表面等离子共振的原理及在生物医学中的应用

表面等离子共振的原理及在生物医学中的应用 精神卫生研究所张瀚迪学号:10281335 摘要:表面等离子共振技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术,它利用全反射时入射光可以和金属表

表面等离子共振的原理及在生物医学中的应用 精神卫生研究所张瀚迪学号:10281335 摘要:表面等离子共振技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作 用的一项技术,它利用全反射时入射光可以和金属表面的等离子发生共振的原理,探 测生物分子之间是否发生作用以及反应的动力学参数。该技术目前已广泛应用于免 疫学、蛋白质组学、药物筛选、蛋白质与核酸相互作用等各个领域,并获得了许多 用其它方法无法得到的动力学数据。 导言:表面等离子共振技术是一项用于分析生物大分子之间的相互作用的技 术,它可以定性的判断两分子之间是否有相互作用,比较一种分子与其他几种分子之 间相互作用的强弱,也可以实时定量的测定分子间相互作用的亲和力参数(平衡常 数)和动力学参数(速率常数),甚至热力学参数(反应的焓)。该技术是利用了物理光 学的原理(下文详述),在研究两分子相互作用时,将一种分子固定在传感片表面,而 另一种分子的溶液流过其表面,两种分子的结合会使传感片表面的折射率改变,因此 检测两分子间的相互作用。1983年,瑞典LINKOPING理工学院应用物理实验室 Liedberg等人首先把它用于IgG与其抗原相互作用的检测 [1] ,并由BIAcore公司开发出SPR传感器。此后SPR传感器的研究与改进迅速发 展,其在生物医学中的应用也日益广泛。 表面等离子共振技术的基本物理光学原理:如果光波从光密介质(折射率大)射 向光疏介质(折射率小),比如由玻璃射向空气,且入射角大于临界角时,没有折射光 产生,入射光全部反射回去,这一现象称为全反射。全反射时光波在两介质分界面的 行为是什么样的呢?深入研究指出,全反射时光波将透入第二介质(光疏介质)很薄的 一层表面(深度约为光波的波长),并沿界面流动约半个波长再返回第一介质(光密介 质)。透入第二介质的光波称为倏逝波。如Fig 1所示。