表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)技術(shù)是一種基于光學(xué)原理的生物檢測(cè)技術(shù),它利用金屬表面與光相互作用產(chǎn)生的表面等離子體波來檢測(cè)生物分子間的相互作用。以下是SPR技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵原理:
表面等離子體波的激發(fā):
當(dāng)光線以一定角度照射到金屬表面(通常是金或銀)時(shí),如果滿足特定的條件,光的能量可以激發(fā)金屬表面的自由電子,形成集體振蕩,即表面等離子體波。
共振條件:
表面等離子體波的激發(fā)依賴于入射光的角度和波長。在特定的角度下,入射光與表面等離子體波的傳播相位匹配,發(fā)生共振,導(dǎo)致反射光強(qiáng)度顯著降低,這個(gè)角度稱為SPR角。
折射率變化的檢測(cè):
當(dāng)生物分子在金屬表面結(jié)合時(shí),會(huì)改變局部折射率,從而影響SPR角。通過測(cè)量SPR角的變化,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物分子的結(jié)合和解離過程。
無標(biāo)記檢測(cè):
SPR技術(shù)不需要對(duì)生物分子進(jìn)行熒光或放射性標(biāo)記,可以直接檢測(cè)生物分子間的相互作用,這減少了樣品處理的復(fù)雜性和可能的標(biāo)記干擾。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):
SPR技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生物分子的結(jié)合和解離過程,提供了動(dòng)力學(xué)參數(shù)的直接測(cè)量,包括結(jié)合常數(shù)(KD)、結(jié)合速率常數(shù)(kon)和解離速率常數(shù)(koff)。
傳感器芯片:
在SPR實(shí)驗(yàn)中,通常使用傳感器芯片,其表面固定有配體分子。當(dāng)溶液中的分析物分子流過芯片表面時(shí),與配體分子發(fā)生特異性結(jié)合,導(dǎo)致SPR信號(hào)的變化。
質(zhì)量傳輸限制:
在某些情況下,分析物分子向傳感器表面的擴(kuò)散速率可能成為限制因素,影響SPR信號(hào)的準(zhǔn)確性。因此,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這一點(diǎn),以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)分析:
通過分析SPR信號(hào)隨時(shí)間的變化曲線,可以利用各種擬合模型來提取動(dòng)力學(xué)參數(shù)和親和力信息。
SPR技術(shù)因其高靈敏度、實(shí)時(shí)性、無標(biāo)記和可提供動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn),在生物分子相互作用分析、藥物篩選、臨床診斷等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
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