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1、表面等离子体共振技术(SPR),左焕桢2013-3-14,Contents,SPR的发展,SPR的原理,SPR的应用,总结与展望,四、,一、,二、,三、,一、 SPR的发展,表面等离子体共振（Surface plasmon resonance，SPR）是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理学、化学和生物学研究的重要工具。 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结构为SPR传感器奠定了基础1982年，Lundstrm将SPR用于气体的传感（第一次）1983年，liedberg将SPR用于IgG与其抗原的反应
2、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,二、SPR的原理,消逝波 当光从光密介质入射到光疏介质时（n1n2）就会有全反射现象的产生。 n1 sin1 = n2 sin2,图中沿X轴方向传播而振幅衰减的一个波， 即入射光波的电磁场在反射面不立即消失，而是投射进入光疏介质一定深度，且振幅在垂直方向呈指数衰减，这种电磁波叫消失波,等离子体 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
3、子波。,金属膜反射率高化学稳定性好,SPR光学原理,在某个入射角度，光照射到棱镜上与金属膜表面上发生全反射，从而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。由于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,SPR对物质结合检测,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能够反映与金属膜表面接触的体系的变化。,SPR的应用,环境监测,SPR检测,食品工业,临
4、床分析,蛋白质组学,药物领域,遗传分析,Clinical immunosensing of tuberculosis (肺结核）CFP-10 in patient urine by surface plasmon resonance spectroscopy（ 2011 Elsevier B.V. All rights reserved）,Fig. SPR angle shifts at the steady state after 5 injections for different concentrations of Ag from 100 to 1000 ng/mL.,SPR Senso
5、r Chip for Detection of Small Molecules Using Molecularly Imprinted Polymer with Embedded Gold Nanoparticles（Anal. Chem. 2005, 77, 4282-4285）,Figure 1. Schematic representation of Au-MIP/MIP-coated SPRsensor chip for detection of an analyte, dopamine.,Figure . Typical SPR curves of the surfaces modi
6、fied with Au-MIP/MIP gel (1) with Au-MIP/MIP (2)with MIP/MIP (3) with 11-mercaptoundecanoic acid (4) in water,GGBP蛋白质检测葡萄糖,间接测量法棱镜型SPR表面结构,GGBP蛋白固定时传感器表面折射率变化图,N-乙酰半胱氨酸,四、总结与展望,优点1.可进行实施监测2.无需样品标记3.样品用量少、方便快捷4.灵敏度高，应用范围广5 能测量浑浊甚至不透明样品缺点 难以区分非特异性吸附 对温度等干扰因素比较敏感,随着 SPR 技术成为分析生物化学、药物研发和食物监控领域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。,Thank You!,
