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什么是SPR分子互作技术?

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【概要描述】什么是SPR分子互作技术? SPR分子互作技术是20世纪90年代发展起来的一项新技术。它利用SPR分子互作原理在生物传感器芯片上检测配体与分析物之间的相互作用,被广泛应用于各个领域。1902年,伍德在一次光学实验中头次发现并短暂记录了SPR分子互作

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【概要描述】什么是SPR分子互作技术?



SPR分子互作技术是20世纪90年代发展起来的一项新技术。它利用SPR分子互作原理在生物传感器芯片上检测配体与分析物之间的相互作用,被广泛应用于各个领域。1902年,伍德在一次光学实验中头次发现并短暂记录了SPR分子互作

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  • 发布时间:2022-07-20 11:34
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什么是SPR分子互作技术?

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SPR分子互作技术是20世纪90年代发展起来的一项新技术。它利用SPR分子互作原理在生物传感器芯片上检测配体与分析物之间的相互作用,被广泛应用于各个领域。1902年,伍德在一次光学实验中头次发现并短暂记录了SPR分子互作,但直到39年后的1941年,一位名叫范诺的科学家才真正解释了这一现象。在接下来的30年里,SPR分子互作技术没有开发出来,也没有投入实际应用。1971年,Kretschmann为SPR分子互作传感器结构奠定了基础,也拉开了SPR分子互作技术应用于实验的序幕。1983年,Liedberg头次成功将SPR分子互作应用于IgG及其抗原的检测。1987年,Knoll等人开始研究SPR分子互作的成像。到1990年,Biacore AB已经开发出头一款商用SPR分子互作仪器,这也为SPR分子互作技术带来了更广泛的应用。总之,SPR分子互作旨在实时分析,简单快速地监测DNA与蛋白质、蛋白质与蛋白质、药物与蛋白质、核酸与核酸、抗原与抗体、受体与配体等之间的相互作用。SPR分子互作在生命科学、医学检测、药物筛选、食品检测、环境监测、药物检测、法医鉴定等领域有着广泛的应用要求。

 

根据法国物理学家菲涅尔提出的光学定理,当光从光密集的介质传输到光稀疏的介质时,入射角增大到一定角度,折射角达到90°,折射光完全消失,只剩下反射光。这种现象叫做全反射。从波光学角度研究全反射时,发现入射光到达界面时并不直接产生反射光。相反,它先以大约一个波长的深度穿透疏光介质,然后沿着界面流动约半个波长,然后返回到光密度介质。通过疏光介质的波称为消失波。等离子体通常是指由相对高密度的自由正负电荷组成的气体,其中正负电荷粒子的数量几乎相等。把金属表面上的价电子想象成在均匀正电荷背景下移动的电子气体,这实际上是等离子体。当金属受到电磁干扰时,金属内部的电子密度分布变得不均匀。由于库仑力,一些电子被吸引到一个带有过量正电荷的区域。被吸引的电子获得动量,因此它们不会在吸引和排斥的平衡位置停止,并向前移动一段距离。然后电子之间的斥力将迫使聚集的电子再次离开该区域。这将形成整个电子系统的集体振荡,而库仑力的存在使这种集体振荡反复出现,这种振荡的形成称为等离子体振荡,而以波的形式出现,称为等离子体波。如前文所述,当光在棱镜和金属薄膜表面发生全反射时,会形成消失波进入疏光介质,介质中存在一定的等离子体波(假设为金属介质)。当两波相遇时可能会发生共振。当消失波与表面等离子体波发生共振时,检测到的反射光强度将大大降低。能量从光子转移到表面等离子体,入射光的大部分能量被表面等离子体波吸收,导致反射光的能量急剧下降。

从左侧的反射光强响应曲线可以看到一个较小的尖峰,其中对应的入射波长为共振波长,对应的入射角θ为SPR分子互作角。电子吸收光能,从而使反射光的强度在一定角度上大大降低,反射光完全消失的地方就是SPR分子互作角。SPR分子互作角随黄金表面的折射率而变化,折射率又与与黄金表面结合的分子质量成正比。因此,通过生物反应过程中SPR分子互作角度的动态变化,可以获得生物分子相互作用的特定信号。


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