基于高通量表面等离子体共振技术筛选与TPBG具有高亲和力的单克隆抗体研究

目的探讨从制备的单克隆抗体中快速筛选出与滋养层糖蛋白(TPBG)具有高亲和力的单克隆抗体的方法。方法采用高通量表面等离子体共振技术(SPR),将不同种属的TPBG通过氨基偶联的方式固定在GLC传感器芯片上,梯度稀释的抗体作为流通相,筛选能高度亲和TPBG的单克隆抗体,并测定相互作用的动力学常数。抗体1结合人和食蟹猴TPBG,亲和力分别为65.0、31.6 nmol/L;抗体6结合人、小鼠、食蟹猴TPBG,亲和力分别为77.6、92.1、87.7 nmol/L。结果该研究成功筛选出2种能与TPBG特异性结合的单克隆抗体。动力学图谱显示,这2种抗体与TPBG蛋白的特异性结合稳定。结论采用SPR可筛选出与TPBG蛋白具有高亲和力的单克隆抗体,为开发出一些新型的抗肿瘤药物提供一种方法。

D型环光子晶体光纤表面等离子体共振传感器

提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低折射率传感,并具有高传感灵敏度特性。分析物的折射率可检测范围为1.20~1.38,平均波长灵敏度和最大波长灵敏度可分别达到13717 nm/RIU和21150 nm/RIU,分辨率可达到1.94×10^(-5) RIU。该传感器可在化学、生物以及环境检测等领域有重要的应用。

基于表面等离子体共振技术的光子晶体光纤传感器研究

为了实现对待测介质折射率的高灵敏度检测,设计并研究了一种基于表面等离子体共振技术的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器的内外空气孔呈正六边形排列,在包层外壁上涂覆银-石墨烯纳米薄膜,通过纤芯基模和表面等离子体模的耦合程度来检测周围环境的折射率变化。研究表明,该传感器可以实现折射率在1.37~1.38范围内的检测,最高灵敏度可达40000nm/RIU,分辨率可达4.17×10-5RIU。

表面等离子共振传感器在生物分子检测中的应用进展

生物传感器是一种对生物物质敏感并将可观察的生化反应转变为可测量的物理量的仪器。生物传感器由分子识别元件(抗体、适配体、蛋白质等)、转换元件(氧电极、光敏管等)和信号放大装置组成。待测物质经扩散作用进入分子识别元件,由其识别并发生生物学反应,产生的信息由转换元件转换成可量化和可处理的声、光、电等信号,再经信号放大装置放大并输出,从而得到待测物浓度。生物传感器由传感器检测原理可分为热敏生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、介体生物传感器等,在食品检测、环境污染、临床诊断、药物发现等方面有广泛的应用。表面离子共振(surface plasmon resonance,SPR)物传感器是一种光学生物传感器,具有无需标记、高选择性、高灵敏度、简易、可靠、低成本、实时响应等优点,广泛应用于抗生素、细菌、病毒、生物毒素、重金属、蛋白、核酸等快速检测。本综述作者对SPR的原理、检测形式和近年来快速检测的应用进行总结,期望能为相关研究提供参考。

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。

基于表面等离子体共振的光子准晶体光纤甲烷氢气传感器

设计了一种用于同时检测甲烷和氢气的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感器进行数值分析,结果证明该传感器具有良好的传感性能。在0%~3.5%的浓度范围内,氢气的最大检测灵敏度和平均灵敏度分别为0.8 nm/%和0.65 nm/%,甲烷的最大灵敏度和平均灵敏度分别为10 nm/%和8.81 nm/%。该传感器具有同时检测多种气体的能力,在设备小型化和远程监测方面具有很大的潜力。

基于表面等离子共振传感器的COVID-19检测与药物评价

自新冠病毒发现以来,新冠肺炎在社会内引起广泛关注,其传播能力相较于其他冠状病毒具有更高的传染性和致病性,在世界范围内对人类的生命财产安全造成了巨大的危害.灵敏检测和早期诊断是实现新冠病毒COVID-19有效阻隔和治疗的关键环节,传统的PCR等技术目前已被应用于COVID-19的诊断与检测当中,但其仍存在着定量困难、耗时长、成本昂贵等缺点.表面等离子共振(SPR)传感器是一种高灵敏、无标记和快速的实时分析工具,可用于特定蛋白质、核酸和病毒粒子的定量检测,在COVID-19检测中发挥着重要作用.本文综述了基于不同检测方法,包括直接法、间接法、夹心法在内的SPR传感器对COVID-19的定量检测与诊断研究进展,对固定配体进行分类,研究目标分子包括COVID-19的核酸分子、抗原、抗体及病毒粒子.同时,也从传感器设计、表面修饰、检测性能等方面对SPR传感器进行了介绍,总结了SPR传感器针对COVID-19检测的开发方向、目前存在的问题及可以采取的措施.另外,SPR传感器可以通过其独特的亲和力动力学分析实现分子间KD值的计算,对SPR传感器在COVID-19潜在药物评价方面的应用及作用机制进行了概述和展望.上述研究成果有助于构建和开发新冠病毒的高灵敏检测方法,并为相关治疗药物的设计和作用机制研究提供基础和指导.

无标记表面等离子共振免疫传感快速测定动物尿液中沙丁胺醇残留

本研究旨在建立一种无需标记的直接竞争表面等离子共振(SPR)免疫传感器,以快速测定动物尿液中沙丁胺醇的残留。试验首先利用氨基偶联原理,将沙丁胺醇单克隆抗体固定到CM7传感器芯片表面,然后通过优化单抗固定浓度、pH和固定时间,以及芯片活化和封闭时间,进而得到最佳分析条件。结果表明:沙丁胺醇在0.1~6.0 ng/mL浓度范围内线性关系良好[相关系数(R2)为0.9998],最低检出限(LOD)可达0.01 ng/mL,在添加浓度为0.5、1.0和5.0 ng/mL时,方法的平均回收率为87.82%~97.67%,批内变异系数(相对标准偏差)为1.51%~2.67%,批间变异系数为2.86%~5.53%。将该SPR免疫传感器与超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)确证分析方法进行实际尿液样品测定比较,结果能够保持一致。本研究建立的直接竞争SPR免疫传感方法简便、快速、灵敏,且无需复杂的生物标记,适用于动物尿液中沙丁胺醇残留的日常检测分析。

螺旋形塑料光纤表面等离子体共振折射率传感器

研究了基于波长调制的螺旋形塑料光纤(plastic optical fiber, POF)表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)折射率传感器。采用机械热压和扭曲法将塑料光纤制备成螺旋形,在螺旋形POF上通过磁控溅射蒸镀一定厚度(约50 nm)的金属薄膜来激励SPR效应,从而形成螺旋形POF-SPR传感器。通过对螺旋形POF-SPR传感器的结构进行修饰,研究不同结构参数对折射率传感特性的影响。实验结果表明:由厚度为500μm扁平形POF扭制、螺纹数为4的螺旋形POF-SPR传感器具有较好的线性度和折射率传感特性,在折射率为1.335~1.400范围内测得的灵敏度为1 262 nm/RIU。该传感器具有成本较低、制备简单、结构稳定等优点。

表面等离子体激元的原理与应用

光与物质之间的相互作用,被视为光学应用的最基础物理问题。由光与凝聚态物质之间的相互作用形成的表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs),是一种新型的元激发准粒子,因其具有独特的色散和局域场增强特性引起广泛关注。SPPs器件打破了传统光学衍射限制,在纳米光子器件中有独特优势,应用于微纳光子学的前沿研究。阐述了SPPs的色散关系、激发方式、传播形式和物理性质,重点探讨了SPPs在波导、近场光学、传感器、生物医疗、光子芯片、表面增强拉曼散射和太阳能电池等方面的应用,并提出了研究前景。

基于银纳米粒子的局域表面等离子体共振效应提高草甘膦基于茚三酮间接检测的灵敏度

常规的农药残留检测一般存在前处理操作复杂,耗时较长,方法不够灵敏等问题。根据氨基与茚三酮显色原理和局域表面等离子体共振(LSPR)增强光吸收原理,利用紫外-可见吸收光谱对水样品中草甘膦含量进行定量分析,并利用密度泛函理论进一步分析了显色的类似罗曼紫产物的光吸收增强机理。草甘膦与茚三酮在钼酸钠催化下反应生成类似罗曼紫产物;该物质在紫外–可见吸收光谱570 nm处有最大吸收峰,当其吸附在银纳米粒子(Ag NPs)表面上时,最大吸收峰蓝移至568 nm处,同时吸收强度显著提高;本研究中检出限为2.0174×10^(-11) mol·L^(-1),显著低于文献中约6.5×10^(-7) mol·L^(-1)的检出限。Gaussian 09软件计算得出,类似罗曼紫产物经由茚三酮的C O基团垂直吸附在Ag NPs表面,静电势表明茚三酮的C O基团优先与Ag稳定相互作用并形成Ag—O键,C O基团和C—N基团构成了π键共轭系统;连接草甘膦和茚三酮之间的C—N键是类似罗曼紫产物的生色团。因此,茚三酮衍生法可用于间接检测水样品中草甘膦,银纳米粒子LSPR效应增强了光吸收强度,比常规方法具有更高的灵敏度。

表面等离子体共振技术及其在蛋白质活性浓度绝对定量中的应用

表面等离子体共振(SPR)是一种由隐失波引发金属表面疏密电子振荡的物理学现象,通过共振角的分析可以了解分子间相互作用的情况。基于SPR的无校准浓度分析技术,通过在传质限制条件下测定蛋白质与其受体或抗体的扩散结合速率,即可在不需要标准品的情况下直接测定出蛋白质的活性浓度,是一种蛋白质活性浓度的绝对测量技术。通过综述表面等离子体共振技术绝对定量蛋白质活性浓度的原理及其在各领域的应用,探讨了该技术的优势以及目前存在的问题,展望了该技术未来发展方向及其在蛋白质计量中的主要应用。

运用表面等离子共振(SPR)生物传感器检测转基因玉米的研究

采用自组装单分子生物膜技术(Self-assembled Monolayer,SAM),将带巯基头的35S启动子寡聚核苷酸探针修饰到镀金的Biacore芯片表面,建立了一种简单、快速、灵敏的表面等离子共振(surface Plasmon Resonance,SPR)DNA生物传感检测系统。研究结果表明,优化的表面等离子共振DNA传感器能够成功地用于转基因玉米PCR扩增样品的检测。

表面等离子体共振技术在外泌体表征鉴定中的研究进展

外泌体是一种脂质双分子层膜性囊泡,广泛分布于外周血、唾液、尿液、腹水等多种液体中。外泌体中的多种肿瘤相关基因参与了肿瘤细胞与正常细胞之间的信息交流,以及肿瘤细胞增殖和转移的过程,在肿瘤的发展中起着重要作用,是肿瘤液体活检的潜在生物标志物。近年来,表面等离子体共振技术(SPR)因其灵敏度高、所需样品量少、检测时间短及背景干扰小等诸多优点,被认为在外泌体的表征鉴定中有巨大的应用潜力。该文主要介绍了SPR的基本原理及基于SPR的生物传感平台在外泌体表征鉴定中的应用前景。

Au纳米粒子表面等离子共振效应(SPR)增强Au/Bi_2WO_6异质纳米结构的光催化活性

采用水热-光还原法在三维Bi_2WO_6的二级结构纳米片表面原位沉积Au纳米粒子(Au NPs),成功获得了具有可见光响应活性的Au/Bi_2WO_6异质光催化剂,并借助XRD、FE-SEM、HR-TEM、XPS和UV-Vis-DRS谱等手段对其物相组成、形貌和光吸收特性进行表征,以罗丹明B(Rh B)和苯酚为模型污染物对其光催化性能进行研究。实验结果表明,与纯Bi_2WO_6相比,所得Au/Bi_2WO_6异质纳米结构对染料降解具有较高的活性,当Au负载量为1.5at%时,Au/Bi_2WO_6复合催化剂的催化活性最好,其光催化降解Rh B和苯酚的表观速率常数分别是纯Bi_2WO_6的1.5倍和2.2倍。自由基捕获实验表明,光生空穴(h+)和?O2–是Rh B在Au/Bi_2WO_6催化材料上光催化降解的主要活性物种。机理分析表明,Au/Bi_2WO_6活性增强归因于光生电子从Bi_2WO_6的导带向Au NPs表面迁移,降低光生电子–空穴对的复合率,同时,Au NPs的等离子共振效应(SPR)拓展了催化剂在可见光区的响应范围,从而显著提高了Au/Bi_2WO_6异质光催化的剂活性。Au NPs修饰Bi_2WO_6异质催化剂光太阳能驱动在污水处理方面具有潜在应用。

表面等离子体共振(SPR)薄膜传感器的研究

利用自制的棱镜型表面等离子共振(SPR)传感器,在固定入射光波长632.8nm激光入射下,被测样品为空气,研究了金属薄膜分别为Al膜、Ag膜及Au膜时的反射光功率与入射角之间的关系,讨论了Al薄膜厚度对表面等离子共振灵敏度的影响。

表面等离子共振(SPR)——一种新型化学检测方法的原理

近年来,表面等离子共振(SPR)现象、由于在金属纳米材料研究以及在作为灵敏检测不同化学和生化物种信号的报告器方面有着特殊的应用价值,因而受到广泛的关注.本文较详细的介绍了表面等离子共振现象的形成机制,特别对如何利用本方法作为一种新型的物种检测报告器的有关问题做了较系统的讨论.

基于分子印迹的表面等离子共振传感器在食品安全检测中的应用

分子印迹聚合物与表面等离子共振传感器相结合,可用于分子间相互作用和结合特性的研究。该文综述基于分子印迹的表面等离子共振传感器的原理和技术优势,总结食品中农兽药残留、生物毒素以及其他污染物检测的最新研究进展,展望其在食品安全检测中的发展前景,为其开发和应用提供研究思路和理论参考。

氧化石墨烯快速修饰表面等离子体共振传感芯片的研究

表面等离子体共振(SPR)是近年来兴起的一种光学检测技术。其主要利用光波经全反射后产生的倏逝场与金属相互作用而感知外界介质的折射率变化。理论上任何介质折射率变化现象的发生都能被SPR技术检测到。在实际应用中,SPR传感器存在灵敏度不高,检测信号不强等缺点,因此对提高SPR传感器检测灵敏度的研究一直备受关注。氧化石墨烯又被看成是石墨烯的氧化物,它有着与石墨烯相近似的光电学特性,但又比石墨烯更容易进行化学修饰,因此被广泛用作SPR传感芯片的表面镀层来提高灵敏度。将氧化石墨烯用于修饰SPR芯片以提高灵敏度的报道很多,但对氧化石墨烯的使用量说法不一,并且在制备氧化石墨烯修饰传感芯片时需要浸泡很长一段时间,大大影响了芯片制备效率。该研究中使用长直链功能化聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)对SPR金芯片表面进行化学改性,用流动冲刷的方法使氧化石墨烯溶液对芯片进行修饰。通过对折射率变化响应信号的对比,最终确定氧化石墨烯最佳使用浓度为0.5 mg·mL^(-1),并且将修饰时间降到20 min以内。研究了不同波长入射光对氧化石墨烯修饰后芯片共振峰的影响,并对芯片整体性能进行了评估,得到950 nm入射光波下芯片灵敏度为243.2°·RIU^(-1),品质因数(FOM)值为82.2 RIU^(-1)。这一数值比在原始800 nm入射波长下的同芯片灵敏度提高了33.3%,FOM值提高了36.1%;是800 nm波长下裸金芯片灵敏度的4倍,FOM值的3.41倍。该研究所提出快速制备氧化石墨烯修饰SPR传感芯片有着成本低,制作快等优点,在生化检测领域有着广阔的应用前景。

基于分子对接和表面等离子共振技术分析虾青素与跨膜转运蛋白CD36的结合作用

目的:探究虾青素与跨膜转运蛋白白细胞分化抗原36(cluster determinant 36,CD36)的结合作用。方法:采用分子对接技术模拟虾青素与CD36的结合作用,结合算法获得相互作用参数,确定结合位点,建立最佳匹配模型。同时,利用表面等离子共振技术测定分子间相互作用的结合和解离常数。结果:虾青素进入CD36内部的疏水腔中,对接结合能为-11.70 kcal/mol,且呈剂量依赖性结合,解离平衡常数KD为1.00×10^(-6) mol/L,表明虾青素与CD36以高亲和力结合,且动力学曲线显示虾青素与CD36的结合模式为慢结合慢解离;虾青素与CD36更多的氨基酸结合形成疏水相互作用,不同于叶黄素和β-胡萝卜素与CD36的极性氨基酸Asn53形成弱的范德华力,虾青素与天冬酰胺Asn53形成氢键作用,可能是虾青素以高亲和力结合CD36的部分原因,同时推断虾青素末端环上的酮基或羟基与酮基形成的α-羟基酮对于形成氢键起一定作用。结论:虾青素与CD36发生自发的相互作用且以高亲和力结合,结合模式为慢结合慢解离,从而实现有效的跨膜转运。