太赫兹连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感探究

太赫兹连续波成像和光子晶体光纤表面等离子体共振传感技术是两个非常有前途和潜力的领域,它们可以为科学和工程社区提供重要的工具和技术,以推动创新和发展。本文主要围绕太赫兹(THz)连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感展开论述,先后分析了THz连续波成像系统、大孔径微流体通道PCF-SPR传感、基于液芯PCF-SPR温度传感,最后还进行了实验分析,希望可以对提高相关领域的技术有所帮助。

表面等离子体共振成像生物芯片检测系统

根据表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)原理,提出基于表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance imaging,SPRI)的生物芯片检测系统构建方法.介绍了SPRI生物芯片检测系统的原理、自行组建的SPRI生物芯片检测系统的结构.采用Kretschmann型棱镜耦合结构激励SPR,偏振的平行光经棱镜投射到生物芯片上,发生表面等离子体共振,由CCD摄像机采集反射光芯片图像.以巯基修饰淋病奈瑟氏菌探针为例验证该系统,利用自组装单分子层技术(Self-Assembled Monolayer,SAM)固定探针.应用该检测系统采集了探针共振、非探针处共振、探针和非探针处都不共振时的生物芯片图像.

表面等离子体共振成像法用于糖蛋白分析

建立了一套表面等离子体共振成像方法,用于筛选糖蛋白和非糖蛋白,并可以区分不同糖蛋白与伴刀豆凝集素的识别强度.波长调制的表面等离子体共振与成像法所得结果一致.伴刀豆凝集素的洗脱成像实验为识别强度提供了补充验证方案.

基于狭缝扫描的表面等离子体共振成像

利用表面等离子体共振技术进行电介质样品成像研究.采用高数值孔径显微物镜作为耦合元件,632.8nm He-Ne激光会聚激发金膜产生表面等离子体共振,通过狭缝光阑限制光束入射角,对金膜上的氮化硅光栅进行成像.反射光由放置在样品像方共轭面上的CCD摄像机接收,获得样品的表面等离子体共振像.通过扫描移动狭缝,得到入射角从44°至54°的扫描样品图像,从图像中提取样品各点的表面等离子体共振曲线,由计算机重构出样品的表面等离子体共振角谱灰度图.

表面等离子体共振成像技术的进展与应用

简单介绍了表面等离子体共振成像(SPRI)的原理之后,比较详细地介绍近年来其应用情况及相关技术的发展。

基于表面等离子体子共振成像技术研究苏拉明和顺铂对肝癌细胞生长的抑制作用

基于表面等离子体子共振成像(SPRi)技术提出了一种实时、非标记的新型抗癌药物药效评估方法.以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料,制作了包含微柱结构的微流控芯片作为流通反应池,配合自行设计组装的SPRi生物传感器完成肿瘤细胞的特异性捕获及检测,研究了苏拉明和顺铂对肝癌细胞HepG2的生长抑制作用.同时引入辅助验证实验,即采用常规八肽胆囊收缩素(简称CCK-8)法测定上述药物对肝癌细胞增殖的抑制作用.SPRi检测结果表明,苏拉明和顺铂能抑制肿瘤细胞HepG2增殖并呈现剂量、时间依赖关系.

基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器

本文报道了一种基于色相算法的彩色表面等离子体共振(SPR)成像传感器,该传感器不仅能够对发生于SPR芯片表面的物理化学反应进行直观的图像观测,还能基于色相算法对这些表面反应进行定量分析。利用自制的波长/图像同步检测型SPR传感器,实验获得了不同共振波长对应的共振图像,然后借助色相算法求得每一幅共振图像对应的二维色相分布及其平均色相,建立了共振波长与图像平均色相的依赖关系,用于优化基于色相参数的SPR折射率灵敏度。实验选择起始共振波长为650nm,测得基于色相的折射率灵敏度为3 338/RIU,是基于共振波长的折射率灵敏度的1.49倍。利用彩色SPR成像技术能够直观地观测到金膜表面涂布的聚四氟乙烯薄膜的不均匀性,再通过计算图像局部区间的平均色相,可以定量获得不同薄膜厚度对应的折射率灵敏度。实验结果证明了基于色相算法的彩色SPR成像传感器明显优于常规SPR传感器。

基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性

报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜芯片在不同入射角下的共振波长和共振图像,然后利用色相算法建立了SPR共振波长与图像色相的依赖关系,基于该依赖关系获得了SPR传感器最佳色相灵敏度对应的起始共振波长约为650 nm;另一方面,制备了聚四氟乙烯涂覆的SPR传感芯片,基于聚四氟乙烯膜对水中苯并芘的可逆富集作用实现了苯并芘的原位快速探测。实验取得以下4个结果:(1)在20-100 nmol?L-1浓度范围内彩色SPR图像的平均色相值随着苯并芘浓度的升高线性减小;(2)对100 nmol?L-1的苯并芘的响应和恢复时间分别约为7和5 s;(3)由于聚四氟乙烯膜的厚度大于SPR消逝场穿透深度,检测结果不受溶液折射率影响;(4)在聚四氟乙烯敏感膜厚度较小且不均匀的情况下,传感器容许获取敏感膜的不同厚度区域对苯并芘的色相灵敏度。实验结果有力地证明了这种彩色SPR图像传感器在生化物质检测中具有良好的应用前景。

表面等离子体子共振生物传感器用于乙肝表面抗原的测定

运用自行研制的表面等离子体子共振(SPR)生物传感器,采用自组装成膜技术并以戊二醛作偶联剂,在传感片表面修饰HBsAg单克隆抗体,将其用于乙肝表面抗原(HBsAg)的检测.实验结果表明SPR生物传感器对HBsAg的检出限为 0.0 6ng/mL.与传统的酶联免疫吸附试验(ELISA)相比,SPR生物传感器的检出灵敏度明显高于ELISA法.用该SPR生物传感器对HBsAg质控血清与纯化的HBsAg溶液进行比较检测。

应用表面等离子体共振技术在传质控制下检测铁蛋白

应用表面等离子体共振技术在传质控制下对铁蛋白进行了检测.铁蛋白的分子量较高,传质较慢;通过增大抗体固定量和控制流速,使抗原-抗体间的反应在质量传输控制下进行.利用结合速率分析法对不同浓度的铁蛋白进行了灵敏检测,其线性范围为20～800 μg/L,显著宽于'三明治'分析法.本方法检出限为20 μg/L. 用pH 2.0 的甘氨酸-盐酸缓冲液再生,使同一传感片可重复使用50次以上.

表面等离子体子共振传感器I:基本原理

表面等离子体子共振 (SPR)技术是一种简单、直接的传感技术。它通过测量金属表面附近折射率的变化 ,来研究物质的性质。表面等离子体子共振传感器已经成为生物传感器研究领域的热点。本文分三个部分 ,分别介绍这种传感器的基本原理 ,实验装置和实际应用。本篇是第一部分 ,介绍表面等离子体子和表面等离子体子共振的概念 ,系统阐述产生SPR的条件 ,并讨论SPR传感器的基本原理及影响传感器性能的主要因素。

表面等离子体子共振传感器研究谷胱甘肽过氧化物酶模拟物与底物的结合作用

采用表面等离子体子共振(SPR)传感装置,固定入射角,以波长为变量,以CCD为检测系统,用对金有较强吸附作用的谷胱甘肽(GSH)为基底膜,研究了GSH分别与谷胱甘肽硫转移酶(GST)与小分子GPX模拟酶2-位-碲桥联-β-环糊精(2-TeCD)的动力学过程,计算得GSH与GST的结合常数为2.82×106L/mol;GSH与2-TeCD的结合常数为3.92×102L/mol。结果表明:本方法可以用来评价小分子GPX模拟酶与底物的结合程度,简便快捷,不需标记样品,可以实时监测反应过程,作用后酶与底物易于分离,分离后的酶可以继续使用等优点。

基于表面等离子体子共振的B因子传感器

以分辨率较高的一米光栅单色仪为分光系统，光电倍增管为检测系统，改进了自行组装的表面等离子体子共振（ＳＰＲ）传感装置，提高了仪器的检测能力约５０倍，对于发展改变波长模式的ＳＰＲ传感器具有重要意义．以对金和抗体均有较强吸附作用的葡萄球菌Ａ蛋白为基底膜，观测了人的Ｂ因子抗体和抗原之间免疫反应的动力学过程，并研究了Ｂ因子的定量测定．结果表明， Ｂ因子抗原的浓度在０·０２～５μｇ／ｍＬ范围内与信号的响应值呈线性关系．该传感器灵敏度高，选择性和重现性均好．

表面等离子体子共振传感器Ⅱ:实验装置与仪器

讨论了棱镜、光纤和光栅三种类型表面等离子体子共振 (SPR)传感器实验装置 ,着重讨论了棱镜型SPR实验装置 ,包括构成SPR实验装置的部件及影响因素等。简单介绍了目前市售的几种SPR商品仪器。

表面等离子体子共振传感器Ⅲ:应用和进展

讨论了表面等离子体子共振 (SPR)传感器实际应用的理论依据 ;评述了SPR传感器技术的应用现状 ,特别是在生物科学和生命科学领域中的应用 ;

表面等离子体子共振传感器研究头孢菌素类药物与白蛋白的相互作用

简单介绍了自行设计并组装的波长扫描型声光可调滤光片表面等离子体子共振(AOTF-SPR)传感器装置。应用此SPR传感器研究了两种头孢菌素类药物与人血清白蛋白的相互作用。采用胺基偶联的方法将HSA固定在传感器表面。通过AOTF快速扫描,记录共振电压的位移,并通过计算得到头孢克洛与人血清白蛋白相互作用的结合常数为1.17×103L/mol,结合百分率为44.22%;头孢曲松与人血清白蛋白相互作用的结合常数为2.55×102L/mol,结合百分率为14.79%。结果表明:AOTF-SPR传感器装置可用于研究药物与人血清白蛋白的相互作用。

用表面等离子体子共振传感器测定人心肌肌钙蛋白I的研究

采用自组装表面等离子体子共振 (SPR)传感装置 ,固定入射角 ,以波长为变量 ,以 CCD为检测系统 ,用对金和抗体均有较强吸附作用的葡萄球菌 A蛋白作为基底膜 ,观测了人心肌肌钙蛋白 I的抗体和抗原之间免疫反应的动力学过程 ,并进行了人心肌肌钙蛋白 I的定量测定 .结果表明 ,人心肌肌钙蛋白 I的浓度在5 .0～ 5 0 μg/L范围内与传感器的响应值呈线性关系 .

波长检测型表面等离子体子共振生物传感器测定β-环糊精与血清白蛋白的相互作用

采用自行组装的表面等离子体子共振(SPR)传感装置,固定入射角,以波长为变量,以电荷耦合器件(CCD)为检测系统,用对金和蛋白质均有较强作用的巯基丙酸作为基底膜,分别监测了β-环糊精(CD)与人血清白蛋白(HSA)、牛血清白蛋白(BSA)反应的动力学过程,并分别计算了它们的动力学常数、热力学常数及键合百分率.此外,对传感器的再生性也进行了研究.结果表明,β-CD与HSA,BSA相互作用的平衡常数分别是7.79和51.00μmol/L,且键合百分率都很高,分别是98.77%和94.25%.这些结果有力地说明了β-CD作为药物载体,可以提高生物利用度,延长药物半衰期.

一种基于共振角度测量的无可动部件小型表面等离子体子共振化学传感装置

介绍了一种以线阵ＣＣＤ为检测器，以单色硅发光二极管为光源，自行组装的以测定共振角度变化为基础的小型无可动部件的ＳＰＲ传感装置的结构及原理；讨论了影响该传感器灵敏度、分辨率和线性范围的因素。该装置既可用于生物大分子检测，也可用于乙醇和磷酸二氢钾等小分子的检测，并获得了良好的线性和很宽的动态线性范围。

表面等离子体子共振传感器用于研究不同材质包裹的磁性纳米粒子性质

利用自行设计组装的以白色发光二极管为光源的表面等离子体子共振传感器实验装置,检测了不同材质包裹的磁性纳米粒子连接靶向DNA与生物素化DNA探针的结合程度.结果表明,与聚苯乙烯磁性微球连接的靶向DNA相比,Fe3O4@SiO2核壳式纳米微球连接的靶向DNA与生物素化的DNA探针结合速率较快,且其相对标准偏差较小.