPR-6000生化分析仪的工作原理、技术参数、检测方法进行了详细的介绍,在芯片表面生长磺胺二甲嘧啶-BSA,并检测生长过程的响应信号,同时还对磺胺二甲嘧啶抗原与抗体在芯片表面的结合响应信号进行了检测.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】5页(P30-33,43)【关键词】表面等离子共振;SPR生化分析仪;检测【作者】符运良;林红【作者单位】海南师范大学物理与电子工程学院,海南海口571158【正文语种】中文【中图分类】TS207.53引言基于表面等离子共振（surface plasmon resonance，SPR）原理的生物传感技术是一种先进的光学生物化学检测技术，近几年来，该生物化学传感检测技术在监测生物分子之间的结合反应方面有着广泛的应用［1］，该传感检测技术与传统的生化分析方法（如液相色谱等）相比，具有检测时间少、检测样品无需任何标记、检测结果准确、检测灵敏度高等优点，并且还能够实现在线、实时连续检测。

表面等离子共振技术实验步骤

表面等离子共振技术实验步骤
表面等离子共振技术（Surface Plasmon Resonance，SPR）是一种用于研究生物分子相互作用的非标记方法。

它通过检测金属薄膜上的表面等离子共振现象，从而实现生物分子的高灵敏度、即时检测。

SPR技术的实验步骤主要包括以下几个步骤：
1. 制备芯片：使用金属薄膜作为芯片，金属薄膜的常用材料有金、银等。

制备过程需要对金属表面进行清洗，通常采用的方法是电子束或离子吸附。

2. 结合分析物：将待分析分子固定在芯片表面，固定的方法有物理吸附、共价键结合及生物素-亲和素系统等。

3. 流动受检样品：将待检测样品注入芯片中进行流动，样品会与芯片上的分子相互作用，从而形成复合物。

4. 记录共振角度变化：在样品流动过程中记录下反射光强度随时间的变化，当样品与分子结合后，反射光的振幅将发生变化。

5. 数据分析：对实验得到的数据进行分析，计算出共振角度的变化以及与样品浓度之间的关系。

表面等离子共振技术是一种非常灵敏的生物分子相互作用检测方法，可以用于生物传感器、药物筛选等领域。

但是在实验过程中需要注意芯片的制备和样品的准备，以避免对实验结果的影响。

SPR生物传感检测系统软件的设计与实现

2010年第29卷第6期传感器与微系统(Transducer and M icr osyste m Technol ogies)SPR生物传感检测系统软件的设计与实现3杨　军,吴　松,李圆怡,王　敏,战　磊,郑小林(重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆400030)摘　要:介绍了一种基于VC++6.0的表面等离体激元共振(SPR)生物传感检测系统软件的设计与实现。

软件利用VC++6.0的MSComm控件,通过串口输入采集数据,结合Access数据库对数据进行操作、保存。

数据处理后可得到SPR信号中的共振角度,并可实时绘制出反应曲线。

同时,可以选择不同的化学反应动力学模式与相应的公式进行化学反应动力学的模拟,以便实验过程的指导和实验结果的分析。

该软件已用于本实验室自主研制的Kretsch man结构SPR生物传感器。

水和空气的传感检测实验证实了该软件在SPR生物传感信号采集与分析中的可行性。

关键词:表面等离体激元共振;系统控制;生物传感器;信号处理中图分类号:Q813.2 文献标识码:A 文章编号:1000—9787(2010)06—0095—03D gn and rea li za ti on of software for SPRb i o2sen si n g and detecti n g syste m3Y ANG Jun,WU Song,L I Yuan2yi,WANG M in,Z HAN Lei,Z HENG Xiao2lin (Key Labora tory of B i orheolog i ca l Sc i ence and Technology,M i n istry of Educa ti on,B i oeng i n eer i n g college,Chongq i n g Un i versity,Chongq i n g400030,Ch i n a)Abstract:A s oft w are based on VC++6.0is designed f or surface p las mon res onance(SPR)bi osens or.This s oft w are uses the M S Comm contr ol module in the VC++6.0,the serial data inputting mode and the Access database t o realize data p r ocessing and saving.After the data p r ocessing step,SPR angle and curve can be obtained.Mean while,che m ical reacti on dyna m ics can be si m ulated by choosing suitable kinetic modes and for mula,and it can be used t o design experi m ents and analyze experi m ental results.This s oft w are has been used in home2made Kretsch man based SPR syste m.Sensing experi m ents on water and air validate its p racticability.Key words:surface p las mon res onance(SPR);syste m contr ol;bi osens or;signal p r ocessing0　引　言表面等离体激元共振(surface p las mon res onance,SPR)技术是近年来发展起来的高精度免标记生化检测技术。

参数 BiacoreX100 plus

生物分子相互作用分析系统Biacore X100 plus技术参数1、检测技术：SPR技术（表面等离子共振技术）2、*分子量检测范围：>100 Dalton3、基线噪声：0.1RU4、基线漂移：<0.3 RU/min5、芯片表面反应温控：4-40 ℃6、温控精度：3×10-3℃7、检测信号范围：1-70000RU8、解离常数范围：10-5 – 10-1 s-19、结合常数范围：10 3 – 10 7 M-1s-110、平衡亲和力：10 4 – 10 12 M-111、灵敏度：100pM12、系统流速：1-100 μl/min13、样品折射率范围：1.33-1.4014、样品体积：5-90 μl15、自动脱气功能：进行溶液的在线脱气16、浓度范围（mol）：10-3 – 10-11 M17、上样方式：自动进行样品装载和注射18、浓度范围（质量）：20mg/ml – 200pg/ml19、浓度分析模式：1）基于标准曲线的浓度分析；2）无需标准曲线的浓度分析（CFCA）20、芯片使用重复性：>100 次以上21、混合方式：流动22、传感器芯片种类：≥ 11 种23、自动化程度：24 小时无人监管作业24、分析软件：A)基于Oracle数据库的多用户多权限控制系统，便于数据系统维护，保证数据安全稳定；B)基于问题式的实验设计指导(workflow)，初学者快速开发出分析方法；C)自动仪器维护提醒，样品用量和耗时提醒, 并且确保用户间不会意外删除其他数据；D)自动溶剂校正功能,对于非水溶性样品分析带来极大便利；E)软件内置支持多种芯片偶联方法和捕获方法，与试剂盒和芯片无缝整合；F)有至少5种数据分析的曲线拟合功能，可以下载或者编辑新的分析模型或者自定义模型；G)有智能的数据评价功能，分别以不同颜色显示数据质量的好坏。