一字線型激光器式光學表面等離子共振生物傳感器研究.pdf

1、一字線型激光器式光學表面等離子共振(Surface plasmon resonance,SPR)生物傳感器是基于便攜式的要求而設(shè)計的,滿足高靈敏度、在線、快捷及價廉的要求,非常適合于在生物醫(yī)學、食品安全與質(zhì)量控制和環(huán)境保護等領(lǐng)域中藥物殘留、抗生素殘留和疾病診斷等快速檢測。光學SPR生物傳感器對生物分子間相互作用的動力學分析具有重大意義,監(jiān)測生物分子間的響應(yīng)速率和親和性將有助于蛋白質(zhì)功能的分析、藥物的開發(fā)、基因組學和蛋白質(zhì)組學的研究等。光

2、學SPR生物傳感技術(shù)能實時無損傷地檢測抗原抗體之間的結(jié)合與解離情況,并能夠根據(jù)無標記高通量監(jiān)測抗原抗體結(jié)合曲線進行定量分析,從而得到抗原抗體之間相互作用的動力學數(shù)據(jù),是一種研究生物分子間相互作用的最佳手段。
　　 論文提出了用一字線型激光器為光源的光學SPR生物傳感器設(shè)計方法,介紹了一字線型激光器光學生物傳感器的組成結(jié)構(gòu)和光電檢測原理,構(gòu)建了非掃描式光學表面等離子共振生物傳感器,分別用乙醇、乙肝抗原和抗體進行了校驗實驗,建立了相

3、應(yīng)的共振響應(yīng)曲線；采用自主研發(fā)的光學SPR生物傳感器建立生物分子相互作用的動力學分析方法。光學SPR生物傳感器系統(tǒng)由生物傳感器、微流池、夾具和光電轉(zhuǎn)換裝置組成,其中微流池內(nèi)設(shè)三個通道,可同時檢測三種被測對象或設(shè)置參考通道,采用微處理器PIC16F876A構(gòu)建曲線和計算動力學參數(shù),內(nèi)嵌半導體溫控芯片,并用PID算法對溫度進行調(diào)節(jié)和控制,通過USB接口和計算機相連；提出了一種用于求解非掃描式光學SPR共振反射光譜信號的共振像素位點的最小二乘

4、法多項式擬合方法,最大限度地提高信噪比,系統(tǒng)描述了滑動平均值濾波、多項式數(shù)據(jù)擬合方法的原理和共振反射光譜最低點的質(zhì)心算法。采用體積分數(shù)為13％、14％、16％、17％、18％、19％的乙醇溶液進行實驗驗證,結(jié)果表明:多項式擬合算法對光功率變化等環(huán)境因素所引起的噪聲具有很好的抑制作用,相關(guān)系數(shù)為0.9852,靈敏度為959.60(像素位點/體積分數(shù))。
　　 生物分子相互作用的動力學模型是復雜的非線性方程,精確求解十分困難,論文提