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表面等离子共振技术原理——艾柏森生物

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2024/8/22 10:54:54

表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)技术是一种基于光学原理的生物检测技术,它利用金属表面与光相互作用产生的表面等离子体波来检测生物分子间的相互作用。以下是SPR技术的几个关键原理:

 

表面等离子体波的激发:

 

当光线以一定角度照射到金属表面(通常是金或银)时,如果满足特定的条件,光的能量可以激发金属表面的自由电子,形成集体振荡,即表面等离子体波。

 

共振条件:

 

表面等离子体波的激发依赖于入射光的角度和波长。在特定的角度下,入射光与表面等离子体波的传播相位匹配,发生共振,导致反射光强度显著降低,这个角度称为SPR角。

 

折射率变化的检测:

 

当生物分子在金属表面结合时,会改变局部折射率,从而影响SPR角。通过测量SPR角的变化,可以实时监测生物分子的结合和解离过程。

 

无标记检测:

 

SPR技术不需要对生物分子进行荧光或放射性标记,可以直接检测生物分子间的相互作用,这减少了样品处理的复杂性和可能的标记干扰。

 

实时监测:

 

SPR技术能够实时监测生物分子的结合和解离过程,提供了动力学参数的直接测量,包括结合常数(KD)、结合速率常数(kon)和解离速率常数(koff)。

 

传感器芯片:

 

SPR实验中,通常使用传感器芯片,其表面固定有配体分子。当溶液中的分析物分子流过芯片表面时,与配体分子发生特异性结合,导致SPR信号的变化。

 

质量传输限制:

 

在某些情况下,分析物分子向传感器表面的扩散速率可能成为限制因素,影响SPR信号的准确性。因此,实验设计时需要考虑这一点,以确保数据的准确性。

 

数据分析:

 

通过分析SPR信号随时间的变化曲线,可以利用各种拟合模型来提取动力学参数和亲和力信息。

SPR技术因其高灵敏度、实时性、无标记和可提供动力学数据等优点,在生物分子相互作用分析、药物筛选、临床诊断等领域得到了广泛应用。


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