表面等离子共振 (SPR) 技术与Biacore原理

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biacore曲线

biacore曲线引言概述：Biacore曲线是一种常用的生物传感技术，用于研究分子间的相互作用。

该技术通过测量分子间的亲和力和动力学参数，为研究蛋白质、抗体和药物等生物分子的相互作用提供了重要的工具。

本文将从三个大点出发，详细阐述Biacore曲线的原理、应用以及优势。

正文内容：1. 原理1.1 表面等离子共振Biacore曲线基于表面等离子共振（surface plasmon resonance，SPR）现象。

当光线入射到金属薄膜表面时，与金属表面的电子发生共振，形成表面等离子波。

当有分子吸附到金属薄膜表面时，会改变表面等离子波的传播情况，从而引起光的反射角发生变化。

通过测量反射光的角度变化，可以得到分子与金属表面的相互作用信息。

1.2 生物分子相互作用Biacore曲线利用SPR技术测量生物分子相互作用的动力学参数，如关联（association）和解离（dissociation）速率常数，平衡常数等。

通过将一个分子固定在芯片表面，另一个分子流经芯片表面，可以实时监测两者之间的相互作用。

这种实时监测的优势使得Biacore曲线成为研究分子间亲和力的重要工具。

1.3 曲线分析Biacore曲线的分析通常包括两个步骤：曲线拟合和数据解读。

曲线拟合可以通过不同的模型来实现，常见的模型有Langmuir模型和双指数模型等。

数据解读可以通过计算得到的动力学参数来评估分子间的亲和力和解离速率。

这些参数对于研究药物的相互作用、蛋白质结构和功能等方面具有重要意义。

2. 应用2.1 药物筛选Biacore曲线可以用于药物筛选的初步评估。

通过测量药物与靶蛋白之间的亲和力和动力学参数，可以评估药物的结合能力和稳定性。

这对于药物研发过程中的候选药物筛选和优化具有重要意义。

2.2 抗体研究Biacore曲线广泛应用于抗体研究领域。

通过测量抗体与抗原之间的亲和力和解离速率，可以评估抗体的结合能力和亲和力。

这对于抗体的筛选、优化以及疾病治疗方案的设计具有重要意义。

表面等离子共振技术介绍

表面等离子共振技术介绍
SPR仪的结构及工作原理
朱倩 90513126
表面等离子共振技术介绍
Biacore 3000
Biacore Control
工作仪器
表面等离子共振技术介绍
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
表面等离子共振技术介绍
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。
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。
表面等离子共振技术介绍
3.SPR光学原理
表面等离子共振技术介绍
表面等离子共振原理
1. 消逝波 2. 等离子波 3. SPR的光学原理
表面等离子共振技术介绍
1.消逝波
菲涅尔定理： n1 sinθ1 = n2 sinθ2
当光从光密介质密入射到光疏介质时（n1>n2）就会有全反射现象疏的产生。
密
疏
表面等离子共振技术介绍
1.消逝波
密
界面疏这表示沿X轴方向传播而振幅衰减的一个波，这就是消逝波。全反射的光波会透过光疏介质约为光波波长的一个深度，再沿界面流动约半个波长再返回光密介质。光的总能量没有发生改变。透入光疏介质的光波成为消逝波。表面等离子共振技术介绍

表面等离子体共振仪器讲解

五、LED状态指示器
在仪器前部面板上有 5个 LED 状态指示器，LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高，分别能够显示仪器不同方面的状态。
六、光源
另外，在光源的选择上，固定波长、改变入射角测量方式的 SPR 装置多采用 He2Ne 激光器(λ= 63218nm) 作为光源。用激光器作光源，单色性好，强度高。在部分文献中发光二极管(LED) 也作为 SPR 的光源，选择的波长多为 760nm。LED 的单色性也较好，且体积小，价格低，使用寿命长。采用固定入射角以波长为变量测量方式的 SPR仪器和装置，白炽灯中的卤钨灯是较适合的光源，因为它在可见光区有连续发射光谱，并具有足够的强度和稳定性，强度不随波长而改变，使用寿命较长。
1.4、光波导型
光波导型SPR传感器的原理与棱镜型十分相似，如下图所示，不同之处在于光波传输的媒介由棱镜变为光波导，在理论上，它可达到的检测精度也与棱镜型的相仿。所谓的光波导是光波传导的材料，能把光束缚在一定区域内传播。光波导型SPR传感器有其自身的优点：光波的传输途径可以人为控制；易于实现微型化；稳定性好等。
用 SPR 检测器所得的信息可直接来自表面的样品，也可间接来自能与样品特异结合的相关试剂，还可以从粗样品的嘈杂信号中获得微量待测样品的特异性信号。其最低检测下线为 pg 级 (10-12g)。
二、传感器芯片（sensor chip）
在 BIA 技术中必须首先有一个生物分子偶联在传感片上，然后用它去捕获可与之进行特异反应的生物分子。将 50nm 至 100nm 厚的金膜固定在一块玻璃片上，将此玻璃片嵌在一个塑料平板夹里，用一种折射率与棱镜匹配的聚合物将芯片耦合到玻璃棱镜上，在芯片表面固定一层较容易与其它生物大分子偶联的葡聚糖分子层（使用者也可以根据需要选择非葡聚糖分子层的芯片）而成。（该偶联过程可由仪器全自动控制。）

SPR(Biacore)基本原理

数量有所不同
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 生物传感技术的应用领域
❖生物大分子的相互作用： ❖肿瘤研究 ❖免疫学和传染病 ❖神经科学 ❖生物制药 ❖蛋白质组学
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
可分析的对象
Biacore核心组件
表面等离子共振 (SPR) 技术与 Biacore原理
戴璐
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。
❖分析物 (Analyte)进样后，以恒定的流速和浓度流过芯片表面
❖样品中的待分析物与固定在芯片表面上的配体发生结合，芯片表面物质的质量发生改变，仪器记录下对应的响应值 (response) 的改变
❖进样结束后，切换缓冲液流过芯片表面，分析物由配体上自发解离，解离的进程由响应值实时监控。
(Mechanism) ❖分子结合的温度与热力学特征 (Thermodynamics) ❖目标分子活性含量的检测 (Concentration)
SPR光学组件
微流控系统(IFC)
❖集成化、自动化的微流路控制系统 ❖样品消耗量低 ❖为互相作用分析而设计优化
微流控系统 (IFC)–流动池
❖IFC上有4个流动池 ❖可选择单独、配对、串联使用。 ❖流动池为配对使用进行了优化(Fc1-Fc2,

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。
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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。

biacore 分子互作技术

biacore 分子互作技术BIACORE是当前广泛应用的实时生物分子互作技术平台，可用于研究生物大分子（蛋白质、核酸等）之间的相互作用，包括蛋白质与其配体、抗体与其抗原、细胞受体与配体等。

该技术基于表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）原理，可以实时、无标记、非抗体依赖地监测生物分子之间的相互作用变化，提供了一种高灵敏度、高时效性的生物分子互作分析手段。

本文将从技术原理、实验步骤、技术优势、应用前景等方面进行介绍。

一、技术原理BIACORE技术的原理基于SPR原理，即当激光光束经过从金属薄膜反射时，会在薄膜表面形成一个等离子体振荡层，也就是表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）。

当生物分子（蛋白质、核酸等）在薄膜表面上形成一个复合物时，复合物的质量和厚度影响了表面等离子体振荡层的共振角度和强度，从而导致反射光的强度和反射光的位移发生变化，并且这种变化与复合物的特异性、亲和力等参数相关。

因此，通过测量反射光的强度和反射光的位移变化来分析生物分子之间的相互作用，可以快速、准确地测定它们之间的亲和力、动力学参数等信息。

二、实验步骤BIACORE技术通常需要进行以下步骤：1、表面修饰：制备金属表面，并通过特定的方法进行表面修饰，例如使用一种特定的抗体或者配体。

2、样品注入：待测试的生物分子样品或蛋白质样品通过注射器注入到BIACORE探头的药物集合器内，然后直接进入芯片表面进行检测。

3、实时监测：检测过程需要实时监测反射光的强度和反射光的位移变化，用于分析样品与表面受体之间的结合变化。

4、数据分析：通过数据分析软件，对实验数据进行分析解释，获得生物分子之间相互作用的动力学参数、亲和力等信息。

三、技术优势1、实时监测：该技术能够实时监测分子相互作用过程，避免了传统生化方法（如放射标记法、酶联免疫吸附法等）中间的间歇步骤，从而获得更加准确的结果。

表面等离子共振 biacore 8k

表面等离子共振biacore 8k摘要：一、表面等离子共振技术概述1.定义与原理2.应用与发展历程二、Biacore 8K 仪器简介1.产品背景与研发历程2.主要性能参数3.适用领域与实验应用三、表面等离子共振技术的应用1.生物传感器研究2.药物筛选与开发3.生物分子相互作用研究四、表面等离子共振技术的展望1.技术发展趋势2.潜在应用领域3.我国在此领域的发展现状与挑战正文：一、表面等离子共振技术概述表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）是一种基于金属表面等离子体波的光学检测技术，可以实时、快速地监测生物分子之间的相互作用。

自20 世纪90 年代发展以来，SPR 技术在生物传感、药物研发、生物分子相互作用研究等领域得到了广泛应用。

二、Biacore 8K 仪器简介Biacore 8K 是瑞典Biacore 公司生产的一款表面等离子共振仪器，基于SPR 技术，可以高灵敏度地检测生物分子之间的相互作用。

Biacore 8K 具有以下主要性能参数：1.检测范围：可检测的分子质量范围广泛，从小分子到生物大分子；2.灵敏度：高灵敏度检测，可实现纳摩尔级别的检测限；3.分辨率：高分辨率，可区分分子间的微小差异；4.适用样品：可检测各种生物样品，如蛋白质、核酸、细胞等。

Biacore 8K 适用于生物传感器研究、药物筛选与开发、生物分子相互作用研究等领域。

通过实时监测生物分子之间的结合和解离过程，研究人员可以深入了解生物分子之间的相互作用机制，为药物研发、生物传感器设计等提供重要信息。

三、表面等离子共振技术的应用1.生物传感器研究：利用SPR 技术可以高灵敏度地检测生物分子之间的相互作用，为生物传感器的研发提供重要支持；2.药物筛选与开发：通过SPR 技术，研究人员可以快速地评估药物与靶点的结合情况，从而优化药物结构、提高药效；3.生物分子相互作用研究：SPR 技术可以实时监测生物分子之间的结合和解离过程，为研究生物分子之间的相互作用机制提供重要信息。

biacore配体偶联水平计算

在生物医学领域中，生物分子相互作用的研究是非常重要的。

而对于生物分子相互作用的研究中，biacore配体偶联水平的计算是一个关键的步骤。

本文将从浅入深地探讨biacore配体偶联水平计算的主题，帮助您更深入地理解这一概念。

1. 什么是biacore配体偶联水平计算？在生物医学研究中，biacore是一种常用的生物分子相互作用分析仪器。

而配体偶联水平计算则是指在biacore上对配体与受体的结合强度进行定量分析和计算。

这一步骤可以帮助研究人员更好地理解生物分子间的相互作用，从而为药物研发和生物医学研究提供重要参考。

2. biacore配体偶联水平计算的重要性配体偶联水平计算是生物医学研究中的关键一环。

通过这一计算，研究人员可以了解配体与受体之间的相互作用强度，从而评估药物的疗效和安全性，优化药物研发过程。

配体偶联水平计算也能够帮助科研人员深入理解生物分子的结构与功能，为疾病治疗和病理机制研究提供重要数据支持。

3. biacore配体偶联水平计算的原理在biacore配体偶联水平计算中，主要依靠表面等离子体共振技术(SPR)。

通过SPR技术，可以实时监测配体与受体在生物芯片表面的结合情况，并通过计算得出它们之间的结合亲和力、速率常数等参数。

这些参数的计算可以帮助研究人员全面评估生物分子的相互作用情况，为进一步研究和应用提供有效数据支持。

4. biacore配体偶联水平计算的进展和挑战随着生物技术和分析仪器的不断发展，biacore配体偶联水平计算在生物医学领域的应用也得到了广泛的推广。

然而，由于生物分子结合过程的复杂性和多样性，配体偶联水平计算中还存在一些挑战，如对大分子复合物的计算、数据的准确性和标准化等方面的问题。

未来还需要进一步完善技术和方法，以提高配体偶联水平计算的准确性和应用价值。

5. 个人观点与总结biacore配体偶联水平计算在生物医学研究中具有重要意义。

通过全面评估配体与受体的结合情况，可以为药物研发和生物医学研究提供重要参考。

表面等离子共振 (SPR) 技术与Biacore原理

可分析的对象
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Biacore核心组件
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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
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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。
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表面等离子共振 (SPR)原理
❖ SPR光学原理：光在棱镜与金属膜表面上发生全反射现象时，会形成消逝波进入到光疏介质中，而在介质中又存在一定的等离子波。当两波相遇时可能会发生共振。当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强会大幅度地减弱。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波吸收，使反射光的能量急剧减少。
(Kinetics) ❖ 功能复合体形成的参与者、协同者和组装顺序
(Mechanism) ❖分子结合的温度与热力学特征 () ❖目标分子活性含量的检测 (Concentration)

表面等离子共振 biacore 8k

表面等离子共振biacore 8k摘要：I.表面等离子共振技术简介A.定义和原理B.应用领域II.Biacore 8K 概述A.仪器介绍B.技术参数C.应用场景III.表面等离子共振技术在Biacore 8K 中的应用A.生物分子相互作用分析B.生物传感器研究C.药物筛选与开发IV.总结与展望A.技术优势B.发展趋势正文：表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）技术是一种先进的生物传感技术，通过对生物分子在金属膜表面的吸附和反应进行实时监测，从而获得生物分子之间的相互作用信息。

该技术在生物化学、分子生物学、药物研发等领域具有广泛应用。

Biacore 8K 是瑞典Bio-Rad 公司生产的一款表面等离子共振生物传感器，具有高灵敏度、高分辨率、快速检测等优点。

该仪器采用了全内反射型（Total Internal Reflection, TIR）表面等离子共振原理，通过测量反射光的相位变化来检测生物分子之间的相互作用。

Biacore 8K 的技术参数包括：检测范围（10-1000 nm）、检测精度（1 pm）、动态范围（10000）等。

在生物分子相互作用分析方面，Biacore 8K 可实时监测生物分子（如蛋白质、核酸、糖类等）在传感器表面的吸附和解离过程，从而获得分子间的结合常数、解离速率等信息。

在生物传感器研究方面，Biacore 8K 可用于研究生物传感器的设计、优化和性能评估，为新型生物传感器的开发提供有力支持。

在药物筛选与开发方面，Biacore 8K 可应用于药物靶点的筛选、药物结合位点的确定、药物作用机制的研究等，为药物研发提供重要依据。

总之，Biacore 8K 作为一款先进的表面等离子共振生物传感器，为生物分子相互作用研究、生物传感器开发以及药物筛选与开发等领域提供了强大的技术支持。

分子互作仪 biacore t200 参数

分子互作仪 biacore t200 参数Biacore T200 是一种用于研究分子间相互作用的仪器，其参数主要包括以下几个方面：1.检测原理：Biacore T200 使用表面等离子共振（SPR）技术来检测分子间的相互作用。

当分子与芯片表面上的涂层结合时，会引起SPR 信号的变化，从而实现对分子相互作用的实时监测。

2.样本容量：Biacore T200 有一个样本池，可容纳 260 微升的样本，以及一个废液池，用于收集废液。

3.分辨率：Biacore T200 的分辨率非常高，能够检测到纳摩级别（nanomolar）的亲和力常数（Kd）。

这使得Biacore T200 在研究低亲和力相互作用时具有很高的灵敏度。

4.运行速度：Biacore T200 的运行速度很快，每小时可以完成多个独立的亲和测定。

5.灵活性：Biacore T200 支持各种不同的芯片和试剂选择，用户可以根据自己的需求进行定制。

同时，仪器也支持多种数据采集模式和动力学模型，能够满足用户对不同类型分子相互作用的测定需求。

6.自动化的样品处理：Biacore T200 具有自动化的样品处理功能，能够实现样品的自动稀释、浓度梯度制备和多通道进样等操作。

这大大简化了实验流程，提高了实验效率和结果的准确性。

7.数据分析和报告：Biacore T200 的配套软件可以提供完整的数据分析工具，包括动力学拟合、亲和力参数计算、浓度推算等。

用户可以根据需要选择不同的数据分析方法和报告格式。

8.环境条件：Biacore T200 的工作环境温度为18-28℃，相对湿度为40-80%。

在仪器运行过程中，需要保持室内环境稳定，避免大幅度的温度和湿度波动。

9.电源要求：Biacore T200 需要连接到一个稳定的电源，输入电压为100-240V，50/60Hz。

在仪器运行过程中，建议使用专用的接地电源，以确保仪器的稳定性和安全性。

10.其他参数：Biacore T200 的重量约为 66 千克，尺寸为 447 x 333 x 187毫米（宽x 深x 高）。

Biacore实验原理及流程

Biacore实验原理及流程Biacore可检测样品的范围十分广泛，包括蛋白、多肽、抗原、抗体、核酸、有机小分子、脂类、多糖、中草药、纳米材料、高分子材料、细胞、细菌、病毒，甚至组织裂解液、血清以及腹水等临床样品。

目前，Biacore技术主要应用于生命科学基础研究、新药的筛选和开发、食品工业等，尤其在肿瘤、蛋白质组学、免疫学和传染病、生物制药方面应用较多。

一、实验原理
Biacore是基于表面等离子体共振（SPR）技术来实时跟踪在天然状态下生物分子间的相互作用，无需任何标记物。

表面等离子体共振（surface plasmonresonance，SPR）是一种光学现象，在传感芯片发生全反射界面上有一层约50nm厚的金属膜，偏振光入射到棱镜的一端，在棱镜与金属膜的界面会产生表面等离子波，当入射光波的传播常数与表面等离子波的传播常数匹配时，金属膜内的自由电子会产生共振，即表面等离子共振体。

分析时，先将一种生物分子即配体（蛋白、抗体等）偶联在生物传感器表面，再将含有另一种能与靶分子产生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流经生物传感器表面。

生物分子间的结合引起生物传感器表面质量的增加，导致折射率的变化，通过监测SPR 的角度变化，可自动获得分析物的动力学结合和解离常数、亲和力及特异性等。

生物分子间反应的变化即被观察到。

二、实验材料
仪器：Biacore 3000；Biacore 8K
样品：a，样品是否均一，多聚物还是异构体；b，样品中是否有高折光率物质，甘油、蔗糖、咪唑等；c，分析物的纯度如何，动力学/亲和力测定：纯度>90%；d，分析物是否有活性，要新鲜有活性；e，是否存在非特异性结合，检查参比通道；f，使用运行缓冲液稀释，尽量减小容积误差。

1_Biacore_SPR原理

Biacore基础课程乊一
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

表面等离子共振 (SPR) 技术与Biacore原理

SPR光学组件
微流控系统(IFC) 集成化、自动化的微流路控制系统样品消耗量低为互相作用分析而设计优化
微流控系统 (IFC)–流动池 IFC上有4个流动池可选择单独、配对、串联使用。流动池为配对使用进行了优化(Fc1-Fc2, Fc3-Fc4)
传感芯片
传感芯片
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
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表面等离子共振 (SPR) 技术与 Biacore原理
戴璐
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。
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重组蛋白分析； NTA捕获试芯片
Biacore实验的基本流程
分析物和配体的定义
固定配体 (Immobilization)：
样品进样 (Injection)
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。

表面等离子共振 biacore 8k

表面等离子共振技术（Biacore 8k）在生物化学和生物医学领域中扮演着至关重要的角色。

通过检测生物分子之间的相互作用，这一技术为疾病诊断、药物研发以及基因工程等领域提供了重要的数据支持。

在本文中，我们将深入探讨表面等离子共振技术的原理、应用以及未来发展趋势，帮助读者更深入地了解这一领域。

1. 表面等离子共振技术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重要方法。

其原理是通过在金属表面上固定生物分子，当有生物分子与其相互作用时，会发生局部折射率的变化，从而引起共振角的变化。

Biacore 8k作为目前应用最广泛的表面等离子共振仪器之一，能够实时、定量地监测生物分子的相互作用，具有高灵敏度和高通量的特点，被广泛应用于药物筛选、蛋白质相互作用研究等领域。

2. 表面等离子共振技术的应用Biacore 8k在药物研发中扮演着至关重要的角色。

通过监测药物与靶标蛋白的结合动力学和亲和力，科研人员可以更准确地评估药物的疗效和毒副作用，从而加快药物研发的速度。

Biacore 8k还被广泛应用于蛋白质相互作用、抗体结合特性等研究中，为基础科学研究提供了重要的技术支持。

3. 表面等离子共振技术的未来发展趋势随着生物化学和生物医学领域的不断发展，表面等离子共振技术也在不断创新和改进。

未来，我们可以预见，Biacore 8k将会更加智能化、自动化，实现更高的样品处理能力和更广泛的应用范围。

随着大数据和人工智能技术的发展，Biacore 8k在数据分析和结果解释方面也将迎来革命性的变化，使其在生物医学领域发挥更大的作用。

总结回顾：通过本文的介绍，我们对表面等离子共振技术（Biacore 8k）有了更深入的了解。

这一技术在药物研发、蛋白质相互作用研究等领域具有重要的应用价值，同时也面临着不断创新和改进的发展趋势。

我个人对此深有同感，相信随着这一领域的持续发展，表面等离子共振技术将会为生物医学领域带来更多的惊喜和突破。

SPR 表面等离子体共振

1.2.2表面等离子体共振技术（SPR）1983年Liedberg等人首次利用表面等离子体共振技术研究免疫球蛋白G抗原与抗体之间的相互作用，开辟了SPR在生物传感分析中的发展领域。

广阔的发展前景吸引许多科研团体不断尝试简化仪器操作，改善仪器性能，使SPR仪器逐渐商品化。

1990年，由Biacore AB公司率先推出第一台商品化的表面等离子共振仪。

随着信息技术和材料科学向各个领域的渗透，目前SPR传感器正朝着多通道、高灵敏、微型化的方向发展。

表面等离子共振原理表面等离子体共振( Surface Plasmon Resonance , SPR) 是一种物理光学现象。

以应用最广的棱镜耦合器件为模型，分析SPR产生的原理。

当光以入射角大于临界角从光密介质(ε0) 射入光疏介质(ε2)，在界面处会发生全内反射现象。

此时，电磁场在反射面外侧并不会立即消失，而是透射进入光疏介质一定深度，其振幅随深度呈现指数衰减，这种电磁波被称为消失波[1]。

当界面存在纳米厚度的金属薄层时（ε1），金属受到光电磁场的作用，金属中的电子密度分布不再均匀，从而形成电子相对于正电荷的密度的起伏振荡。

电子振荡形成的具体过程如下：如果在金属中的某个区域的电子密度小于平均密度，则存在过剩正电荷，过剩的正电荷对邻近的负电荷产生库伦力作用，使邻近的负电荷向这个区域移动，同时获得多的能量。

随后，这区域出现过多的负电荷，由电子间的相互排斥作用，电子又朝远离该区域的方向移动，Stern和Farrell将此振荡在表面形成的电子疏密波定义为表面等离子体子（Surface Plasmon，SP）[2]。

当入射角或波长为某一适当值时，表面等离子体子与消失波的频率和波数相等，二者在金属薄层和溶液界面处发生共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现反射强度最小值。

当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率发生变化时, 共振峰位置将不同。

SPR传感器就是利用上述原理对结合于金属表面的被分析物进行检测的。

BIAcore 3000生物分子相互作用分析仪原理和操作注意事项

BIAcore 3000生物分子相互作用分析仪原理和操作注意事项BIA（Biomolecular Interaction Analysis）提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。

通过它能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解生物分子的结合过程共有多少个协同者和参与者。

BIA可以让得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况。

无需借助标记物进行分析使BIA广泛应用于各类生物体系的测定，从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖直至类脂、噬菌体、病毒和细胞。

BIA就是利用金属薄膜表面的折射率的改变，引起共振角的变化，来推断金属薄膜表面的变化。

实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。

检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面分子的结合、解离整个过程的变化。

BIA技术是基于一种表面等离子共振（SPR）的物理光学现象的生物传感分析技术。

不必使用荧光标记和同位素标记，从而保持了生物分子的天然活性。

当入射光以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将产生全反射，且反射光强度在各个角度上都应相同，但若在介质表面镀上一层金属薄膜后，由于入射光可以引起金属中自由电子的共振，从而导致反射光在一定的角度内大大减弱，其中使反射光完全消失的角度称为共振角。

共振角会随金属薄膜表面通过的液相的折射率的改变而改变，折射率的变化（RU）又和结合在金属表面的大分子质量成正比。

因此，BIA技术可以通过对反应全过程中各种分子反射光的吸收获得初始的数据，并经相关处理获得结果－传感图。

一各种传感片的理化特性及用途传感器芯片是实时信号传导的载体。

芯片结构是在玻璃片上覆盖了一层金膜，各种类型的芯片在金膜表面连有不同的多聚物以形成不同的表面环境，利于固定不同性质的生物分子。

实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。

表面等离子共振 biacore 8k

表面等离子共振biacore 8k
摘要：
1.表面等离子共振的概念
2.表面等离子共振的现象
3.表面等离子共振的应用
4.biacore 8k 的相关内容
正文：
一、表面等离子共振的概念
表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance，简称SPR）是一种物理光学现象，它发生在金属与介质表面。

在这种现象中，自由电子在金属表面形成一种沿着金属表面传播的电荷密度波，这种波在形式上与电磁波一致，且在垂直于传播方向上是衰减的。

二、表面等离子共振的现象
表面等离子共振的主要现象是金属表面附近折射率的变化。

这种现象对入射光的波长和角度非常敏感，入射光的波长和角度的变化都会引起折射率的变化，从而影响表面等离子共振的发生。

三、表面等离子共振的应用
表面等离子共振在生物传感、纳米光学、表面增强拉曼散射等领域有广泛的应用。

其中，biacore 8k 是一种用于表面等离子共振的设备，它可以在生物传感中用于检测生物分子的浓度，也可以在纳米光学中用于研究纳米结构的光学性质。

四、biacore 8k 的相关内容
biacore 8k 是一种高性能的表面等离子共振设备，它可以在8k 分辨率下检测生物分子的浓度。

它的工作原理是利用表面等离子共振的现象，通过检测入射光在金属表面的反射率变化，来确定生物分子的浓度。

总的来说，表面等离子共振是一种重要的物理光学现象，它在科学研究和实际应用中都有广泛的应用。