基于表面等离子共振的生物传感器的历史、现状与前景

表面等离子共振（ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ，ＳＰＲ）型生物传感器近来引起广泛重视，本文叙述了ＳＰＲ的发展历史以及ＳＰＲ的传感机理，并介绍了制作ＳＰＲ传感器的关键技术，这些技术也是推动ＳＰＲ传感器发展的关键因素。文中还介绍了目前ＳＰＲ传感器的常用结构及一些成熟的仪器系统，比较了ＳＰＲ传感器与其它生化分析系统的理论以及实践中的优劣，分析了ＳＰＲ传感器的新动态与发展趋势，并对其商用前景寄予厚望。     

局域表面等离子共振传感器概述

近年来,基于贵金属局域表面等离子共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)而开发的生物传感器被陆续应用在环境检测和基础生物医学研究中。和传统的表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)传感器相比,LSPR基于先进的纳米材料合成技术而省略了复杂的光学器件,具有成本低,精度高,便于小型化等诸多优点。在实际应用特别是临床检测中,由于样品的复杂性和LSPR技术本身的低特异性,LSPR技术目前尚处于实验室开发阶段。随着表面化学研究的进步和新型受体的出现,LSPR的特异性也不断提高,使实时样品检测成为可能。本文主要介绍LSPR技术与传统的SPR的异同及其在临床生物医学研究中的应用。     

便携式表面等离子共振传感器在血样检测中的应用

近年来,基于表面等离子共振（surfaceplasmonresonance,SPR）而开发的生物传感器（biosensor）在基础生物医学研究中被广泛应用,并向高精度和便携式方向发展。SPR技术本身具有实时性、高精度、可重复使用的优点。尽管SPR技术本身特异性不高,但随着表面化学的发展,更多的受体（receptor）可被结合在SPR传感器的表面,使SPR传感器能够只对目标分子响应。本文主要介绍目前主流SPR仪的工作原理及SPR在血样检测中的临床应用。     

表面等离子共振生物传感器用于唐氏综合征产前诊断

目的构建用于唐氏综合征产前诊断的表面等离子共振（Surface plasmal resonance,SPR）生物传感器检测体系。方法BIAcore3000 SPR仪上在线包被芯片,通过氨基偶联的方式将链酶亲和素（SA）蛋白偶联到CM5芯片表面,继而通过生物素标记的探针与SA结合,将21号染色体单链寡核苷酸探针包被于芯片表面,利用特异性探针与目的DNA的结合,实现对21-三体标本单链扩增产物的检测。结果21号染色体探针包被信号值为3407．9毫度（RU）,满足检测要求;21-三体组检测信号高于正常组,差异具有显著性意义（P〈0．05）。结论SPR生物传感器可以实现唐氏综合征产前诊断。     

一种表面等离子共振芯片的制备及其应用

目的 研制一种新型的还原态牛血清白蛋白（rBSA）芯片,使其适用于Biacore系列仪器并具有与CM5芯片相同的功能。方法 利用二硫键还原剂将天然态牛血清白蛋白（nBSA）的所有巯基还原出来,形成rBSA,然后通过物理吸附将rBSA固定于裸金芯片表面,经交联和羧基化处理后得到rBSA芯片,接着利用原子力显微镜（AFM）表征其表面修饰效果,并与CM5芯片比较在磺胺甲唾唑（SMX）检测中的应用效果。结果 通过AFM扫描,发现rBSA芯片表面基质均一;其检测SMX的抑制标准曲线与CM5芯片相比较,曲线形状十分相似,各抑制浓度的抗体结合信号均具有很好的稳定性;此外,rBSA芯片还具有再生更容易、分析时间更短的优势。结论 rBSA芯片修饰成功,制备的芯片具有优良的性能,能够满足实验的需要。     

表面等离子共振技术检测宫颈人乳头瘤病毒感染的临床研究

目的 研究表面等离子共振（SPR）技术在临床上检测宫颈人乳头瘤病毒（HPV）感染的情况.方法 运用SPR技术诊断502例宫颈HPV患者宫颈脱落细胞的HPV基因亚型,对比SPR技术和核酸分子快速导流杂交基因芯片（HybriMax）技术检测宫颈各级病变的HPV阳性率情况.结果 SPR技术检测出22种HPV基因亚型,单一感染106例,其中细胞学检查阳性47例（44.34％）;多重感染36例,其中细胞学检查阳性16例（44.44％）,2者间差异无统计学意义（P＞0.05）.106例单一感染患者中高危感染93例,其中细胞学检查阳性45例（48.39％）;中低危感染13例,其中细胞学检查阳性2例（15.38％）,2者间差异有统计学意义（P＜0.05）.SPR技术和HybriMax技术对比结果显示,2者检测宫颈各级病变的HPV阳性率结果间差异无统计学意义（P＞0.05）.结论 SPR技术用于检测HPV感染较为可靠,可和HybriMax技术作为临床检测的主要手段.     

应用表面等离子共振生物传感器分型检测HPV及其应用评价

目的评价表面等离子共振(SPR)生物传感器分型检测女性生殖道人类乳头瘤病毒(HPV)的临床应用价值。方法采集女性宫颈脱落细胞504例,按病理学结果分为炎症组、宫颈上皮内瘤变(CIN)Ⅰ组、CINⅠ-Ⅱ组、CINⅡ组、CINⅢ组、宫颈癌组。应用SPR生物传感器对各组进行检测,一次性分型检测16种HPV高危型和8种低危型,同时采用克隆测序作平行对照,结合病理诊断结果,对SPR生物传感器进行应用评价。结果SPR生物传感器和克隆测序结果的一致率为0.994,Kappa指数为0.987,(P=0.0000.05)。SPR生物传感器测得各病理组别HPV阳性率、高危型阳性率及多重感染率依次为总体(64.7%、62.1%、15.5%),炎症(41.9%、36.6%、11.8%),CINⅠ(44.6%、41.2%、13.5%),CINⅠ-Ⅱ(51.9%、48.1%、11.1%),CINⅡ(74.2%、74.2%、9.7%),CINⅢ(94.3%、93.5%、23.6%)及宫颈癌组(98.2%、98.2%、16.4%)。24种HPV基因型检出21种,阳性率依次为:16、58、33、52、66、11、18、53、6、31、45、39、81、59、70、68、51、54、56、35、40。SPR生物传感器检测HPV DNA诊断CIN III和宫颈癌的灵敏度为95.5%、特异度为52.1%、阳性预测值为52.1%、阴性预测值为95.5%。结论随宫颈病变严重程度的增高,HPV感染率和高危型感染率呈升高趋势,多重感染率无明显升高趋势;SPR生物传感器检测HPV DNA与克隆测序一致性良好,可以实现HPV分型检测,其诊断CINⅢ和宫颈癌具有较高的灵敏度和阴性预测值,在宫颈病变的临床诊断和流行病学调查中具有重要意义。     

表面等离子体共振传感技术及其在临床检验中的应用

表面等离子体共振(SPR)传感技术具有实时、快速、无需标记、无背景干扰和样品无损等优点,被广泛应用于生物技术、医学、环境科学及药物检测等领域.着重介绍了SPR传感相关技术的研究进展,特别总结了SPR芯片的表面修饰技术和SPR传感器联用技术,其中联用技术重点从分子印迹联用技术、免疫分析联用技术及核酸联用技术3个方面及在医疗等临床检验领域中的应用进行了综述.     

SPR传感器光学参数的确定及应用

本文从菲涅尔公式出发,给出了SPR传感器中金属膜光学参数的确定方法,并以此为基础测定了水、乙醇,氯仿,甘油的折射率。     

表面等离激元共振(SPR)生物传感器对聚氨酯材料血浆蛋白吸附的实时原位动态研究

应用实验室自行研制的自动扫描式表面激元共振(SPR)生物传感器对三种聚氨酯材料进行了血液蛋白质吸附实验，以传感片上的金膜作为对照材料。同时应用原子力显微镜对金膜和聚氨酯材料的超微结构与材料表面上所吸附的蛋白质进行了表征。实验结果显示，四种材料对纤维蛋白原和IgG的吸附量顺序均为：金膜＞H50—0＞H50—50＞H50—100。T—检验结果表明，金膜对纤维蛋白原和IgG吸附量与三种聚氨酯材料均有显著差别。该结果表明聚氨酯材料的血液相容性明显好于金膜对照材料。     

用SPR生物传感器研究纤维蛋白原在生物医用材料表面？…

材料表面对血浆蛋白的吸附特性，是研究和评价生物医用材料血液相容性的重要依据。本文用自制的表面等离激元（ＳＰＲ）传感器，测量了金膜、磷脂ＤＳＰＣ膜、成都科大Ⅱ型聚氨酯、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ２３６３－５５Ｄ）聚氨酯及有机玻璃膜表面对纤维蛋白原的动态吸附特性，在纤维蛋白原溶液浓度为５ｍｇ／ｍｌ的相同条件下，磷脂ＤＳＰＣ膜表面吸附纤维蛋白原的速度最低，饱和吸附浓度也最小（表面浓度为１ｎｇ／ｍｍ＾２）。其次     

一种检测血清心肌肌钙蛋白Ⅰ的生物传感器

目的：建立一种新的血清心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnI)定量检测法。方法：用亲和层析法提纯cTnI，免疫BALB／C鼠及新西兰兔，并用杂交瘤技术及膜渗滤亲和层析法，制备了特异性抗cTnI单克隆抗体和多克隆抗体。以葡萄球菌蛋白A作基底膜，特异性多克隆抗体作捕捉抗体，单抗9F5作第二抗体，制成了表面等离子体共振生物传感器。比较了直接法和夹心免疫法检测血清cTnI的性能。结果：夹心免疫法的最低检测限(0．8μg／L)是直接法的5倍(4μg／L)，检测范围为(0．8～20)μg／L，批内及批间精密度分别达3．8％～5．1％，6．3％～8．1％。用该夹心法及国外试剂盒分别检测40名健康献血队员和28例急性心肌梗死患者血清cTnI水平，两者符合率分别为97．5％和94．6％。结论：所建立的夹心免疫法操作简单，特异性强，灵敏度高，符合临床诊断要求。     

用SPR生物传感器研究纤维蛋白原在生物医用材料表面的吸附

材料表面对血浆蛋白的吸附特性 ,是研究和评价生物医用材料血液相容性的重要依据。本文用自制的表面等离激元 (SPR)传感器 ,测量了金膜、磷脂DSPC膜、成都科大Ⅱ型聚氨酯、Pellethane2 36 3 55D聚氨酯及有机玻璃膜表面对纤维蛋白原的动态吸附特性 ,在纤维蛋白原溶液浓度为5mg/ml的相同条件下 ,磷脂DSPC膜表面吸附纤维蛋白原的速度最低 ,饱和吸附浓度也最小 (表面浓度为 1ng/mm2 )。其次是裸金膜 (表面浓度为 3.5ng/mm2 ) ,再其次是成都科大Ⅱ型聚氨酯膜 (表面浓度为 3.8ng/mm2 )和Pellethane 2 36 3 55D聚氨酯 (表面浓度为 4 .3ng/mm2 ) ,吸附速度和吸附量最高的是有机玻璃膜 (表面浓度为 4 .5ng/mm2 )。结果表明 ,材料表面对纤维蛋白原的吸附动力学特性 ,与材料的血液相容性密切相关。表面等离激元技术与本文采用的在金膜上铺展高分子材料的离心铺膜法和LB技术等样品制备技术相结合 ,为生物材料表面对蛋白质吸附特性的实时、动态、原位研究提供了一种新的高灵敏度的方法 ,并可能发展成为一种材料生物相容性的测试和评价的新方法。     

表面等离子共振检测金属表面不同相对分子质量的壳聚糖对质粒DNA的保护作用

目的研究采用表面等离子共振（SPR）技术，检测不同相对分子质量壳聚糖对质粒DNA（pDNA）的保护作用，以防止核酸酶（DNaseⅠ）的降解。方法用具有羧基化葡聚糖表面的CM5芯片固定在Biacore3000生物大分子相互作用系统中制成壳聚糖芯片，采用SPR检测在核酸酶存在下，不同相对分子质量壳聚糖对pDNA的保护作用。结果在人体温度（37℃）下，浓度5U／μ1的DNaseⅠ在lmin内即可降解没有保护的质粒DNA，而相对分子质量为200000以上的壳聚糖对质粒具有良好的保护作用。结论表面等离子共振技术可以作为体外研究金属表面高分子对于质粒DNA保护作用的一种新方法。     

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 resonance,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.     

一种检测血清心肌肌钙蛋白I的生物传感器

目的 :建立一种新的血清心肌肌钙蛋白I(cTnI)定量检测法。方法 :用亲和层析法提纯cTnI,免疫BALB C鼠及新西兰兔 ,并用杂交瘤技术及膜渗滤亲和层析法 ,制备了特异性抗cTnI单克隆抗体和多克隆抗体。以葡萄球菌蛋白A作基底膜 ,特异性多克隆抗体作捕捉抗体 ,单抗 9F5作第二抗体 ,制成了表面等离子体共振生物传感器。比较了直接法和夹心免疫法检测血清cTnI的性能。结果 :夹心免疫法的最低检测限 (0 8μg L)是直接法的 5倍 (4 μg L) ,检测范围为 (0 8～ 2 0 ) μg L ,批内及批间精密度分别达 3 8%～ 5 1% ,6 3%～ 8 1%。用该夹心法及国外试剂盒分别检测 4 0名健康献血队员和 2 8例急性心肌梗死患者血清cTnI水平 ,两者符合率分别为 97 5 %和 94 6 %。结论 :所建立的夹心免疫法操作简单 ,特异性强 ,灵敏度高 ,符合临床诊断要求。     

基于表面等离子体共振传感技术检测小分子物质的研究进展

表面等离子体共振（sPR）传感技术是近年发展起来的一种新的光学检测技术,它将生物学、高分子化学及传感技术结合,形成具有快速、灵敏、特异以及操作简便的检测技术。概述了应用SPR传感技术进行小分子物质检测的原理、主要方法及研究进展,分析了该方法的优势与缺陷,并对其发展前景进行了展望。     

基于磁分离技术的生物传感器研究进展

为应对疫情、食源性疾病爆发,实现疾病的早期诊断,人们期待具有快速、灵敏、特异性好的生物传感器技术能够在生物医学检测领域发挥更大的作用.磁分离技术是一种利用磁珠表面修饰物与分离目标发生亲和反应以完成目标分离的分子生物学分离技术,能够对待测标靶实现高效分离、富集.采用磁分离技术与不同检测手段结合的生物传感器设计方法,是提高...