集成多通道SPR生物传感芯片生物敏感膜研究

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1、摘要摘要本文的研究工作是国家自然科学基金项目“集成多通道SPR生物传感芯片及其对[gE的检测分析”的一部分工作。集成多通道SPR生物传感器是对原有SPR生物传感器的进一步改进，它克服了原有单通道的SPR传感器实验周期过长、仪器体积庞大等缺陷。通过使用多组二元光学器件，为多个通道提供了各个角度的入射光，利用电控平移台在两个坐标方向上的扫描，获得了各个通道的共振角度信息。大大提高了实验的检测通量，缩短了实验周期，同时也体现了系统集成化的特点。本文重点研究了传感器前端的生物敏感膜。首先比较研究了固定蛋白质

2、探针分子的方法，一种是以葡聚糖凝胶为媒介的方法，另一种是以组氨酸侧链和金属离子为媒介的方法。提出了使用多种巯基烷酸的混合溶液固定蛋白质分子的方法。分析了以上固定方法各自的优缺点以及敏感膜重复利用的方法，即使用甘氨酸缓冲液、咪唑缓冲液、酸、碱等解离探针分子。之后提出了在金膜上固定蛋白质分子方法的有效性的验证方法，即利用酶作为标记的方法。由于酶的本质是蛋白质，所以首先用待验证的方法固定酶，洗净之后加入酶催化反应的底物溶液，如果金膜上成功固定了酶，底物就会发生反应，造成光学性质的改变，通过测量溶液在特定波

3、长下的吸收性质来确定酶的存在与否，进而确定蛋白质固定方法的有效性。由于酶量与反应产物的量直接相关，这一方法甚至可以定量比较各种固定方法的优劣。本文分析了待测物浓度测量的原理与方法，对实验中可能产生的误差做了细致的分析。之后使用经过验证的蛋白质固定方法固定了抗抗体探针分子，测量了抗体分子加入之后的响应。最后提出了系统改进的方向。关键字：表面等离子共振传感器蛋白质固定验证蛋白质固定方法酶催化反应AbstractIntegratedSPRbio-sensor、析thmulti-channelovercom

4、esthedisadvantagesoftraditionalSPRsensorwithsingle—channel，sinceitCanshortentheexperimentalperiodandsimplifytheinstruments．Byusingthebinaryopticalelement，incidentlightbeamwithvariousanglesisprovidedforeachchanneltoexcitetheSPW．Scanningthechannelsintwod

5、imensions，theresonantangleforeachchannelcanbeobtained．Thusitcallincreasethethroughputofthesystemsignificantlyandintegratethesystem．Thisthesisfocusedonthesensingfilmofthesensor．Atfirst，twoimmobilizingmethodswereintroduced：onewithdextranasmediumandanothe

6、rwithHistidineandmetalionasmedium．Theadvantagesanddisadvantagesofthetwomethods，togetherwiththereuseofthefilmareanalyzed．ThenasimplewaytovalidatetheefficiencyofimmobilizationofproteinsongoldsurfaceinSPRsensorisintroduced．Thismethodusedtheenzymeasaflag，i

7、famethodCanimmobilizeproteins，itCanalsoimmobilizeenzyme．TheHRPWasusedinthiscase，anditisacatalystofthereactionoftheTMBandH202．TheHRPlinkedgoldsurfaceistreatedwiththesolutionofTMBandI-1202．ThespectrumofthesolutionCantellwhethertheenzymeiSsuccessfullyimmo

8、bilizedandwhetherthatmethodCaneffectivelyimmobilizeproteins．TerminatethereactionwithHCI，therewillbeapeakat450nmiftheHRPisindeedimmobilized．Thisvalidationmethodcallevencomparequantitativelybetweentheimmobilizingmethods．Oneimmobilizingmet