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表面等离子体共振技术(SPR)左焕桢2013-3-14的应用总结与展望四、一、二、三、一、SPR的发展•表面等离子体共振（Surfaceplasmonresonance，SPR）是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理学、化学和生物学研究的重要工具。1902年，Wood在光学实验中发现SPR现象1941年，Fano解释了SPR现象1971年，Kretschmann结构为SPR传感器奠定了基础1982年，Lundström将SPR用于气体的传感（第一次）1983年，liedberg将SPR用于IgG与其抗原的反应测定1987年，Knoll等人开始SPR成像研究1990年，BiacoreAB公司开发出首台商品化SPR仪器二、SPR的原理•消逝波当光从光密介质入射到光疏介质时（n1n2）就会有全反射现象的产生。n1sinθ1=n2sinθ2轴方向传播而振幅衰减的一个波，即入射光波的电磁场在反射面不立即消失，而是投射进入光疏介质一定深度，且振幅在垂直方向呈指数衰减，这种电磁波叫消失波等离子体指由密度相当高的自由正、负电荷组成的气体，其中正、负带电粒子数目几乎相等。金属表面等离子波把金属的价电子看成是均匀正电荷背景下运动的电子气体，这实际上也是一种等离子体,由于电磁振荡形成了等离子波。•金属膜反射率高化学稳定性好光学原理在某个入射角度，光照射到棱镜上与金属膜表面上发生全反射，从而形成消逝波进入到光疏介质中，而在介质（假设为金属介质）中又存在一定的等离子波。当两波相遇时会发生共振。•当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强会大幅度地减弱。由于能量从光子转移到表面等离子，入射光的大部分能量被表面等离子波吸收，使得反射光的能量急剧减少对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感,当表面介质的属性改变或者附着量改变时，共振角将不同。因此，SPR能够反映与金属膜表面接触的体系的变化。•Clinicalimmunosensingoftuberculosis(肺结核）CFP-10inpatienturinebysurfaceplasmonresonancespectroscopy（2011ElsevierB.V.Allrightsreserved）•SPRSensorChipforDetectionofSmallMoleculesUsingMolecularlyImprintedPolymerwithEmbeddedGoldNanoparticles（Anal.Chem.2005,77,4282-4285）Figure1.SchematicrepresentationofAu-MIP/MIP-coatedSPRsensorchipfordetectionofananalyte,dopamine.(1)withAu-MIP/MIP(2)withMIP/MIP(3)with11-mercaptoundecanoicacid(4)inwater四、总结与展望优点•1.可进行实施监测•2.无需样品标记•3.样品用量少、方便快捷•4.灵敏度高，应用范围广•5能测量浑浊甚至不透明样品缺点难以区分非特异性吸附对温度等干扰因素比较敏感•随着SPR技术成为分析生物化学、药物研发和食物监控领域中的一个不可缺少的部分,SPR生物传感器的应用将更加趋向多样化,特别是它在小分子检测和脂膜领域的新兴应用将使其在未来的药物发现和膜生物学中扮演一个越来越重要的角色。ThankYou!