资源描述：
《表面等离子体共振免疫传感器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第7期2010年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1052~1059评述与进展DOI:10.3724/SP.J.1096.2010.01052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*徐霞叶尊忠吴坚应义斌(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州310029)摘要表面等离子体共振(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
2、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。关键词表面等离子体共振;免疫传感器;光学生物传感器;蛋白质;综述1引言表面等离子体子共振(Surfaceplasmonresonance,SPR)是一种利用金属薄膜的光学耦合产生的
3、物[1]理光学现象。20世纪60年代,Otto和Kretschmann分别发明了用可见光激发表面等离子体的方法。[2][3]1982年,Nylander等首次将SPR技术用于免疫传感器领域;1983年,Liedberg等成功地将SPR用于IgG蛋白与其抗原的反应测定。1990年,BiacoreAB公司开发出了首台商品化SPR仪器。SPR可用于进行实时分析,简单快捷地监测DNA与蛋白质之间、蛋白质与蛋白质之间、药物与蛋白质之间、核酸与[4]核酸之间、抗原与抗体之间、受体与配体之间等等生物分子之间的相互作用,在生命科
4、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。一些化学、光学及免疫学手段已被用来检测蛋白质大分子,生物传感器因能快速检测基质中存在的[5]一种特异性蛋白或多种蛋白而备受关注。其中免疫传感器采用抗体作为生物识别元件,是目前蛋白质检测中最为重要同时也是应用最为广泛的生物传感器方法。SPR技术可与免疫传感器结合,对不同类型的蛋白质实现高灵敏度的实时检测。同时SPR商业化仪器的可行性也使得这一技术得到了迅速[6]的发展。2SPR免疫传感技术2.1SPR免疫传感器原理已报道的SPR传感器多采用棱镜
5、对作为光学平台,通常一个SPR免疫传感器由几个重要组件构[7]成:光源、检测器、换能表面(通常是金膜)、棱镜、生物分子(抗原或抗体),以及流通系统,目前使用最为广泛的是Kretschmann型棱镜SPR传感器,图1为这种SPR结构免疫传感器的原理示意图。光线从光密介质照射到光疏介质时,若入射角度在某一适当范围内,在两介质的界面处将发生全反射。此时,光疏介质中存在一定的倏逝波,其共振幅度随着渗入深度的变化呈指数衰减,并导致靠近样品处金属表面电子振荡,形成沿着样品与金属表面传播的倏逝波,也是一种表面等离子波(Surf
6、aceplasmonwave,SPW)。当入射光以临界角入射到棱镜表面的金膜即两种不同折射率的介质界面时,倏逝波与金属表面20091217收稿;20100312接受本文系国家自然科学基金(No.30825027)资助项目*Emai:lyingyb@zju.edu.cn第7期徐霞等: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1053的等离子波产生共振。可在反射光谱上出现反射强度最低值(即共振峰),此时的入射光临界角即为SPR共振角。如果与金属表面接触介质的折射率或被测物介电常数发生变
7、化,共振峰的位置(SPR共振[8]角或共振波长)将发生改变,因此可获得被测物在界面上发生反应的信息。在等离子共振装置反应界面上修饰一层抗体分子,当抗原抗体识别后,金属薄膜表面介质的折射率发生改变。而SPR共振角会随着折射率的改变而改变,折射率的变化又与结合在金属表面的生物大分[9]子质量的变化成正比。因此共振峰位移的大小将反映固定在金属表面生物分子量的变化,进而实现免疫分析。分辨率和检出限(LOD)是判断SPR传感器性能的关键指标。其中,SPR检测的物理量为折射率单位RIU(Refractiveindexunit
8、s)。2.2SPR免疫传感器检测方式和特点SPR免疫传感器应用于抗原物质测定时主要有直接法、夹心法(或三明治法)、抑制型以及竞争型这4种检测方式,图2即为这种测定方法的示意图。直接法中目标抗原直接与已固定的抗体结合,共振角的变化与目标分析物浓度呈正比,一般用于检测质量大于10kDa的生物大分子;夹心法中有两层抗体来固定抗原物质,提高了检出限和特异性,一般可用于检测具
