表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用及其应用

表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术是利用金属薄膜光学耦合产生的物理光学现象建立的一种非常灵敏的光学分析手段. 近年发展的电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance,EC-SPR）是将时间分辨表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用的一种新技术. 本文介绍了SPR和EC-SPR的基本原理,并重点阐述了时间分辨SPR光谱技术与电化学方法联用及应用,该技术已广泛地应用于反应动态过程研究、生物化学传感器、电极/溶液界面的表征、动力学常数的测定以及生物分子相互作用等领域.     

表面等离子体共振免疫传感器在蛋白质检测中的应用及其研究进展

表面等离子体共振(SPR)技术是20世纪90年代发展起来的一种新型技术,应用SPR原理可检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的相互作用情况,在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测及环境监测等领域具有广泛的应用需求.SPR技术可与免疫传感器结合,利用抗原抗体的特异性反应可用于各种蛋白质抗原的检测.本文重点总结了SPR免疫传感器在食品及医疗领域蛋白质检测的应用,综述了近年来SPR免疫传感技术在这该领域的研究热点及进展.     

不同模式表面等离子体共振与其他分析检测技术联用

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)是利用金属与介质界面产生的一种光学现象所构建的分析技术,其在检测生物分子特异性结合方面具有免标记、高灵敏度和实时快速的特点.本文比较了常规SPR、成像SPR和SPR显微镜技术三种SPR模式的差异和应用,并着重对SPR与多通道流通体系(如微流控...     

表面等离子体共振技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用

表面等离子共振(SPR)近年来迅速发展为用于分析生物分子相互作用的一项技术.该技术无需标记、特异性强、灵敏度高、样品用量小,可实现在线连续实时检测.目前SPR已被广泛应用于免疫学、蛋白质组学、药物筛选、细胞信号转导、受体/配体垂钓等领域.该文阐述了基于表面等离子体共振技术生物传感器的基本原理和技术流程,综述了SPR在蛋白质-蛋白质相互作用动力学研究、蛋白质结构及功能研究、蛋白质突变和碎片分析、信号转导中的应用以及SPR在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的多项关键技术.指出SPR通过与光谱、电化学等多技术联用后,可以获得更加详实的信息.     

基于金银合金薄膜的波长检测型表面等离子体共振传感器

从实验和理论两方面详细研究了金银合金膜表面等离子体共振(SPR)传感器在可见光波段的敏感特性.实验方面,通过在玻璃基底上溅射50 nm厚的金银合金薄膜制备了一种新型的SPR传感芯片,并且自行搭建了基于Kretschmann结构的波长检测型SPR传感器测试平台.利用不同浓度的氯化钠(NaCl)水溶液和浓度为10μmol·L-1的牛血清蛋白(BSA)水溶液分别作为折射率样品和分子吸附样品,研究了传感器的折射率灵敏度和吸附灵敏度,并与金膜和银膜SPR传感器进行了对比研究.结果表明,对于折射率灵敏度的测试,金银合金膜SPR传感器大幅高于金膜SPR传感器,略低于银膜SPR传感器;而对于吸附敏感的研究,金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器相近,是金膜SPR传感器的3倍.理论方面,利用菲涅尔公式和等效折射率计算公式仿真计算了这三种薄膜结构的SPR传感器的灵敏度和精确度,结果指出金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器接近,是常规金膜SPR传感器的2.31倍,而半高峰宽仅为金膜和银膜SPR传感器的1.36倍.在稳定性方面,金银合金膜SPR传感器与金膜SPR传感器均具有良好的化学稳定性,而银膜SPR传感器较易氧化,使用寿命低,不常被采用.综上,金银合金膜在改善传感器灵敏度的同时,不会降低精度,是一种高灵敏、低成本、良好稳定性的SPR传感器敏感材料.     

基于金银合金薄膜的波长检测型表面等离子体共振传感器

从实验和理论两方面详细研究了金银合金膜表面等离子体共振（SPR）传感器在可见光波段的敏感特性. 实验方面,通过在玻璃基底上溅射50 nm厚的金银合金薄膜制备了一种新型的SPR传感芯片,并且自行搭建了基于Kretschmann 结构的波长检测型SPR传感器测试平台. 利用不同浓度的氯化钠（NaCl）水溶液和浓度为10 μmol·L^-1的牛血清蛋白（BSA）水溶液分别作为折射率样品和分子吸附样品,研究了传感器的折射率灵敏度和吸附灵敏度,并与金膜和银膜SPR传感器进行了对比研究. 结果表明,对于折射率灵敏度的测试,金银合金膜SPR传感器大幅高于金膜SPR传感器,略低于银膜SPR传感器;而对于吸附敏感的研究,金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器相近,是金膜SPR传感器的3倍. 理论方面,利用菲涅尔公式和等效折射率计算公式仿真计算了这三种薄膜结构的SPR传感器的灵敏度和精确度,结果指出金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器接近,是常规金膜SPR传感器的2.31倍,而半高峰宽仅为金膜和银膜SPR传感器的1.36 倍. 在稳定性方面,金银合金膜SPR传感器与金膜SPR传感器均具有良好的化学稳定性,而银膜SPR传感器较易氧化,使用寿命低,不常被采用. 综上,金银合金膜在改善传感器灵敏度的同时,不会降低精度,是一种高灵敏、低成本、良好稳定性的SPR传感器敏感材料.     

银膜表面等离子体耦合辐射特性的仿真分析

表面等离子体耦合辐射(SPCE)是传统表面等离子体共振(SPR)的逆过程:当分子足够靠近金属薄膜表面时( < 200 nm),其受激辐射的能量可以耦合成SPR模式并定向辐射到棱镜中.由于具有场增强特性、高收集效率和优异的表面选择性, SPCE作为一种新的表面分析技术已经在荧光和拉曼光谱领域得到了有效的应用.本文采用光学互易定理简化传统SPCE的计算方法.通过计算,我们得到了SPCE一维和二维辐射功率密度分布,表面选择性,辐射角的波长色散特性,辐射角半峰宽与银膜厚度的关系.仿真结果与已报到的实验结果吻合良好,验证了该方法的有效性.     

基于纳米Ag粒子的表面等离子体共振光谱测定CN-的研究

利用UV-辐照光化学还原法制备了平均直径为20 nm的黄色胶体银溶液,银粒子的表面等离子体共振(SPR)光谱的最大吸收波长位于399 nm处,摩尔吸光系数为1.3×104 L·mol-1·cm-1.利用Ag粒子与CN-反应的动力学特性,研究了SPR光谱的λMAX吸光与CN-浓度的关系及其影响因素,拟定了检测环境水样中隐色、有毒CN-离子的方法.标准工作曲线的线性相关系数0.9995,测定下限0.05 μg/mL, 相对标准偏差RSD(%)≤6.1 (n=5).对Ag粒子与CN-反应的机理进行了探讨.     

表面等离子体共振传感技术和生物分析仪

表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）传感技术是生物化学分析领域常用的分析手段和研究工具,与其相关的研究不计其数,发展日新月异。本研究小组从事SPR传感技术研究近十年,从初期的理论研究、仿真计算、传感器设计以及全自动SPR生物分析仪开发与应用研究,到目前的传感器性能提高、应用拓展,时刻关注着该项技术的最新动态。本文系统综述了SPR传感技术和生物分析仪的原理、结构以及主要功能模块,SPR传感器的调制类型、耦合方式以及SPR成像传感器;介绍了结合局域表面等离子体共振（local surface plasmon resonance, LSPR）技术、改进金属膜系设计、优化数据处理算法等提高SPR生物分析仪性能的方法;阐述了SPR传感技术和生物分析仪的最新进展,包括SPR技术和微流控芯片、电化学技术、表面增强拉曼散射技术（SERS）的联用;列举了SPR生物分析仪在临床诊断、药物筛选、生物分子研究、食品安全和环境监测等领域的应用实例;最后,分析了SPR生物分析仪面临的主要问题以及未来的发展趋势。     

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。     

基于纳米Ag粒子的表面等离子体共振光谱测定CN-的研究

利用UV-辐照光化学还原法制备了平均直径为20 nm的黄色胶体银溶液,银粒子的表面等离子体共振(SPR)光谱的最大吸收波长位于399 nm处,摩尔吸光系数为1.3×104 L·mol-1·cm-1.利用Ag粒子与CN-反应的动力学特性,研究了SPR光谱的λMAX吸光与CN-浓度的关系及其影响因素,拟定了检测环境水样中隐色、有毒CN-离子的方法.标准工作曲线的线性相关系数0.9995,测定下限0.05 μg/mL, 相对标准偏差RSD(%)≤6.1 (n=5).对Ag粒子与CN-反应的机理进行了探讨.     

表面等离子体共振传感技术在高分子研究中的应用

介绍了表面等离子体共振 (SPR)的基本原理和SPR传感器技术的应用现状 ,综述了SPR传感器在高分子科学研究中的应用和发展前景。     

金纳米棒的光学性质研究进展

金纳米棒在紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)波段具有独特的可调节表面等离子体共振(SPR)光学特性,其良好的稳定性、低生物毒性、亮丽的色彩和在催化、信息存储、生物医学等领域广阔的应用前景受到相关研究领域的广泛关注.结合已有的研究基础,本文主要综述了金纳米棒光学性质的研究进展,包括表面等离子体共振、局域场增强效应、共振耦合效应及荧光特性,并对金纳米棒的应用做了展望.     

湿化学镀SPR金基底及其性能表征

建立一种由单一水相操作的表面等离子体共振法(SPR)制备金基底.即:在3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰的玻璃片上自组装一层细小的金胶纳米粒子,以此为催化模板,利用化学镀技术在纳米尺度范围内控制金膜的均匀增长,获得优异SPR信号响应所需要的金膜形貌和厚度.紫外光谱(UV-vis),透射电镜(TEM)观测表明,纳米金膜催化模板粒径约为2.5 nm.扫描电镜(SEM)观察湿化学镀SPR金基底均匀分布,粒径约为40 nm.与商品化真空镀金基底相比,湿化学镀金基底对乙醇的SPR响应强度相当,且可调控性更高.     

表面等离子体波共振与常规检测技术的联用

表面等离子体波共振(SPR)是被入射电磁波所激发、存在于金属和电介质界面上电荷密度振动的谐振波.SPR是一种消逝场光学成功应用的典范,它具有体积小、分辨率高、无需标记、抗电磁干扰能力强等特点.本文介绍了SPR与电化学方法(循环伏安法、溶出伏安法)、光学方法(荧光光谱、红外光谱)、质谱和石英晶体微天平等其它常规检测技术联用的研究进展,与其它常规方法联用能进一步提高分析能力,可弥补彼此的不足.本文还特别详细说明了部分电化学方法、干涉测量法与表面等离子体波共振联用的优势及不足.     

一种利用同一表面等离子体共振传感器检测多种残留物的方法

提出了一种新的利用基于表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)的生物光学传感器检测多种残留物的方法. 引入分子标记技术, 在修饰有羧甲基葡聚糖的芯片表面固定一层抗分子标记物的抗体, 通过对待测样品的两步孵育, 将对多种残留物的检测转化为对同一标记物的测量. 实验采用的分子标记物为牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA), 分别标记了四种被测物: 卡那霉素、三聚氰胺、氨苄青霉素和链霉素. 对四种被测物的水溶液进行了检测, 检测限分别为50, 10, 1.25和10 ng/mL, 均低于各自的最大残留检出限(Maximum Residue Limit, MRL). 该检测方法解决了原有竞争抑制法在检测时传感器的专一性问题, 实现了传感器的通用性, 同时该方法可推广到其他免疫法检测的领域, 使免疫传感器、免疫试纸等通用性增强.     

反射式光纤银膜SPR传感器的湿法构建及应用

采用银镜反应湿法制备了反射式光纤表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器,并结合多巴胺自聚合功能对光纤表面银膜进行快速生物功能化修饰,实现了抗体抗原相互结合的在线监测。通过自行搭建SPR仪器,考察了传感区长度的影响,跟踪测定了传感器各个修饰步骤后SPR信号的变化。测试结果表明,该法制备的光纤SPR传感器具有很高的灵敏度。随着传感区长度的增加,基于SPR峰位的检测灵敏度随之增大,而基于SPR峰强的检测灵敏度无明显变化。当传感区长度为1.5 cm时,基于SPR峰位对蔗糖溶液折射率的检测灵敏度为4 166 nm/RIU,而基于SPR峰强的检测灵敏度为99%/RIU。进一步利用该传感器监测了Ig G的连接过程、Ig G抗体-抗原的相互结合过程,结果显示其可应用于生物传感检测领域。     

表面等离子体共振技术与循环伏安法联用检测甲苯胺蓝

将表面等离子体共振技术(SPR) 与循环伏安法(CV) 联用, 并用小波变换提取实验数据, 实现了甲苯胺蓝的定量检测. 以传感片上的金膜为SPR测量基底, 并作为电化学的工作电极, 以Ag/AgCl电极(饱和KCl) 为参比电极, 以铂丝为对电极, 同时进行SPR扫描和循环伏安法扫描, 发现电化学聚合导致甲苯胺蓝氧化峰峰电位正移, 还原峰峰电位不变, 而SPR响应也整体下降; 将SPR响应对电位求导后进而对电位作图, 经小波变换处理后, 发现波谱峰电位接近循环伏安法氧化还原法电位. 利用该方法检测甲苯胺蓝的检出限与采用循环伏安法检测甲苯胺蓝的检出限在一个数量级上.     

表面等离子体共振技术测定畜禽肉中泰乐菌素含量

建立了一种基于表面等离子体共振(SPR)技术测定畜禽肉中泰乐菌素残留的新方法.用传感芯片(Sensor chips CM5),以25%ACN-0.25 moL/L NaOH为再生溶液,HBS-EP为缓冲溶液,流速为40 μL/min,运用表面等离子体共振(SPR)技术测定畜禽肉中泰乐菌素的含量,结果表明泰乐菌素在32 ng/mL范围内,在Sensor chips CM5表面所产生的相对共振强度与质量浓度有良好的响应关系,平均回收率为80.0%～99.5%,RSD为2.0%～4.7%,检出限为0.03 ng/mL.该方法简便、灵敏,可以为产品的安全与质量控制提供快速分析方法.     

多功能肿瘤诊疗一体化的金纳米材料的研究进展

由于良好的生物相容性以及在可见或近红外光区独特的表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)性质,金纳米材料体系是目前纳米科学研究领域的一个耀眼的明星体系,该体系在生物医学领域有着广泛的应用.金纳米材料制备简单、形状和尺寸可控,其光学性质如表面增强拉曼散射效应和易于调节至生物体的"透明窗"——近红外区的SPR效应,适合用于诊断检测、成像以及肿瘤光热治疗等.金纳米结构还可以作为载体,载带基因/化疗药物和荧光分子,进行化疗、荧光成像及光动力治疗等.可见,金纳米结构能够同时实现肿瘤的诊断与治疗,为精准医疗的发展提供了新思路.本文重点介绍了几种金纳米结构材料在肿瘤诊疗一体化方面的研究进展.