表面等离子共振传感器的原理与进展

表面等离子共振光谱(Surface Plasmon Resonance,SPR)是近年来得到快速发展的一门技术。它是一种无标记的、可用于实时定量检测某些固定于传感芯片上的组分与被结合物种间的绑定亲合度(binding affinity)、且可用于对相对小量物质进行检测的重要手段。由于它可方便地研究不同生物或化学物种的有关反应与动力学问题,因此具有重要的实用意义,受到广泛关注和重视。本文对有关等离子共振现象的形成及其作为敏感检测手段的机制、原理和改进等问题作了简要的介绍。     

分子印迹表面等离子共振传感器在食品安全检测中的最新研究进展

分子印迹聚合物具有空间结构选择性高、稳定性好和制备过程简单等特点,结合表面等离子共振传感器,可用于分子间相互作用和结合特性的研究。随着石墨烯、量子点等纳米材料的出现和广泛应用,基于分子印迹技术的表面等离子共振传感器的灵敏度获得了改善,促进了该技术在食品安全检测领域的快速发展。该文基于分子印迹技术简要介绍了表面等离子共振传感器芯片的制备技术、分析体系及其优点,重点分析了国内外将分子印迹-表面等离子共振传感器用于食品安全检测的最新研究成果,阐释了分子印迹-表面等离子共振技术的优势,并展望了该技术在食品安全分析领域的发展趋势。     

以多肽芯片为反应平台筛选激酶抑制剂

表面增强拉曼(SERS)技术是拉曼散射光与金属纳米粒子发生表面等离子共振而产生的拉曼增强现象,与荧光法相比,更适合做多通道检测并有助于提高选择性.近年来,SERS技术在生物分析等领域已经取得了重要研究进展,特别是以具有特征拉曼谱线的分子作为标记物标记DNA,RNA,蛋白质等生物分子,结合SERS检测高灵敏度的特点,使SERS技术在多通道免疫标记识别领域发挥重要的作用~([1,2]).     

基于纳米金粒子可视化分析检测的研究进展

基于纳米金粒子表面等离子共振性质发展起来的可视化分析,由于具有灵敏度高、可设计性强、分析过程快速等优点已被广泛地应用于各类目标分析物的检测,成为一种极具潜力的分析手段。本文综述了基于纳米金粒子表面等离子共振可视化分析检测的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

表面增强荧光研究进展

本文系统地介绍了金属表面增强荧光现象、产生机理及其应用.粗糙金属和超薄光滑金属表面均可表现出荧光增强效应,但这两种表面增强荧光产生的机理不同,所发出的荧光性质也不同.粗糙金属表面增强荧光的主要原因被认为是加快了处于基质表面附近的荧光物种的辐射衰减过程,而超薄光滑金属表面增强荧光则是激发态荧光物种与金属表面的等离子体耦合共振的结果.与粗糙金属表面增强荧光不同,超薄光滑金属表面增强荧光具有突出的方向性.金属表面增强荧光已经开始在DNA无损检测、荧光共振能量转移免疫分析等领域获得重要应用.     

表面增强荧光研究进展

本文系统地介绍了金属表面增强荧光现象、产生机理及其应用.粗糙金属和超薄光滑金属表面均可表现出荧光增强效应,但这两种表面增强荧光产生的机理不同,所发出的荧光性质也不同.粗糙金属表面增强荧光的主要原因被认为是加快了处于基质表面附近的荧光物种的辐射衰减过程,而超薄光滑金属表面增强荧光则是激发态荧光物种与金属表面的等离子体耦合共振的结果.与粗糙金属表面增强荧光不同,超薄光滑金属表面增强荧光具有突出的方向性.金属表面增强荧光已经开始在DNA无损检测、荧光共振能量转移免疫分析等领域获得重要应用.     

第14届流动注射分析国际会议(Ⅱ)

会议报告择要续报如下: (8) Y Li、 J Ren、 H Nakajima、 K Nakano、 T Imato、 B K Kim、 N Soh, 应用表面等离子激元共振传感器进行特异性免疫球蛋白G抗体的"三明治"式流动免疫分析 在流动系统中应用表面等离子激元共振免疫传感器, 简易测定特异性免疫球蛋白G抗体(针对卵白的蛋白质的)以诊断对蛋的过敏.     

等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学偶合及分析信号的放大

基于金纳米粒子(Au NPs)表面等离子体共振原理(SPR)不仅发展了光谱分析,而且报道了TiO_2负载纳米金在可见光区域等离子共振诱导的光电化学及其在光伏电池、可见光催化和表面模板制作等方面的应用~([1]).然而,将等离子共振诱导下Au/TiO_2复合体系产生的光电流应用于电化学传感器并提高其响应性能尚未见有报道.     

功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用

作为一种重要的贵金属, 金具有表面等离子共振的光学特性, 在材料、 催化和医学诊疗等领域有着广泛且重要的应用. 本文综合评述了表面功能化的金纳米材料在肿瘤诊断及治疗领域的相关研究, 并对金纳米材料在肿瘤诊疗领域的未来发展进行了展望.     

表面等离子体共振技术在电化学反应过程研究中的应用

简述了表面等离子体共振(SPR)的基本原理,并综述了表面等离子体共振技术在电化学反应过程中的应用。SPR技术可以无需任何标记原位实时地检测分子间的相互作用,也可用于连续监测吸附/脱附和缔合/解离过程。表面等离子共振光谱(SPRS)与电化学技术结合可用来同时表征和处理电极/溶液的界面,在电化学掺杂/去掺杂过程、吸附/脱附反应的研究、痕量物质的检测、薄膜厚度、介电常数的测定等方面的应用已取得了很大的进展。     

光学分析方法在DNA检测中的应用

介绍了用于DNA检测的各种光学分析方法及其原理,主要包括荧光法、化学发光法、光纤传感法、比色法、表面等离子共振法以及其他光学衍生方法。     

表面增强荧光研究进展

本文系统地介绍了金属表面增强荧光现象、产生机理及其应用。粗糙金属和超薄光滑金属表面均可表现出荧光增强效应,但这两种表面增强荧光产生的机理不同,所发出的荧光性质也不同。粗糙金属表面增强荧光的主要原因被认为是加快了处于基质表面附近的荧光物种的辐射衰减过程,而超薄光滑金属表面增强荧光则是激发态荧光物种与金属表面的等离子体耦合共振的结果。与粗糙金属表面增强荧光不同,超薄光滑金属表面增强荧光具有突出的方向性。金属表面增强荧光已经开始在DNA无损检测、荧光共振能量转移免疫分析等领域获得重要应用。     

利用SPR生物传感器检测牛奶中的氨苄青霉素残留

近年来,在食品安全检测领域,利用表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感器结合免疫测定方法进行痕量物质检测的技术得到了迅速发展。本文采用表面等离子共振生物传感器检测牛奶中的氨苄青霉素残留。从pH值、离子浓度和配体浓度三个方面讨论了实验条件对配体在传感器表面固定的影响,实验结果表明pH值为4.5、离子浓度为10mM以及配体浓度为400μg.mL-1为较佳实验条件。在此实验条件下对BSA-氨苄青霉素偶联物进行了固定,并采用该传感器对不同浓度的氨苄青霉素的水溶液和牛奶溶液进行了检测,最低检测限LOD分别为1.7ng.mL-1和1.8ng.mL-1,均低于氨苄青霉素的最大残留检测限(maximum residue limit,MRL)4.1ng.mL-1,验证了检测方法的可行性。     

固定光路可变焦宽调角表面等离子共振成像装置

设计了一种折反式棱镜耦合单元, 用于简化表面等离子共振系统的角度调节操作, 并基于此单元构建了固定光路可变焦宽调角表面等离子共振成像装置. 该装置通过旋转折反式棱镜耦合单元即可实现角度调节, 调节范围可达40°~80°, 结合1~2倍的变焦成像系统, 可对1~4 cm²传感芯片成像, 且可分辨至少3600 Point/cm². 以蔗糖溶液为研究对象, 考察了该装置的灵敏度, 结果表明其灵敏度可达7×10^-6 RIU(Refractive index unit), 共振角与折射率的线性相关系数为0.99953. 将该装置用于研究抗牛血清白蛋白抗体与其它蛋白的实时相互作用, 所得结果与理论相符. 该表面等离子共振成像装置将在实时并行分析方面具有广阔的应用前景.     

基于金@二氧化锰纳米片超级纳米粒子从比色到单颗粒光谱检测谷胱甘肽

合成了由金纳米球和二氧化锰薄片组成的金@二氧化锰纳米片超级纳米粒子(AMNS-SPs), 将其作为探针, 利用比色和单颗粒光谱2种分析方法进行了谷胱甘肽的传感检测. 该传感检测基于选择性刻蚀探针AMNS-SPs中的二氧化锰纳米片, 使得该探针的局域表面等离子共振波长蓝移. 实验结果表明, 比色法和单颗粒光谱法检测谷胱甘肽的检出限分别为0.018 μmol/L和23.2 fmol/L, 且后者是目前检测谷胱甘肽灵敏度最高的传感方法之一. 该传感方法的优异性能主要源于非常薄的二氧化锰纳米片.     

Ag@AgI/Ni薄膜的制备及其模拟太阳光催化性能

采用电化学方法制备Ag@AgI/Ni表面等离子体薄膜催化剂,使用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶体结构、光谱特性以及能带结构进行分析表征,在模拟太阳光照射下,把罗丹明B作为模拟污染物对薄膜的光催化活性与稳定性进行评价,采用向反应体系中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化机理进行探究。结果表明:最佳工艺下制备的Ag@AgI/Ni薄膜表面是由附着少量Ag粒子的AgI纳米晶构成。薄膜具有显著的表面等离子共振作用、优异的光催化活性和突出的光催化稳定性。光催化反应60 min,薄膜对罗丹明B的降解率(81.1%)是AgI/Ni薄膜的1.35倍,是TiO_2(P25)/ITO薄膜的1.61倍。在薄膜光催化活性基本保持不变的前提下可循环使用5次。薄膜表面纳米Ag的等离子共振对光阴极反应的活化是光催化性能提高的重要原因。提出了薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。     

Ag@AgI/Ni薄膜的制备及其模拟太阳光催化性能

采用电化学方法制备Ag@AgI/Ni表面等离子体薄膜催化剂,使用扫描电镜（SEM）,X射线衍射（XRD）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）对薄膜的表面形貌、晶体结构、光谱特性以及能带结构进行分析表征,在模拟太阳光照射下,把罗丹明B作为模拟污染物对薄膜的光催化活性与稳定性进行评价,采用向反应体系中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化机理进行探究。结果表明：最佳工艺下制备的Ag@AgI/Ni薄膜表面是由附着少量Ag粒子的AgI纳米晶构成。薄膜具有显著的表面等离子共振作用、优异的光催化活性和突出的光催化稳定性。光催化反应60 min,薄膜对罗丹明B的降解率（81.1%）是AgI/Ni薄膜的1.35倍,是TiO₂（P25）/ITO薄膜的1.61倍。在薄膜光催化活性基本保持不变的前提下可循环使用5次。薄膜表面纳米Ag的等离子共振对光阴极反应的活化是光催化性能提高的重要原因。提出了薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。     

表面等离子共振生物传感系统构建及应用研究

本文构建了以TI-Spreeta传感器为基础敏感元件、集微流道系统和数据信号处理电控盒于一体的表面等离子共振生物传感分析系统.在乙醇体积分数0.00～0.60浓度范围内检测乙醇标准溶液时,体积分数改变0.1,将引起共振像素位置变化约9.4个像素数目,表明传感系统的可逆性和重复性良好.采用自组装成膜技术制备了传感器敏感膜,观察了乙肝表面抗原和乙肝表面单克隆抗体的结合、解离以及传感器敏感膜的再生等动态变化过程.与传统的酶联免疫检测法相比,本方法具有无需酶标记、灵敏准确、快速,能够实现在线连续监控检测等优点,在食品安全、环境监测、药物筛选和生物医学研究中具有较大的应用潜力.     

基于金@二氧化锰纳米片超级纳米粒子从比色到单颗粒光谱检测谷胱甘肽（英文）

合成了由金纳米球和二氧化锰薄片组成的金@二氧化锰纳米片超级纳米粒子(AMNS-SPs),将其作为探针,利用比色和单颗粒光谱2种分析方法进行了谷胱甘肽的传感检测.该传感检测基于选择性刻蚀探针AMNS-SPs中的二氧化锰纳米片,使得该探针的局域表面等离子共振波长蓝移.实验结果表明,比色法和单颗粒光谱法检测谷胱甘肽的检出限分别为0. 018μmol/L和23. 2 fmol/L,且后者是目前检测谷胱甘肽灵敏度最高的传感方法之一.该传感方法的优异性能主要源于非常薄的二氧化锰纳米片.     

暗场显微镜下的彩色“纳米星”（英文）

具有独特局域表面等离子共振散射特性的贵金属纳米粒子,在可见光区域表现出明显的吸收和散射光谱特性。在过去的几十年中,基于纳米金和纳米银溶液的可视化颜色传感器,被广泛应用在金属离子、生物分子、农药等灵敏检测。自2000年,暗场显微镜的出现,实现了纳米尺度下等离子共振散射光谱的精准获取,将传感尺度从传统的实验试管发展到单纳米颗粒界面。单颗粒检测消除了本体溶液中大量纳米粒子产生的平均效应,可提供更加准确的反应信息。纳米粒子的散射光谱主要取决于颗粒的尺寸、形貌、成分以及颗粒间耦合作用等,因此,具有特定散射颜色的单个纳米粒子,可以作为优异的纳米探针。这篇综述聚焦于单颗粒纳米传感,首先介绍了纳米粒子局域表面等离子共振的原理和发展历史。随后,主要讨论了单个贵金属纳米粒子作为颜色编码传感器,在生物分子、环境污染物以及能源等领域的应用,尤其是基于单颗粒的原位纳米光谱电化学传感及其在电催化反应中的应用。例如,利用纳米粒子的溶出和生长过程,精巧地设计了针对不同待测物的纳米探针。另一方面,对单纳米粒子结构演变过程的原位监测,也有助于对纳米材料制备机理的理解。最后,着重探讨了纳米颜色传感器信号提取放大的检测手段,...