表面等离子共振技术研究进展及应用
检测,1表面等离子共振技术的发展历史及研究进展,2SPR技术的应用,1SPR技术在分子生物学检测领域的应用,2SPR技术在环境污染检测领域的应用,3食品安全检测领域的应用,4表面等离子体共振技术在药物研究中的应用,3SPR技术
王永智 叶华跃 聂利芳 吴宏斌 邱文娜 方朝东 雷高新 曾玮乔1.泰州医药高新技术产业园区疫苗工程中心,江苏泰州225300;2.江苏华泰疫苗工程技术研究有限公司,江苏泰州 225300;3.江苏大同盟制药有限公司,江苏泰州225300
1 表面等离子共振技术的发展历史及研究进展
1902年R.W.Wood[1]在一次光学实验中观察并记录了金属光栅的异常衍射现象,他称之为“Wood异常”,这是人们首次记录的表面等离子共振(surface plasmon renounce,SPR)现象。1941年U.Fano依据金属和空气界面上表面电磁波的激发原理首次成功解释了SPR现象[2]。Kretschmann于1971年提出Kretschmann结构为SPR生物传感器奠定了基础,同时也促成了SPR技术在实验中的应用[3]。1983年,Liedberg等首次利用SPR进行IgG与其抗原的反应测定并取得了成功。1987年,Knoll等开始进行SPR成像研究,1990年,Biacore AB公司推出了首台商用SPR仪器,使SPR技术的应用研究得到了更快速的发展[4]。
SPR的原理为当一束单色偏振光透过玻璃照射到镀在玻璃表面的金或银薄膜时,自由电子在金属和玻璃介质表面积聚,产生表面极化电荷。表面电荷的集体震荡便产生了表面等离子体波(surface plasmon wave,SPW)。产生表面等必须将入射光与表面等离子波通过耦合器件进行耦合,使二者发生共振,当表面等离子波当入射光的波向量与SPW的振荡频率相匹配时[5],便产生了SPR现象。常用的耦合器件主要有棱镜型[6]、光栅型[7]、光纤型[8-9]、光波导型[10]等,其中商品化的SPR仪器主要采用的是Kretschmann棱镜结构[10]。SPR发生后,SPW吸收了入射光的能量,反射光的能量则急剧下降以致完全消失,此时入射光的角度被称作SPR角(共振角)。SPR角随金属薄膜附近介质折射率变化而改变化,介质折射率变化情况一般又会受到待测溶液中的物质浓度的变化情况影响。因此通过测量SPR角的变化情况便可以反应待测溶液中的一些产生反应的情况[11-13]。
SPR技术主要的特点有[14-17]:(1)免标记检测。SPR 技术不需要标记样品或者对样品进行衍生化处理便可以检测。这样不仅保持了被检测分子的性质和状态,而且避免了标记过程对检测结果的不利影响。同时方便了样品处理,简化了检测流程。(2)实时动态分析 ......
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