表面等离子共振仪器结构及工作原理

　　表面等离子共振仪核心部件包括光学系统、传感器芯片、液体处理系统三个主要部分，其他的组成部分包括LED状态指示器及温度控制系统等。

　　光学系统

　　能够产生和测量SPR信号的光电组分称为光学检测单元。

　　传感器芯片

　　传感器的芯片是其核心的部件。在SPR技术中必须首先有一个生物分子偶联在传感片上，然后用它去捕获可与之进行特异反应的生物分子。

　　传感芯片又分为三个主要组成部分，分别是光波导耦合器件、金属膜以及分子敏感膜。

　　液体处理系统

　　液体处理系统包括两个液体传送泵，其中一个泵负责保持稳定流速的液体流过传感芯片表面，另一个泵负责自动自动进样装置中的样品传送。

　　其他部分

　　包括例如LED状态指示器和温度控制系统等。

　　表面等离子共振应用操作

　　综合运用

　　表面等离子共振广泛应用于研究结合特异性、抗体选择、抗体质控、疾病机制、药物发明、生物治疗、生物处理、生物标记物、配体垂钓、基因调控、细胞信号传导、亲和层析、结构-功能关系、小分子间相互作用等。

　　检测原理

　　表面等离子共振(SPR)是一种光学现象，可被用来实时跟踪在天然状态下生物分子间的相互作用。这种方法对生物分子无任何损伤，且不需任何标记物。

　　先将一种生物分子(靶分子)键合在生物传感器表面，再将含有另一种能与靶分子产生相互作用的生物分子(分析物)的溶液注入并流经生物传感器表面。生物分子间的结合引起生物传感器表面质量的增加，导致折射指数按同样的比例增强，生物分子间反应的变化即被观察到。这种反应用反应单位(RU)来衡量：1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU(折射指数单位)。

　　分析物在被注入的过程中，由对流和扩散流经相互作用表面而与靶分子形成复合物，导致分析物浓度改变。微射流系统内nL数量级流动通道的应用，使得这种浓度的改变降至低点，以确保高传质系数(Mass Transport Coefficient，km)。为保证分析物的传质性不被限制，键合在生物传感器表面的靶分子浓度必须较低。当分析物被注入时，分析物-靶分子复合物在生物传感器表面形成，导致反应增强。而当分析物被注入完毕后，分析物-靶分子复合物解离，导致反应减弱。通过结合式相互作用模型拟合这种反应曲线，动力学常数便可被确定。而非特异性结合和总折射指数移相等效应则可通过参照曲线减除功能予以驱除。

　　相关商业化系统

　　表面等离子共振已经在商业化的检测仪器中应用。目前广泛使用的是Biacore Life Sciences公司生产的Biacore系列。Biacore Life Sciences现已被General Electric收购。其它表面等离子共振的商业仪器还有例如ICx的SensiQ等。

　　SensiQ的SPR生物传感器运用了Texas Instruments公司研发的光学传感器设计，以及Kretschmann SPR几何学构建，灵敏度高，光学静稳。生物传感器一次性使用，其羧基化表面适合于多种优化键合方案。生物传感器的安装快捷，几秒钟便可完成，使用也非常简便。功能化的生物传感器即便在储存一段时间后仍可继续使用。

　　SensiQ的双通道nL数量级的流动池设计，利于实时的参照曲线减除，并保证分析物在生物传感器的相互作用表面具有高传质性。