大分子相互作用儀。又稱光學(xué)表面等離子共振生物分析儀。BIACORE是基于表面等離子共振開發(fā)的新型生物分析傳感技術(shù)。該技術(shù)的3個(gè)核心部分是傳感器芯片，SPR光學(xué)檢測系統(tǒng)和微射流卡盤。

表面等離子共振技術(shù)、應(yīng)用和技術(shù)展望

表面等離子共振技術(shù)，簡稱SPR，是從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，對在生物傳感芯片（biosensor chip）上配位體與分析物之間的相互作用情況的檢...[查看全部]

表面等離子共振技術(shù)原理 ： 表面等離子共振技術(shù)檢測原理表面等離子共振技術(shù)商業(yè)應(yīng)用表面等離子共振儀結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和不足表面等離子共振儀調(diào)和方法表面等離子共振儀軟件介紹

表面等離子共振技術(shù)，簡稱SPR，是從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，對在生物傳感芯片（biosensor chip）上配位體與分析物之間的相互作用情況的檢測是SPR應(yīng)用原理。在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

等離子波

一般由密度相當(dāng)高的自由正、負(fù)電荷組成的氣體，被稱為等離子體，其中正帶電粒子數(shù)目與負(fù)帶電粒子數(shù)目大體上相等。將金屬表面的價(jià)電子看作均勻正電荷背景下運(yùn)動(dòng)的電子氣體，實(shí)際上，這亦是一種等離子體。金屬內(nèi)部的電子密度分布會(huì)由于電磁的干擾而會(huì)變得不均勻。由于存在庫侖力，部分電子會(huì)被吸引到正電荷過剩的區(qū)域，因?yàn)楸晃碾娮荧@得了動(dòng)量，所以其在引力與斥力的平衡位置不會(huì)停下，而是會(huì)再向前運(yùn)動(dòng)一段距離，之后聚集起來的電子會(huì)在電子間存在的斥力的迫使下再次從該區(qū)域離開。從而會(huì)有一種整個(gè)電子系統(tǒng)的集體震蕩形成，而因?yàn)榇嬖趲靵隽?，從而?huì)反復(fù)進(jìn)行這種集體震蕩，形成的震蕩就叫做等離子震蕩，并且其表現(xiàn)形式為波，這種波叫做等離子波。

消逝波

按照法國物理學(xué)家菲涅爾提出的光學(xué)定理得知，當(dāng)將光由光密介質(zhì)往光疏介質(zhì)射時(shí)，將入射角增大到某一角度，使折射角為90度，折射光會(huì)完全消失，而只有反射光剩下，這種現(xiàn)象稱為全反射。

當(dāng)通過波動(dòng)光學(xué)的角度來進(jìn)行全反射的研究時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射光到達(dá)界面時(shí)，并沒有反射光直接產(chǎn)生，而是先透過光疏介質(zhì)約一個(gè)波長的深度，然后沿界面流動(dòng)約半個(gè)波長再返回光密介質(zhì)。那么透過光疏介質(zhì)的波叫做消逝波。

SPR光學(xué)原理

當(dāng)光在棱鏡與金屬膜表面會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，會(huì)有消逝波形成，消逝波進(jìn)入到光疏介質(zhì)中，而且又有一定的等離子波存在于介質(zhì)（假設(shè)為金屬介質(zhì)）中，如果消逝波與等離子波相遇，那么共振現(xiàn)象就很有可能會(huì)發(fā)生。若表面等離子波和消逝發(fā)生共振，則會(huì)大幅度地減弱檢測到的反射光強(qiáng)。能量由光子往表面等離子轉(zhuǎn)移，表面等離子波吸收了入射光的大部分能量，大大地減少了反射光的能量。

有一個(gè)最小的尖峰能夠從左側(cè)的反射光強(qiáng)響應(yīng)

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表面等離子共振儀結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和不足 ： 表面等離子共振技術(shù)原理表面等離子共振技術(shù)檢測原理表面等離子共振技術(shù)商業(yè)應(yīng)用表面等離子共振儀調(diào)和方法表面等離子共振儀軟件介紹

光學(xué)系統(tǒng)、傳感器芯片、液體處理系統(tǒng)三個(gè)主要部分為表面等離子共振儀的核心部件，LED狀態(tài)指示器及溫度控制系統(tǒng)等為其的其他的組成部分。

結(jié)構(gòu)

光學(xué)系統(tǒng)

可以使SPR信號產(chǎn)生并且對其測量的光電組分，叫做光學(xué)檢測單元。

液體處理系統(tǒng)

液體處理系統(tǒng)包括兩個(gè)液體傳送泵，其中一個(gè)負(fù)責(zé)進(jìn)樣裝置中的樣品的自動(dòng)傳送，另一個(gè)泵負(fù)責(zé)保持穩(wěn)定流速的液體流過傳感芯片表面。

傳感器芯片

其最為核心的部件為傳感器的芯片，在SPR技術(shù)中首先必須要在傳感片上偶聯(lián)一個(gè)生物分子，然后用它對能夠與之進(jìn)行特異反應(yīng)的生物分子進(jìn)行捕獲。

光波導(dǎo)耦合器件、金屬膜以及分子敏感膜分別為傳感芯片的三個(gè)主要組成部分。

其他部分

LED狀態(tài)指示器和溫度控制系統(tǒng)等為其他部分。

SPR技術(shù)特點(diǎn)

經(jīng)過20年來的發(fā)展，在生命科學(xué)和制藥領(lǐng)域，SPR光學(xué)生物傳感器已經(jīng)成為一種重要的研究工具。相比于如超速離心，熒光法，熱量測定法等傳統(tǒng)的相互作用技術(shù)，SPR生物傳感器的顯著特點(diǎn)如下：

1.有非常廣泛的應(yīng)用范圍。

2.分析數(shù)據(jù)高質(zhì)量，高通量。

3.可以對固定的配體的穩(wěn)定性進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。

4.反應(yīng)的平衡不會(huì)受到復(fù)合物的定量測定的干擾。

5.大多數(shù)情況下,不需要處理樣品。

6.能夠?qū)ι锓肿酉嗷プ饔玫娜^程實(shí)時(shí)地檢測與動(dòng)態(tài)地監(jiān)測。

7.不需要對樣品進(jìn)行標(biāo)記，使分子保持活性。

8.僅需要極少的樣品，通常一個(gè)表面只需要1毫克蛋白。

9.能夠非常方便快捷地進(jìn)行檢測，有很高的靈敏度。

不足

因?yàn)镾PR是以對未穿透樣品的反射光的測量為基礎(chǔ)，因此可以在混濁的甚至不透明的樣品中進(jìn)行，但是相比于傳統(tǒng)分析手段，尤其是相比于免疫檢測手段，在檢測成本、易用性、穩(wěn)定性、檢測效率等方面，現(xiàn)有的SPR傳感技術(shù)依然有一些不足還存在著，該技術(shù)今后幾年的主要發(fā)展趨勢由此決定了。

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表面等離子共振技術(shù)、應(yīng)用和技術(shù)展望 ： 表面等離子體共振儀特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)表面等離子共振儀軟件介紹表面等離子共振儀結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和不足表面等離子共振技術(shù)原理SPR傳感器分子敏感膜以及金屬膜

表面等離子共振技術(shù)，簡稱SPR，是從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，對在生物傳感芯片（biosensor chip）上配位體與分析物之間的相互作用情況的檢測是SPR應(yīng)用原理。在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

發(fā)展歷史

1902年，SPR現(xiàn)象由Wood在一次光學(xué)實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)了，并且被簡單的做了記錄。

1941年，科學(xué)家Fano對SPR現(xiàn)象作了真正的解釋。

1971年，SPR傳感器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)由Kretschmann奠定了，應(yīng)用SPR技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的序幕也因此被拉開了。

1983年，SPR被Liedberg首次在IgG與其抗原的反應(yīng)測定時(shí)使用并獲得了成功。

1987年，SPR的成像開始被Knoll等人研究。

1990年，首臺(tái)商品化SPR儀器由Biacore AB公司開發(fā)出，開啟了更加廣泛的應(yīng)用SPR技術(shù)的新篇章。

應(yīng)用

SPR用于受體與配體之間、抗原與抗體之間、核酸與核酸之間、藥物與蛋白質(zhì)之間、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間以及DNA與蛋白質(zhì)之間等生物分子之間的相互作用的實(shí)時(shí)分析和快捷監(jiān)測。

在法醫(yī)鑒定、環(huán)境監(jiān)測、毒品檢測、藥物篩選、食品檢測、醫(yī)療檢測和生命科學(xué)等領(lǐng)域SPR的應(yīng)用需求十分廣泛。

SPR技術(shù)展望

隨著在食物監(jiān)控、藥物研發(fā)以及生物化學(xué)分析領(lǐng)域中SPR技術(shù)的不可或缺的重要地位，SPR生物傳感器更加趨向多樣化的應(yīng)用。尤其是它在脂膜領(lǐng)域以及小分子檢測的應(yīng)用，從而使得其將成為未來的膜生物學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)的一個(gè)越來越重要的角色。最近幾年，其得到了特別迅猛的發(fā)展。伴隨著生物分子膜構(gòu)建能力的不斷增強(qiáng)以及SPR 儀器的不斷完善，SPR 生物傳感器將會(huì)具備非常廣闊的應(yīng)用前景。

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表面等離子共振儀調(diào)和方法 ： spr傳感化學(xué)技術(shù)大分子相互作用儀性能和技術(shù)參數(shù)spr技術(shù)原理、作用和應(yīng)用領(lǐng)域表面等離子共振儀軟件介紹表面等離子共振儀結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和不足

表面等離子共振技術(shù)，簡稱SPR，是從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，對在生物傳感芯片（biosensor chip）上配位體與分析物之間的相互作用情況的檢測是SPR應(yīng)用原理。在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

原料

有如下幾種親和分子：

1.凝集素–聚糖/糖蛋白（Lectin–Polysacharride/Glycoprotein）

2.蛋白質(zhì)–小分子（Protein–Small Molecule）

3.蛋白質(zhì)–核酸（Protein–Nucleic Acid）

4.細(xì)胞–配體（Cell–Ligand）

5.蛋白質(zhì)–蛋白質(zhì)（Protein–Protein）

6.多肽–受體（Peptide–Receptor）

7.抗體–抗原（Antibody–Antigen）

8.膜受體–配體（Membrane Receptor–Ligand）

調(diào)和方法

任何一對親和分子，一個(gè)（分析物）在溶液中放置，另一個(gè)（靶分子）在生物傳感器表面鍵合。如果在靶分子鍵合的生物傳感器表面有含有分析物的溶液流經(jīng)。就會(huì)生成親和性復(fù)合物。

雙通道流動(dòng)注射分析式微射流系統(tǒng)為SensiQ所配備，有85nL流動(dòng)池在其內(nèi)。一次性的SPR生物傳感器為SensiQ所使用，能夠簡便地裝卸。有單層的羧基化寡聚環(huán)氧乙烷（Carboxylated Oligoethyleneoxide）基質(zhì)包被于生物傳感器表面，能夠?qū)Χ喾N生物分子進(jìn)行鍵合，并且對非特異性結(jié)合及變性進(jìn)行有效地阻止。靶生物分子既能夠在固相生物傳感器表面鍵合，又能夠在液相中存在，這種方式使兩種親和分子間的接觸性得以增進(jìn)，同時(shí)使由于人為因素所造成的動(dòng)力學(xué)分析的復(fù)雜化得以避免。

SensiQ關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)具備多種鍵合方案，從而對生物分子的附著起支持作用。用EDC/NHS進(jìn)行胺偶聯(lián)是最常用的偶聯(lián)方式。亦可使用例如順丁烯二酰亞胺-硫醇（Maleimide-thiol），還原胺化，酰肼-醛（Hydrazide-a

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SPR傳感器基本原理以及SPR發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn) ： SPR傳感器分子敏感膜以及金屬膜SPR傳感器耦合器件類型生物大分子相互作用儀的主要構(gòu)造SPR傳感器的基本結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)spr技術(shù)等離子概念

表面等離子共振技術(shù)，簡稱SPR，是從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，對在生物傳感芯片（biosensor chip）上配位體與分析物之間的相互作用情況的檢測是SPR應(yīng)用原理。在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

基本原理

產(chǎn)生表面等離子共振相關(guān)于電介質(zhì)的折射率、金屬薄膜的介電常數(shù)、入射光的波長以及入射光的角度。在共振發(fā)生的時(shí)候，入射光的波長和入射光的角度分別被叫做共振波長和共振角度。對于相同種類的金屬薄膜，如果對波長進(jìn)行固定，那么角度就和折射率相關(guān)；如果對角度進(jìn)行固定，那么波長就和折射率相關(guān)。

若使用待測樣品替換電介質(zhì)，共振時(shí)的角度或者波長就可以測出，從而就能夠?qū)㈦娊橘|(zhì)的折射率或者金屬薄膜的介電常數(shù)獲取。若樣品的生物或者化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，那么就會(huì)導(dǎo)致折射率的改變，從而使得波長和角度也會(huì)發(fā)生改變，如此，樣品性質(zhì)的改變就能夠通過波長和角度變化的檢測而獲得。

將入射光的角度固定，對波長進(jìn)行改變，波長伴隨反射率改變的SPR光譜就能夠得到；同樣，將入射光的波長固定，對入射角進(jìn)行改變，角度伴隨反射率改變的SPR光譜就能夠得到。

SPR技術(shù)發(fā)展：

1.能夠和質(zhì)譜儀等高分辨率儀器聯(lián)用。

2.能夠微型化測量裝置以及敏感器件。

3.能夠提高檢測的靈敏度。

4.能夠進(jìn)行高通量的檢測。

SPR優(yōu)點(diǎn)：

1.可以對反應(yīng)動(dòng)態(tài)過程實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)測。

2.能夠快捷、方便地檢測。

3.有非常廣的應(yīng)用范圍。

4.不需要標(biāo)記待測物。

5.對于渾濁、不透明或者有色溶液適合使用。

SPR缺點(diǎn)：

1.對于樣品組成以及溫度等干擾因素比較敏感。

2.對于非特異性吸附比較難區(qū)分。

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大分子相互作用儀性能和技術(shù)參數(shù) ： 表面等離子體共振儀特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)spr傳感化學(xué)技術(shù)spr技術(shù)原理、作用和應(yīng)用領(lǐng)域表面等離子共振儀軟件介紹表面等離子共振儀調(diào)和方法

大分子相互作用儀，又叫做光學(xué)表面等離子共振生物分析儀。BIACORE是在表面等離子共振（surface Plasmon resonance, SPR）技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的新型生物分析傳感技術(shù)。微射流卡盤、SPR光學(xué)檢測系統(tǒng)以及傳感器芯片為此技術(shù)的三個(gè)核心部分。當(dāng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，在傳感器的葡聚糖表面固定一種生物分子，將溶入與之相互作用的分子的溶液從芯片表面流過。SPR檢測器可以通過對溶液中的分子與芯片表面的分子結(jié)合的跟蹤，將整個(gè)過程的變化解離，記錄成一張傳感圖，從而提供動(dòng)力學(xué)和親和力數(shù)據(jù)。BIACORE技術(shù)之所以在蛋白質(zhì)、核酸、多肽、小分子化合物等生物分子的相互作用的研究中得到廣泛地應(yīng)用，是因?yàn)槠錂z測速度快，靈敏度高，不需要標(biāo)記而且可以實(shí)時(shí)定量檢測等的優(yōu)勢。

儀器性能指標(biāo)

1.樣品除了可以單通道注入，還能夠三個(gè)通道同時(shí)注入。

2.內(nèi)/外置式可選樣品注入泵；

3. 重現(xiàn)性RSD（如乙醇溶液）為9.23×10-3；最低檢測限（如瘦肉精）為1.0μg/L。

4.系統(tǒng)性能：對各類生物分子動(dòng)態(tài)反應(yīng)的監(jiān)測均適合。

5.生物傳感芯片：能夠重復(fù)利用單次生物敏感膜。

6.可以通過手動(dòng)（蠕動(dòng)泵)的方式加入樣品。

技術(shù)參數(shù)

1.電源： 220±15% V AC，50 Hz

2.濃度范圍

3.KD（kd / ka）： 10～10M

4.檢測動(dòng)態(tài)范圍: 0-999999RU

5.樣品流動(dòng)速率： 4～450μl/min；

6.流通池單個(gè)通道面積及體積：3.6 mm2，2.5 ul；

7. ka（結(jié)合速率常數(shù)）： 10～10Ms；

8.kd（解離速率常數(shù)）： 10～10s

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