SPR生物传感系统测控电路设计

介绍了以DSP及单片机为核心的多通道SPR生物传感系统数据采集及控制电路的设计.其主要功能包括二维光学扫描平台的控制、DSP与PC机串行通信、用于样液输送的蠕动泵的控制、线阵光电二极管阵列的驱动、信号采集与预处理等.经测试,设计各项性能指标均达到了预期目标.     

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。     

SPR体液微全分析系统的软件设计与实现

把计算机图像处理方法与传感检测和生化反应动力学相结合,编程实现一种基于SPR(surface plasmon resonance)技术的体液微全分析系统的软件设计方案。系统开发采用Visual C 6.0,图像采集应用程度接口采用VFW(Video for Windows)。并以Kretschmann结构的传感器为例,模拟实现不同介电常数的SPR曲线。在试验中软件和硬件系统相结合,有助于实时检测体液的特定成分及它的变化情况。通过实验,证实了软件的可行性。     

基于光导毛细管器件的SPR生物传感器及IgG检测

光纤表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术具有免标记、灵敏度高、体积小、成本低等优点.在传统的光纤SPR传感器件基础上设计制造了光导毛细管SPR传感器件,利用自行研制的波长调制式SPR传感装置,对器件灵敏度、分辨率和检测精密度等方面的性能进行了评价.相比光纤SPR传感器件,光导毛细管SPR传感器件产生更显著的SPR效应,提高系统分辨率达9.6×10-6 RIU(折射率单位).应用光导毛细管SPR传感器件可进行IgG快速、定量检测,检测线性范围受传感区固定的蛋白A疏密程度影响,其中0.01mg/mL蛋白A修饰条件下检测线性范围是0.33~1.53μmol/L,0.10mg/mL蛋白A修饰条件下检测线性范围是0.20~3.67μmol/L;并进行了蛋白A-IgG的解离常数测定,Kd=1.4×10-7 mol/L.相对于现有商业SPR仪器,基于光导毛细管器件的SPR生物传感器使用成本低、便携性好,具有良好的应用前景.     

基于相位检测SPR生物传感器的数值模拟

为了得到基于相位检测的表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高检测精度,建立了这种传感器的5层膜结构的数学模型,利用Matlab系统地进行了耦联层、传感层等对所检测相位变化影响的数值模拟,确定了一组优化参数。模拟结果表明,相位检测对传感层的折射率具有选择性。获得较高的分辨率的条件是:耦联层厚度应小于150nm,优选值是50nm;不生成传感亚层时,传感基层的厚度应控制在200nm左右;当生成传感亚层时,传感层(包括基层和亚层)的总体厚度须根据反应物分子的特异性系统考虑。     

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...     

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1.25ng/mL,明显低于欧盟规定的最大残留限量(4μg/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.     

微纳光纤-金膜-氟化镁结构的光纤SPR温度传感器研究

为了提高光纤表面等离子共振温度传感器检测的适用条件,减少传感器对待测传感参量折射率的限制,避免引入对温度敏感的低折射率媒介,本文中将具有大倏逝场的微纳光纤放置于蒸镀金属膜的氟化镁衬底上,得到光纤表面等离子共振温度传感器结构。结果表明：通过使用传输矩阵的理论模型计算该结构中光纤折射率和氟化镁折射率变化对透射率影响,结合光纤和氟化镁的热光系数,分别得到约118、35 pm/℃的温度灵敏度,在光纤折射率增大对透射谱产生蓝移和氟化镁折射率增大对透射谱产生红移的共同作用下,该传感结构综合得到约153 pm/℃的传感器灵敏度。通过计算明确金膜厚度、光纤直径和光纤-金膜接触区宽度等不同的结构参量对透射率的影响。     

SPR角谱测量仪的原理与设计

介绍了表面等离子体共振(SPR)测试原理,结合扫描方式角谱测试和CCD角谱测试方法,设计了一种高分辨率、宽范围便携式的SPR角谱测试系统,讨论了提高测试精度的方法。     

用于生化分析的SPR效应研究

研究了一种新的SPR生化分析系统,从SPR效应的原理入手,分析了SPR效应作生化分析时的特性,得出了光源和传感头的几何重要参数对SPR效应特性的影响,以LED作为光源,CCD作为光电探测器,FPGA为采集控制器设计中集成化的光学系统,整个系统结构紧凑,易于商用化。     

Polystyrene Based SPR Biosensor Chip for Use in Immunoassay

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｍｍｕｏｓｅｎｓｏｒｓａｒｅｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ[1] .Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｇｅｎｓａｎｄａｎｔｉｂｏｄｉｅｓａｓ ｐａｒｔｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙｏｆａｎｏｒｇａｎｉｓｍａｎｔｉｉｎｆｅｃｔｉｖｉｔｙ ,ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｒａ…     

基于SPR的液体折射率检测研究

精确的折射率测量可以深入的了解介质微小的物理或者化学变化。提出一种基于Kretschmann棱镜结构的SPR折射率检测方法。首先利用Mathematica软件重点分析Kretschmann模型结构下待测样品折射率变化对表面等离子体共振吸收峰的影响,得到吸收峰随样品折射率的变化关系。在此基础上,构建Kretschmann模型并进行了酒精与水混合溶液的折射率测量。最后得出该方法能够有效检测到样品反射谱曲线,且与理论曲线趋势基本一致,在1.33~1.36折射率范围内检测的灵敏度可达86.88 deg/RIU。本研究方案对研制表面等离子体共振折射率传感器具有良好的价值。     

苯胺电聚合过程动力学的现场电化学SPR研究

将电化学与表面等离子体激元共振(SPR)光谱技术结合起来,首次应用于研究金电极上聚苯胺(PAn)的动力学增长过程。在PAn膜的形成过程中,发现SPR的动力学曲线随电位的变化而发生连续的振荡。这种电位调制的SPR动力学曲线的振荡归因于电极表面电子密度的变化。SPR动力学曲线的变化趋势表明,PAn膜的增长过程经历了3个不同的动力学阶段。在膜增长的第1阶段,膜增长速度与苯胺浓度的一次方和膜厚的平方根成正比。在膜增长的第2阶段,由于三维增长、膜降解等因素,增长速度明显减小。在第3阶段,膜的降解处于主要地位,PAn膜呈现负增长。不同电聚合方式具有不同的增长速度,并且产生了不同的膜结构和性质。     

基于侧面抛磨的光纤SPR传感器研究

在设计并搭建光纤侧面抛磨平台的基础上,研制可用于表面等离子体传感器的侧面抛磨光纤,并给出实验检测测量效果.首先理论模拟光纤SPR传感器在制作过程中以及完成后的性能变化,找到理想的工艺参数和测量效果的关系,然后进行设计并搭建光纤侧面抛磨平台,可实现对光纤抛磨的深度,长度,光插入损耗等物理量的实时在线控制,最后对制成的光纤抛磨样品进行测量,来验证整套装置.根据实验结果,光纤抛磨样品的测量分辨率为3×10-4RIU,峰峰值大于0.1 dB.     

胰高血糖素免疫敏感膜的制备及SPR检测

制备胰高血糖素免疫敏感膜并建立一种快速、简便测定胰高血糖素含量的方法，利用化学自组装技术将胰高血糖素的抗体组装到ＳＰＲ基片上，首先通过已知浓度的胰高血糖素进行ＳＰＲ检测，确定了其结合常数，并以此对未知浓度的胰高血糖素进行了测定，样品无需纯化和标记。