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表面等离子共振技术-医学2-11.ppt

表面等离子共振技术-医学2-11.ppt
内容要点:
表面等离子共振技术-医学2-11,表面等离子共振技术05医学实验马吟醒 朱倩 薛夏沫 黄辰简介l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,应用 SPR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。发展简史F1902年, Wood在光学实验中发现 SPR现象F1941年, Fano解释了 SPR现象F1971年, Kretschmann为 SPR传感器结构奠定了基础F1983年, Liedberg将 SPR用于 IgG与其抗原的反应测定F1987年, Knoll等人开始 SPR成像研究F1990年, Biacore AB公司开发出首台商品化 SPR仪器SPR用途简介实时分析,简便快捷地监测 DNA与蛋白质之间 、 蛋白质分子之间 以及 药物 —蛋白质 、 核酸 —核酸 、 抗原 —抗体 、 受体 —配体 等等生物 分子之间的相互作用 ,在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测、环境监测、毒品检测、法医鉴定等领域具有广泛的应用需求。表面等离子共振原理l1. 消逝波l2. 等离子波l3. SPR的光学原理1.消逝波l当光从光密介质入射到光疏介质时( n1>n2)就会有全反射现象的产生。n1 sinθ1 = n2 sinθ2菲涅尔定理:密疏密疏1.消逝波这表示 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。 界面疏密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。3.SPR光学原理3.SPR光学原理l 我们在前面提到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(假设为金属介质)中又存在一定的 等离子波 。当两波相遇时可能会发生 共振 。3.SPR光学原理l 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,使得反射光的能量急剧减少。3.SPR光学原理l可以从反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,对应的入射角为 SPR角。 SPR角随金表面折射率变化而变化,而折射率的变化又与 金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的响应模式n1 sinθ1 = n2 sinθ2因为 sinθ2 = 1所以 sinθ1 = n2/n1SPR的检测模式直接检测 :适用于大分子( >1000 Da)SPR的检测模式抑制模式 :将待测小分子固定在传感器表面,在样品中加入过量对应大分子。SPR仪的结构及工作原理仪的结构及工作原理朱倩朱倩 90513126Biacore Control工作仪器工作仪器Biacore 3000工作仪器工作仪器核心部件:核心部件:传感器芯片传感器芯片液体处理系统液体处理系统光学系统光学系统其他:其他:LED状态指示器状态指示器温度控制系统温度控制系统Biacore 3000核心部件核心部件Biacore 3000的光学系统的光学系统Biacore 3000传感器基本结构传感器基本结构1.光波导耦合器件光波导耦合器件2.金属膜金属膜3.分子敏感膜分子敏感膜传感芯片传感芯片 ———— 光波导耦合器件光波

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