表面等离子体共振免疫传感的放大检测研究

表面等离子体共振免疫传感器是一类相对新型的免疫检测技术。将链霉亲和素－生物素系统用于表面等离子体共振免疫传感的信号放大，实时检测了人免疫球蛋白G（hIgG）的蛋白浓度。发生免疫反应的传感片和生物素化抗体反应后,传感片表面的一层生物素分子随后与链霉亲和素－生物素化抗体复合物中的链霉亲和素的活性们点发生亲和反应，从而使传感片表面特异健合的物质质量显著增加，大大提高了免疫检测的灵敏度和检测限。免疫反应经放大后，可检测0.005-10μg/mL浓度区间内的hIgG。  

基于SPR生物传感器的抗生素残留检测及影响因素分析

为了检测抗生素提出了采用生物分子相互作用原理的检测方法.采用基于表面等离子体共振技术的光学传感器,通过自组装分子技术将单克隆抗体固定到传感器金膜表面用于检测对应抗原,即待测抗生素,并记录传感器表面液体折射率的变化曲线,其反映了被吸附抗生素的浓度的大小.对不同浓度的氨苄青霉素水溶液进行了测定,得到该传感器的工作曲线,整体工作曲线呈单调上升,且线性关系较好,同时得到了该检测方法的最低检测极限为1.25 ng/mL,明显低于欧盟规定的最大残留限量(4 μg/kg).进一步分析了流速、温度、pH值和离子浓度对检测的影响,获得了该检测方法的最佳测量条件,提高了该方法的检测精度,从而保障了该方法的有效性.  

SPR双分差动干涉成像生物分子相互作用分析仪

药物筛选和蛋白质组学研究需要高灵敏度和高通量的生物分子相互作用分析仪。该文提出了表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)双分差动干涉成像方法和折射率相关因子(refractive index related factor,RIRF)的概念,研制了一种新的分析仪。从传感表面反射的光经过1/2波片、成像透镜和偏振分束镜后分成正交的2束,分别承载同一时刻传感表面的光强互补的2幅干涉图像,投射在2台CCD上,连续同时采集图像并处理后得到反映传感面上折射率变化的RIRF分布图,可解析出生物分子相互作用的特征信息。性能测试结果表明:分析仪动态范围约为0.015折射率单位(refractive index unit,RIU),灵敏度为57.15RIRF/RIU,检测分辨率约为8.5×10-6RIU,检测通量高于100,测量重复性优于95%。该分析仪的阵列生物分子相互作用检测结果和Biacore仪器的检测结果有平行性。  

中空银纳米球的制备及其性能研究

新型的金属纳米粒子因为独特的由表面等离子体共振诱导(SPR)的光学性质和很多的潜在应用而受到社会广泛的关注。在具有SPR效应的贵金属纳米粒子中,中空纳米结构有一个很高的散射系数,其共振频率通过改变中空核的尺寸和壳的厚度可以很容易地被控制。本论文中拟采用电化学方法结合电偶置换法在高定向热解石墨(HOPG)及金膜表面制备不同尺寸具有中空结构的银纳米阵列,研究了中空银纳米阵列的局域表面等离子效应(L-SPR),为其在SPR定性和定量研究中的应用提供理论指导。  

单分子表面增强光谱

单分子表面增强光谱的研究不仅对揭示分子与金属纳米结构的相互作用的物理机制具有重要意义, 而且具有重要的应用前景. 本文主要结合我们在单分子表面增强拉曼散射方面的研究工作, 介绍了单分子表面增强拉曼散射的研究进展, 包括增强机理、与入射光偏振的关系、多颗粒体系中对拉曼散射光的偏振调控、单分子表面增强拉曼散射中的光学力问题及单分子表面增强拉曼散射的远程激发, 并简要介绍了单分子针尖增强拉曼散射和单分子表面增强荧光.  

一种新型免疫传感器的研究

研究了可用于免疫学、分子医学、分子生物学、临床检验 ,也可用于药物筛选和开发新药的表面等离子体共振免疫传感器。这种传感器以横向塞曼激光器为光源 ,同一光束中包含正交的 P偏振光和 S偏振光 ,完全满足共光路原则。相位检测能避免电路的直流漂移影响 ,提高测量精度。同时 ,在研究了相位变化与金属膜的材料和厚度关系后 ,优化有关设计参数 ,构建了一个实验装置 ,并进行了蓖麻毒素蛋白与其抗体相互作用的动力学研究。实验结果表明 ,这种传感器灵敏度高 ,稳定可靠  

基于SPR干涉成像的生物分子相互作用检测方法

蛋白质组学研究和药物开发迫切需要高通量、高精度、无标记且实时检测技术。该文提出了一种基于干涉成像的表面等离子共振(SPR)生物分子相互作用检测方法,在入射光的p和s偏振分量之间分别附加90°和-90°位相差,采集对应的干涉图像,并利用所采集的2帧图像,计算出反映传感面折射率分布的信号。循环采集能够实时获得生物反应进行时传感表面发生的折射率分布变化。这种方法在克服光源非均匀性影响的同时,还抑制了光强漂移引起的测量误差,达到了高精度。实验结果表明:干涉成像的图像一致性好,系统的折射率分辨率达到了2×10-6RIU(refractive index unit),动态检测区间大于0.005 RIU。在此基础上,检测了兔IgG和羊抗兔IgG的相互作用,结果表明表面等离子体共振干涉成像系统适于高通量检测,完善后有可能成为一种蛋白质组学研究和药物开发的强有力工具。  

Au@SiO2 core/shell nanoparticle-decorated TiO2 nanorod arrays for enhanced photoelectrochemical water splitting

To improve the separation efficiency of photoinduced charge carries,Au@SiO2nanoparticles(NPs)with core–shell structure were loaded onto the surface of TiO2nanorods grown on fluorine-doped tin oxide substrate by a facile two-step process.The resulted Au@SiO2/TiO2photoanodes were characterized by X-ray diffraction,scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,as well as photoelectrochemical measurements.Compared with pristine TiO2nanorod film,the Au@SiO2/TiO2films showed remarkable enhancement in photoelectrochemical water splitting,with incident photonto-current conversion efficiency increasing from 31%to37%at 380 nm at 0.7 V versus saturated calomel electrode.This could be interpreted by the effect of metallic surface plasmon resonance of Au@SiO2NPs,which would generate an intense electromagnetic field with spatially nonhomogenous distributed intensity.As a result,the charge carriers generated in the near-surface region of TiO2nanorods could be easily separated.This modification method based on the effect of metallic surface plasmon resonance for promoted charge carrier separation provides a promising way to develop semiconductor photoelectrodes with high solar water-splitting performance.  

基于Matlab的表面等离子体共振可视化界面仿真

表面等离子体共振（surface plasmon resonance,SPR）是一种物理光学现象,由入射光波和金属导体表面的自由电子相互作用而产生。基于SPR原理的传感技术在光学、化学、生物、医疗等领域得到了越来越广泛的应用。在SPR角度调制原理中,主要涉及两种方法：菲涅尔公式法和薄膜矩阵法。文中基于这两种理论方法,通过Matlab编程模拟出SPR角度扫描理论曲线,在相同参数下两种方法模拟出的曲线完全一致;并基于Matlab GUI编写一个用户可视化的SPR曲线模拟程序。  

多层聚合物膜系高灵敏度表面等离子体共振传感理论研究

基于光学Kretschmann棱镜结构,建立了表面等离子体共振(SPR)传感器模型并进行了模拟计算,得到了基于聚乙烯和聚丙烯酸的多层膜系的SPR传感器共振光谱中共振波长随共振角度的演化.模拟分析表明,聚合物的厚度增加导致共振峰的红移,最佳厚度为100nm左右;聚合物薄膜可实现SPR共振峰的可控的红移和传感检测,聚乙烯相对于聚丙烯酸有较高分辨率;金纳米颗粒具有增强表面等离子体共振信号的作用,共振波长因其填充因子的增大而发生红移现象,半峰宽明显变宽,填充因子最佳值为0.2.