SPR技术在红细胞血型同种抗体筛选与鉴定中的应用研究

目的:探讨利用表面等离子体共振(Surface plasman resonance,SPR)技术对红细胞血型同种抗体筛选与鉴定的可行性,为红细胞输注相容性检测提供一种新方法。方法:采用氨基偶联法在SPR芯片表面固定红细胞抗原谱,优化芯片分析条件,检测红细胞血型抗体阳性对照血清,分析SPR芯片技术的检测性能;对比研究SPR芯片技术与微柱凝集法检测129例长期输血的地中海贫血患者临床样本的一致性;同时运用SPR芯片技术对7例血型抗体阳性患者输血前进行血型抗体鉴定,选择红细胞抗原相容性血液输注;跟踪评价红细胞输注效果。结果:SPR芯片技术检测血型同种抗体的重复性、敏感性与特异性均较好;SPR技术与微柱凝集法对129例临床样本血型同种抗体筛查结果显示,2种方法无显著性差异(χ2=0.333, P> 0.05),总体一致性为97.2%;SPR技术对7例血型同种抗体阳性患者鉴定结果为:抗-E 3例、抗-M 1例、抗-C 1例、抗-Jka 1例、自身抗体1例,与微柱凝集法鉴定结果基本一致;SPR技术选择配合性输血后,6例患者红细胞输注有效,1例患者存在自身抗体输注无效。结论:SPR芯片技术筛检与鉴定红细胞血型抗体的性能与微柱凝集法总体一致,而SPR技术操作更简便快速、高通量且非标记,可满足批量红细胞输注前血型同种抗体快速筛查和鉴定的基本要求。

一种小型高通量SPR生物传感检测装置的研制

针对一种角度扫描型SPR生物传感检测装置的小型化、高通量研究,包括系统的硬、软件研制及实验测试。在现有SPR传感研究基础上,提出了实现仪器小型化的设计方案,可以在仪器体积明显减小的情况下,保持检测精度基本不变。同时,利用入射光分束,靶标阵列,以及相应的阵列图像采集、处理及分析方法,实现了多样品的同时检测分析。针对新的系统设计,利用计算仿真确定了相应的实验参数。在新建立的SPR检测装置上完成了不同金膜厚度及芯片表面修饰后的共振曲线检测,并实现了C反应蛋白的检测分析。结果表明,该系统能够有效地分析表面介质特性改变所引起的共振角度变化,同时,设备的小型化和高通量基本实现。

表面等离子体(SPR)检测电路设计

讨论了表面等离子体(SPR)光电检测电路的设计方案,采用电荷耦合器件(CCD)检测SPR角谱,设计了一种单片机CCD驱动电路。

一种小型化SPR生物传感器的设计与实现

介绍了一种采用不规则四边形棱镜设计的小型化表面等离子体共振(SPR)生物传感器。棱镜结构与已有的TI Spreeta传感器类似,但是在尺寸、光学性能等方面做了较大优化。新研制的SPR传感器在光学检测精度和系统集成性等方面也有了很大提高。在光路设计中,采用波长为630 nm的宽光束红光LED作为光源,5 000像素点线阵CCD作为光电检测器,光学检测效果要大大优于TI Spreeta波长为830 nm的近红外光源和128像素点的线阵硅光二极管。在光路优化的同时,系统集成了流动控制模块、信号采集处理模块,形成了一个可实现生物大分子相互作用分析的集成小型化SPR检测装置。利用空气、水及乙醇等进行的SPR实验表明:该装置能够对单一样本进行精确检测,共振角的检测精度高达0.01°,且检测结果线性度高,稳定性好,单一样本的检测偏差小于0.5%。

微柱凝集法与SPR芯片技术对红细胞抗体筛查与鉴定中的应用对比

目的:探讨微柱凝集法与表面等离子体共振(SPR)芯片技术对红细胞抗体筛查与鉴定中的应用价值。方法:2019年2月~2020年2月本院收治的拟行输血治疗患者50例为对象,采用微柱凝集法与SPR芯片技术对患者红细胞抗体进行筛查和鉴定,评估两者在患者红细胞不规则抗体筛查中的价值。结果:微柱凝集法检出红细胞抗体不规则抗体阳性率4.00%与SPR芯片技术的2.00%比较差异无统计学意义(P>0.05)。以微柱凝集法检查结果为金标准,SPR芯片技术鉴定红细胞不规则抗体阳性的特异度和准确度分别为97.92%、94.00%。SPR芯片技术检测红细胞不规则抗体的检出时间为(13.28±2.19)min,较微柱凝集法检测的(35.46±3.87)min明显短(P<0.05)。结论:SPR芯片技术对红细胞抗体筛查与鉴定价值与微柱凝集法相当,但前者检测更快速且准确度和特异度高,对提高输血治疗患者安全性有积极意义。

药物筛选新技术及其应用进展

药物筛选是应用适当的筛选方法和筛选技术从海量化合物中筛选出具有药理活性的化合物的方法,是提高研发效率、缩短周期、减少成本、降低风险、使新药研发能够持续进行的关键。药物筛选新技术的开发已成为医药科学研究的重要内容。该文就近年来发展的药物筛选新技术及其应用进行了简要综述。

表面等离子共振技术在生物分子互作研究中的应用

表面等离子共振技术可以在天然状态下反映蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、新药分子-疾病靶蛋白等生物分子互作,如特异结合、解离、分子识别等动力学过程,为实时、动态获取生物分子互作信息,从而阐明生命现象的分子机理提供了有效的研究工具,有助于更加全面和深刻地理解生物分子的结构和功能.本文阐述了基于表面等离子共振技术生物传感器的基本原理和技术流程、相比于常规技术的优越性及其在蛋白质组学、细胞信号传导、受体\配体垂钓、抗体\抗原识别、基于分子靶点特异性新药筛选等生命科学研究领域中的全新应用.

基于表面等离子体共振检测原理的基因芯片的构建

我们首先采用Frens法制备纳米金胶体液,然后以氯金酸/羟胺法铺制二维纳米金单膜层,进行单分子自组装层技术(Self-assembled monolayer,SAM)固定探针,从而制备出具有表面等离子体共振(Surface plasmon reso-nance,SPR)响应的基因检测芯片,并进一步对芯片的自组装时间、探针浓度、灵敏度、特异性等指标进行优化验证。结果表明2.5 nm胶体金所铺金膜芯片具有较好的SPR响应特性,且当固定探针浓度为1 500 nmol/L,自组装时间为4.5 h时,可以获得较好的SPR检测效率,能够准确识别碱基的错配,其检测灵敏度大约为10 fmol/L,可应用于SPR传感器的检测中。

表面等离子共振-质谱法对相互作用的生物分子在10^-^(15)mol水平的微量鉴定

利用生物传感芯片质谱法 (BIA/MS)对微球蛋白及其抗体的相互作用进行分析和鉴定 .将微球蛋白抗体偶联到芯片上 ,让微球蛋白溶液流过芯片表面 ,然后使用“三明治”结构的微再生方法把结合的微球蛋白从芯片上洗脱下来 ,再对其进行酶解及质谱鉴定 ,在 1 0 - 1 5mol水平得到了明确的结果 .

集成波导型表面等离子体共振传感芯片及其理论分析

集成波导型表面等离子体共振传感芯片是表面等离子体共振传感技术和微电子制造技术相结合的产物。介绍了集成表面等离子体共振传感芯片的工作机理和基本结构,并通过基于传统波导模式的分析法结合表面等离子体波的色散方程,发展出简单实用的波导表面等离子体共振分析方法。利用该方法对波导型表面等离子体共振传感芯片的工作状态进行了理论建模,给出了各特性参数之间的关系。这证明该方法是分析等离子体共振传感芯片优化的有力工具。

SPR-微流控芯片技术在医学研究中的应用

SPR-微流控芯片技术已经成为21世纪最为重要的前沿技术之一,现已广泛应用于生物医学领域。对比传统的研究方法,微流控技术具有微量、快速、自动、可控的特点;SPR技术具有非标记、灵敏、实时、定量检测的特点。它们相结合将具有高灵敏度、高通量、非标记、样品和试剂耗量小等优点,它们的综合应用将会改变现代生物医学研究的格局。SPR-微流控芯片在医学方面的研究取得巨大成就,本文将在细胞、基因、蛋白质、小分子与小离子检测等方面进行综述。

提高角度法SPR检测系统分辨率的方法

提高表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)检测系统的分辨率有利于扩大其应用。该文围绕角度检测方法,从理论上阐明了检测系统的分辨率不仅随着灵敏度的增强而改善,而且随着半峰宽的变窄而提高。同时,深入分析了使用金、银以及金银膜的分辨率,明确金银膜的分辨率比金膜高,提出采用金银膜的芯片来提高系统的分辨率。以不同质量分数的NaCl溶液为介质,分别测量使用金膜和金银膜时的分辨率。实验结果表明,金膜和金银膜各自对应的分辨率为5.2×10-6 RIU(refractive index unit)和3.9×10-6 RIU,后者较前者提高1.4倍,与理论分析结果 1.6倍接近。

表面等离子体共振传感技术和生物分析仪

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是生物化学分析领域常用的分析手段和研究工具,与其相关的研究不计其数,发展日新月异。本研究小组从事SPR传感技术研究近十年,从初期的理论研究、仿真计算、传感器设计以及全自动SPR生物分析仪开发与应用研究,到目前的传感器性能提高、应用拓展,时刻关注着该项技术的最新动态。本文系统综述了SPR传感技术和生物分析仪的原理、结构以及主要功能模块,SPR传感器的调制类型、耦合方式以及SPR成像传感器;介绍了结合局域表面等离子体共振(local surface plasmon resonance,LSPR)技术、改进金属膜系设计、优化数据处理算法等提高SPR生物分析仪性能的方法;阐述了SPR传感技术和生物分析仪的最新进展,包括SPR技术和微流控芯片、电化学技术、表面增强拉曼散射技术(SERS)的联用;列举了SPR生物分析仪在临床诊断、药物筛选、生物分子研究、食品安全和环境监测等领域的应用实例;最后,分析了SPR生物分析仪面临的主要问题以及未来的发展趋势。

基于表面等离子体共振的基因芯片制备与检测

基于表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)原理的基因芯片检测方法不需要标记,是一种很有潜力的高通微量分析(High-throughput microanalysis,HTMA)方法。应用自组装单分子层技术(Self-as-sembled monolayer,SAM)制备淋病奈瑟菌探针点阵的基因芯片,应用自行组建的SPR和表面等离子体共振成像(SPR imaging,SPRI)基因芯片分析系统,对该基因芯片进行检测分析,研究基因芯片上探针点阵的杂交反应。结果表明:SPR共振曲线上都有明显的共振吸收峰,探针杂交后折射率增大,共振角增大,分子量增大。由SPR检测界面或共振曲线可判断待分析样本与基因芯片上的探针是否发生杂交反应,待分析样本中是否含有待检测的物质。由SPRI检测系统可实时、直观地观察基因芯片上的探针是否发生杂交反应。SPR和SPRI系统可进行定性和定量分析。

Gamma-PNA型表面等离子共振基因芯片的构建及性能研究

建立一种基于Gamma-肽核酸(Gamma-PNA)探针的表面等离子体共振(SPR)基因芯片检测系统,提高检测的灵敏度和特异性。通过自组装分子单层(SAM)技术构建二维结构的表面化学;通过生物信息学方法设计Gamma-PNA,并固定于SAM修饰的SPR芯片表面,优化并确定实验的相关参数。结果表明,Gamma-PNA探针受缓冲液盐离子浓度影响较小,在盐离子浓度为0时仍有良好的杂交反应,并且Gamma-PNA受pH值影响较小,酸性环境更利于杂交。Gamma-PNA探针和传感器技术相结合,既实现了探针的无需标记和实时检测,又提高了杂交的效率和稳定性,为临床应用奠定了基础。