表面等离子体共振生物传感器及其应用

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器在检测生物分子特异性结合方面具有的高灵敏度、免标记及检测快速等优点,使其在过去的20年中在生命科学、医药科学、食品安全等领域取得了快速发展。本文对SPR生物传感器进行了简要介绍,并着重对其在生命科学、医药学、环境分析、食品安全等领域的应用进行了综述,最后对该领域的研究前景进行了展望。     

表面等离子体共振传感器生物识别分子的固定化方法

表面等离子体共振具有无需标记样品和实时检测等优点,广泛应用于药物筛选以及生物、药物、食品等领域的检测。构建合适的生物传感界面是提高检测灵敏度和选择性的重要途径。该文介绍了利用化学偶联生物识别分子的非定向固定方法,以及利用化学键合或生物分子的特异性反应定向固定生物识别分子的方法,比较了两种固定方法的优缺点,并讨论了未来的发展趋势。     

基于表面等离子体子共振的白蛋白免疫传感器的研究

采用自行组装的全波长表面等离子体子共振(SPR)传感装置,以对金和蛋白抗体均有较强吸附作用的A蛋白作为基底膜,测试了A蛋白在金膜表面结合的动力学常数,其结果为2.3×10⁵L/(mol·s).研究了在A蛋白基底膜上白蛋白抗体的定向自组装程度和速率.观测了白蛋白抗体与抗原之间免疫反应的动力学过程,并优化了实验条件.结果表明,白蛋白抗原的浓度在0.02～10mg/mL范围内与信号的响应值呈良好的线性关系.将此SPR传感器用于糖尿病肾病患者尿蛋白的检测,结果较好.     

自组装表面等离子体子共振传感器用于测定抗生素-蛋白结合率的研究

自行设计组装了一套以白色发光二极管为光源的新型表面等离子体子共振传感器, 并采用此传感器通过测量动力学参数测定了8种抗生素与固定在金膜上的牛血清白蛋白之间的结合率, 将所得数据与常用的平衡透析法进行了比较, 两者具有良好的可比性和线性相关性, 说明采用此法也可测定抗生素与蛋白的结合率. 该方法具有测定周期短、 样品用量少、 操作简便、 预测效果良好以及仪器易于小型化甚至微型化等优点.     

表面等离子体共振生物传感器连续检测莱克多巴胺

利用表面等离子体共振生物传感器对莱克多巴胺抗体与固定在芯片表面的莱克多巴胺衍生物的相互作用进行了分析,解离常数为2.56×10-6s-1。根据一定范围内相对响应值和时间近似呈线性关系的动力学特性,建立了连续检测的方法,从而简化了实验步骤,有利于提高芯片的使用寿命。检测莱克多巴胺采用抑制法,将莱克多巴胺衍生物固定在芯片的表面,莱克多巴胺抗体与样品混合后流过芯片的表面,所得相对响应值与样品中莱克多巴胺的浓度成反比。单个样品的检测时间设定为15min,对应的检出限小于4μg/L。     

用表面等离子体子共振免疫传感器检测B因子

研制了一种新型的基于表面等离子体子共振的光学传感器用于抗原识别。该传感器采用固定入射角,以波长为变量,在400-800nm范围内进行实时监测。分子自组装技术用于在金基底层上形成敏感膜,并对敏感膜形成的动力学过程进行了研究。B因子作为补体C3激活子与多种疾病有关,B因子的检测范围为1-80μgmL。在优化的实验条件下,该传感器具有良好的再现性、再生性及选择性。     

声光可调滤光片表面等离子体子共振传感器的研究

自行设计并组装了一套以声光可调滤光片(AOTF)为波长选择系统的波长检测型表面等离子体子共振(SPR)传感器装置,介绍了AOTF的特点和性能.研究了传感器对乙醇、葡萄糖和蔗糖的响应特性,三者的线性范围分别为5%～60%(体积分数),0.028～0.280和0.014～0.140mol/L.并对葡萄糖和蔗糖的混合溶液进行了分析.实际样品的测定结果与国家标准方法的测定值相符合     

基于表面等离子体子共振的B因子传感器

以分辨率较高的一米光栅单色仪为分光系统,光电倍增管为检测系统,改进了自行组装的表面等离子体子共振(SPR)传感装置,提高了仪器的检测能力约50倍,对于发展改变波长模式的SPR传感器具有重要意义。以对金和抗体均有较强吸附作用的葡萄球菌A蛋白为基底膜,观测了人的B因子抗体和抗原之间免疫反应的动力学过程,并研究了B因子的定量测定。结果表明,B因子抗原的浓度在0.02～5μg/mL范围内与信号的响应值呈线性关系。该传感器灵敏度高,选择性和重现性均好。     

用表面等离子体子共振传感器测定人心肌肌钙蛋白I的研究

采用自组装表面等离子体子共振(SPR)传感装置,固定入射角,以波长为变量,以CCD为检测系统,用对金和抗体均有较强吸附作用的葡萄球菌A蛋白作为基底膜,观测了人心肌肌钙蛋白I的抗体和抗原之间免疫反应的动力学过程,并进行了人心肌肌钙蛋白I的定量测定.结果表明,人心肌肌钙蛋白I的浓度在5.0～50μg/L范围内与传感器的响应值呈线性关系.     

表面等离子体共振生物传感器的构建及对柠檬黄的检测

建立了傅里叶-表面等离子体共振传感器(FT-surface plasmon resonance,FT-SPR)检测食品色素柠檬黄的方法。利用柠檬黄与柠檬黄小鼠单克隆抗体特异性结合的原理,将碳酰二亚胺盐酸盐法制备出的柠檬黄-牛血清白蛋白偶联物成功结合到传感器芯片上,通过溶液竞争法检测柠檬黄。建立了标准曲线,获得检出限13μg/L;研究了pH值对检测的影响,得到pH 7.4为适宜的体系酸度;回收实验、实际样品检测及干扰实验的结果表明,本方法对柠檬黄有高选择性。与紫外检测方法相比较,FT-SPR传感器检测柠檬黄方法表现出了选择性高和检出限低等优势。     

溶胶-凝胶非标记免疫传感器检测乙肝表面抗原

采用溶胶 凝胶 (sol gel)技术包埋乙肝表面抗体 (HBsAb) ,涂布于金盘电极表面 ,构成sol gel HBsAb/Au非标记免疫传感器 ,用于检测人血清中乙肝表面抗原 (HBsAg)。该传感器对HBsAg的电位响应遵循Nernst方程 ,在 1～ 330 μg/L浓度范围内 ,传感器的电位响应值ΔE与HBsAg浓度C的对数呈线性关系 ,线性回归方程为ΔE =1 8.1 7+79.84lgC。响应时间为 3min。癌胚抗原、甲胎蛋白等对测定无明显影响。对于HBsAg阴性血清 ,电位响应值ΔE <30mV ,而对于阳性血清则ΔE >30mV ,据此 ,作为临床判别的依据。对1 0 0例临床血清分别用传感器和酶联免疫法 (ELISA)进行双盲检验 ,两法的符合率为 86 %。     

纳米金颗粒增强信号的表面等离子体共振生物传感器用于甲氧檗因高灵敏检测的研究

报道了一种基于表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高灵敏检测抗癌药物甲氧檗因的新方法. 分别在纳米金颗粒和金膜表面修饰富含腺嘌呤(A)的DNA链, 当存在甲氧檗因时, 由于一个甲氧檗因分子可与4个A碱基相结合, 从而使得修饰在纳米金颗粒和金膜表面的DNA形成稳定的双链结构, 进而将功能化纳米金颗粒捕获在金膜表面. 由于纳米金颗粒与金膜之间的电场耦合效应可增强SPR信号, 从而可实现对小分子甲氧檗因的高灵敏、特异性检测. 本方法的检测下限低至0.07 pmol/L, 相对比色法和荧光法而言, 降低了约5～6个数量级. 以4种药物(盐酸小檗碱、青霉素G、硫酸庆大霉素、5-氟尿嘧啶)作为对照考察了该传感器的选择性, 结果表明该传感器具有较好的选择性.     

非竞争性毛细管电泳免疫分析乙肝表面抗原

用硫脲标记乙肝抗体(抗-HBs),基于抗原．抗体高选择性识别,建立了非竞争性毛细管电泳免疫分析乙肝表面抗原的新方法。研究了混合温育时间、缓冲溶液酸度和浓度、进样时间的影响。在5mmol／L Tris-20mmol／L H3BO3-3mmol／L EDTA(pH7．0)的运行缓冲溶液中,游离的标记抗体和抗原抗体复合物在15min内完全分离。HBsAg在4．0—50mg／L范围内与复合物的峰面积呈良好的线性关系;相对标准偏差小于6％;检出限为3．0mg／L。该方法用于乙肝病人血清和正常人血清中HBsAg的测定,结果令人满意。     

纳米磁性微球免疫伏安法测定乙肝表面抗原

采用化学键合法将乙肝抗体固化在自行制备的纳米磁性高分子功能微球表面 ,利用免疫夹心反应原理 ,捕获溶液中的乙肝表面抗原和标记有辣根过氧化物酶的乙肝第二抗体 .在外加磁场的作用下 ,抗体抗原结合物从样品溶液中分离 ,在含有邻氨基苯酚和过氧化氢的底液中 ,生成具有电活性的化合物 3 氨基吩呃嗪 ,用示差脉冲伏安法进行测定 .响应电流与乙肝表面抗原浓度分别在 0 2～ 1 0和 1 0～ 5 0 0ng·mL-1成线性关系 ,检出限达 0 0 60ng·mL-1.采用本方法检测血清中乙肝表面抗原 ,灵敏度大大高于目前临床采用的酶联免疫吸附法 .     

Expression of Human Hepatitis B Virus Surface Antigen Gene in Transgenic Tobacco

Expression of Human hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) gene in plant was reported for the first time. The recombinant plasmid pRoKⅡ-HBsAg was constructed by inserting HBsAg gene into the downstream of CaMV 35S promoter of binary vector pRoKⅡ and then introduced into Agrobacterium tumefaciens LBA4404. The kanamycin-resistant plants were obtained by Agrobacterium-mediated transformation system. It was shown that HBsAg gene was expressed in transgenic tobacco plants and their progenies by ELISA. The spherical particles of ψ 22 nm in the leaf extract of trangenic tobacco were observed by immunosorbent electron microscopy.     

表面等离子体共振法检测人血清白蛋白抗体活性

表面等离子体共振法是研究生物大分子间相互作用的有效方法之一,和非直接方法（如酶联免疫）相比,具有实时、快速和免标记等特点。我们在甲羧基化葡聚糖修饰的传感片表面直接交联固一人血清白蛋白（ＨＳＡ）,用于ａｎｔｉ－ＨＳＡ抗体活性的检测,并用Ｈ３ＰＯ４（０．１ｍｏｌ／Ｌ）溶液再生。结果表明表面等离子体共振（ＳＰＲ）生物传感器能快速实时检测ａｎｔｉ－ＨＳＡ抗体的活性,且传感片能够重复使用１００次以上。     

新型免疫电极法测定乙型肝炎表面抗原

本文报道一种新型的乙型肝炎抗体膜片。测试时,仅需将25μl被检血清滴注于该膜上,经孵育与洗涤即可制得抗原与抗体复合物膜。用复合物膜组装成免疫电极,测定血清样品中乙型肝炎表面抗原含量。电极的线性范围是20～320ng/ml,方法的日间相对标准偏差为10.78％(n=4,m=5),对血清中可能存在的一些其它抗原具有较好的选择性。105例临床血清样本,本法与酶联免疫吸附分析法测定结果符合率为86％。乙肝抗体膜片系一次性使用,4℃可保存半年以上。     

一种糖生物传感芯片制备的新方法

建立了一种用于SPR生物传感器分析的糖生物传感芯片制备新方法。在已二胺大量过量的情况下，海洋硫酸多糖911还原末端的半缩醛基与已二胺的一个氨基进行还原胺化反应，引入一个伯氨基，该伯氨基进一步与sulfo-NHS-biotin反应，使911的还原末端生物素化，通过预偶联到GM5芯片上的链酶抗生素抗体，以俘获法将生物素化的911固定到芯片表面。该方法避免已有固定方法对糖内部结构的破坏，减少了非特异性耦联，能更好地反映糖类与其它分子的相互作用特性，且操作简单，适应于多数具有还原末端的糖类。911经该方法固定后，利用SPR生物传感器，研究了其与HIV gp120蛋白V3区的相互作用动力学，初步证明两者之间存在强烈的相互作用，KA与KD分别为：2.25e5与4.44e-6。     

压电免疫传感器用于乙肝表面抗原的测定

乙肝表面抗原 ( HBs Ag)的检测是临床诊断乙型肝炎的一项重要指标 .目前常用酶联免疫法和放射免疫法检测 [1] ,但酶本身性质不稳定且价格昂贵、操作繁琐 ;而放射免疫法存在放射性废物难处理的局限性 .压电免疫传感器具有装置简单、价格便宜、灵敏度高、实时快速和无需标记等优点 ,广泛应用于环境监测、药物分析及微生物检测等多个领域 [2～ 4 ] .本文应用自组装单分子膜技术 ,在压电石英晶体表面形成致密有序的半胱胺单分子膜 ,通过戊二醛共价交联 ,将乙肝表面抗原单克隆抗体分子固定于晶体电极表面 ,研制成 HBs Ag压电免疫传感器 ,用于…     

Continuous Immunoassay for Sulfamethazine by Surface Plasmon Resonance-Based Biosensor

Regeneration of the sensor chip surface is difficult in many surface plasmon resonance (SPR) biosensor assays. Improper regeneration will reduce life span of the sensor chip and decrease the quality of the data. Considering the advantages of reducing the regeneration frequency, a theoretically feasible continuous SPR biosensor immunoassay for sulfamethazine (SMT) was developed. In the continuous inhibitive immunoassay, the sensor chip surface is regenerated only once after a definite number of tests instead of every test. The SMT-bovine serum albumin (BSA) conjugate was covalently immobilized to a carboxymethyldextran modified gold film. The immobilization conditions of the antigen were studied and the working dilution of the antibody was optimized. The antibody was mixed with SMT of different concentrations prepared with PBS buffer to construct the calibration curve. The limit of detection was 0.5 ng mL^?1. The continuous SPR biosensor assay was proved to be simpler and more practical than a normal one.