《第四章 表面等离子体共振技术总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 表面等离子体共振技术总结（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8 8mr a+ 8mr a贝I：频率为3的通过电介质传递的光nc 8 o+ n2 a , 8 =mrna c a波矢量ka为:spwk =要使光波和表面等离子体波之间 发生共振，必须有：但是，电介质中光的o (ka)总是在o (kspw)的左边， 从不交叉，即o (kspw) o (ka)。 因此，电介质中的光不能直接激发 表面等离子体子共振(SPR)，必须 要设法移动o (kspw)或o (ka) 的色散曲线的位置，使两者相交。 可利用光学耦合器件，如棱镜、光 栅以及光学波导器件达到这一目 的。在全内反射的情况下，电/k =k sin0ev g 0/k = kspw akakspwkevk
2、g第四章 表面等离子体共振技术-学习总结通过表面等离子体共振技术的学习，我主要掌握了以下的一些基本知识：一、金属表面的等离子体振动表面等离子体振动，其角频率3 S与体积等离子体的不同，它们之间存在以下关 系：若金属表面覆盖有介电常数为8的薄层，则这种特殊表面的等离子体振动的角频W = =p率oms为：s 弋2二、产生表面等离子体共振的方法_ o表面等离子体振动产生的电荷密度波，沿着金属和电介质的界面传播，形成表 面等离子体波(Surface plasma wave， SPW)，其场矢量在界面处达到最大，并在两种介 质中逐渐衰减。表面等离子体波是TM极化波，即横波，其磁场矢量与传播方向垂直，与
3、界面平行，而电场矢量则垂直于界面。在半无穷电介质和金属界面处，角频率为 的表面等离子体波的波矢量为：式中c是真空中的光速， m和 a分别是金属和电介质的介电常数。表面等离 子体波的波矢量是复数，因为金属的介电常数是复数( m= mr+i mi)。金属的 mr/ mi比高，波矢量的实部分可近似为厂仁Tm a电磁波在真空中的速度c与在不导电的均匀介质中的速度v之比称为电介质的折 射率 n：在光波的频率下，电介质一般为非磁性的，应Ren=：)寿0mn =拓spwspwVc 严k =kev spw k场在金属与棱镜的界面处并不立即消失，而是向金属介质中传输振幅呈指数衰减的消失波。该消失波沿X轴方向传播
4、的与表面平行的波矢分量kev为：k = k sin0 =乂、歹sin0通过调节8 0或3 a,g可使kev=kspW, g消失波与表面等离子体波共振，即表面等离子体子 共振，有： I.q | n2由上式可见，若入射光的波长一定，即3 a 一定时，ns改变，则必须改变百in0以满足共振铮n2 条件；若8 0 一定时，ns改变，则必须改变3 a以满足共振条件，这可通过改变入射光的m s 波长入来实现。此时8 0和入分别称为共振角和共振波长。右图为典型的 SPR 光谱三、SPR传感器1、基本原理表面等离子体子共振的产生与入射光 的角度8、波长九、金属薄膜的介电 常数 s 及电介质的折射率 ns 有关
5、， 发生共振时8和九分别称为共振角度 和共振波长。对于同一种金属薄膜， 如果固定8，则九与ns有关；固定九， 则8 与 ns 有关。如果将电介质换成待测样品，测出共振时的8或九，就可以得到样品的介 电常数s或折射率ns；如果样品的化 学或生物性质发生变化，引起ns的改 变，贝98或九也会发生变化，这样， 检测这一变化就可获得样品性质的变 化。固定入射光的波长，改变入射角，可 得到角度随反射率变化的SPR光谱；同样地，固定入射光的角度，改变波长，可得到波长 随反射率变化的SPR光谱。SPR光谱的改变反映了体系性质的变化。2、基本结构一般来说，一个SPR传感器的包括：光学系统、敏感元件、数据采集和
6、处理系统。 敏感元件主要指金属薄膜及其表面修饰的敏感物质，用于将待测对象的化学或生 物信息转换成折射率的变化，是SPR传感器的关键。从SPR的原理可知，实际上是样品的 折射率的变化引起SPR光谱的变化。4 种检测方式：1角度调制：固定入in,改变8 in2波长调制：固定8 in ,改变入in3强度调制：固定8 in、入in，改变光强4. 相位调制：固定8 in、入in，测相差3、应用 用 SPR 可获得的信息：1. 两个分子之间结合的特异性2. 目标分子的浓度3. 结合以及解离过程的动力学参数4. 结合的强度4、优缺点优点：1.待测物无需标记2. 适用于混浊、不透明或者有色溶液3. 能实时、连
7、续监测反应动态过程4. 检测方便、快捷5. 应用范围广 缺点：1.难以区分非特异性吸附 2.对温度、样品组成等干扰因素敏感5. 发展动态 提高检测灵敏度高通量检测(SPR imaging)与质谱等高分辨仪器联用 敏感器件及测量装置的微型化 表面等离子体共振技术应用十分广泛，以下举例说明：1、表面等离子体共振技术快速筛检人血清蛋白质表达的方法应用建立用表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)技术快速筛检大样本 人群血清蛋白质表达的方法, 并用该法检测塑料垃圾拆解回收工人血清蛋白质是否存在 异常表达. 方法选取国内某地区从事塑料垃圾拆解回收的208 名职业工人
8、为暴露人群, 生活水平和生活习惯相近且无已知污染源的197名农业人口为对照人群.用SPR技术检 测研究对象血清中HSP90、HSP70、HSP60、CYP1A1和XPA蛋白质含量结果人血清HSP90、 HSP70、HSP60、CYP1A1和XPA蛋白质均可检出；用磷酸盐蛋白缓冲液(phosphate buffer solution,PBST)以1 ：100体积比稀释血清后即可进行检测，检测流速为25“L/min.暴露 人群的血清中HSP60、HSP70、CYP1A1蛋白质含量均高于对照人群(P0.05).结论SPR 技术可用于检测大样本人群血清蛋白质的表达,且具有用样量少、高通量、快速、灵敏
9、的优势;从事塑料垃圾拆解回收的工人血清HSP60、HSP70、CYP1A1蛋白质表达量较高， 可能与其职业环境中污染物暴露有关.(网址：http:/ 与晚期糖基化终产物受体亲合 力的影响测定肝素与高迁移率族蛋l(HMGBl),及其与晚期糖基化终产物受体(RAGE)的亲和力, 探讨肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响.用表面等离子体共振技术，实时分析肝素与 HMGB1,HMGB1与RAGE的亲和常数,利用其binding analysis分析肝素对HMGB1/RAGE配 受体结合的影响肝素与HMGB1的动力学速率常数ka=1.78X105L(mol s)T,kd=8.02X104 sT,亲和常
10、数 KA=2.22X 108L molT,KD=4.5X109 mol L-1;HMGB1与RAGE的动力学常数ka=1.85X 103L(mols)T,kd=1.81X10-4sT,亲和常数KA=1.02X 107L mol-1,KD=9.77X10-8mo l L-1.肝素与 RAGE 的亲和力极低.当浓度分 别为50,100,1 000,10 000 UL-1的肝素与HMGBl混合后，后者与RAGE的亲和力下降. 上述不同浓度的肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响没有显著差异.结果表明，肝素可与 HMGB1结合并影响后者与RAGE的亲和力,该作用并不与肝素浓度呈正相关.(网址：http:/ gpxygpfx200911048.aspx)
