表面等離子共振技術(shù)spr綜述

1、表面等離子共振技術(shù)（surfaceplasmonresonancetechnologySPR）綜述作者：劉闖等來源：北京大學(xué)單分子與納米生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室摘要：SPR技術(shù)作為檢測，分析生物分子相互作用的有效工具，有些國家已經(jīng)生產(chǎn)出成熟的商業(yè)化的SPR傳感系統(tǒng)。對(duì)SPR生物傳感器的工作原理，應(yīng)用領(lǐng)域，最新進(jìn)展作出闡述，并對(duì)其在生物分子檢測領(lǐng)域的應(yīng)用和研究發(fā)展前景進(jìn)行了討論。引言：表面等離子共振技術(shù)（surfaceplasmonresonance

2、technologySPR）是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種生物分子檢測技術(shù)，是基于SPR檢測生物傳感芯片（biosenschip）上配位體與分析物作用的一種前沿技術(shù)，在20世紀(jì)初，Wood觀測到連續(xù)光譜的偏振光照射金屬光柵時(shí)出現(xiàn)了反常的衍射現(xiàn)象，并且對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了公開描述。1941年，F(xiàn)ano用金屬與空氣界面的表面電磁波激發(fā)模型對(duì)這一現(xiàn)象給出了解釋。1957年，Ritchie發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電子穿過金屬薄片時(shí)存在數(shù)量消失峰。他將這種消失峰稱

3、之為“能量降低的”等離子模式，并指出了這種模式和薄膜邊界的關(guān)系，第一次提出了用于描述金屬內(nèi)部電子密度縱向波動(dòng)的“金屬等離子體”的概念。2年后，Powell和Swan用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Ritche的理論。隨后，Stem和Farrell給出了這種等離子體模式的共振條件，并將其稱為“表面等離子共振技術(shù)（surfaceplasmonresonanceSPR）”。1968年，Otto和Kretschmann等人研究了金屬和介質(zhì)界面用光學(xué)方式激發(fā)SPR的

4、問題。并分別設(shè)計(jì)了兩種棱鏡耦合方式。此后，SPR技術(shù)獲得了長足的發(fā)展。1990年，國際上第一臺(tái)商業(yè)生產(chǎn)的生物傳感器在瑞典的Bioce公司誕生。實(shí)踐證明，SPR傳感器與傳統(tǒng)檢測手段比較，具有無需對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)時(shí)監(jiān)測，靈敏度高等突出優(yōu)點(diǎn)。所以，在醫(yī)學(xué)診斷，生物監(jiān)測，生物技術(shù)，藥品研制和食品安全檢測等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景?；驹?消失波，在波動(dòng)光學(xué)沒有發(fā)展起來以前，菲涅爾定理很好地描述了光在介質(zhì)表面的行走路徑。（n1sinθ1=n2si

5、nθ2）可以看出，當(dāng)光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時(shí)（n1n2）就會(huì)有全反射現(xiàn)象的產(chǎn)生。但以波動(dòng)光學(xué)的角度來重新研究全反射的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)，全反射的光波會(huì)透過光疏介質(zhì)約為光波波長的一圖3SPR檢測原理當(dāng)入射波以某一角度或某一波長入射，近場波矢K和SPW的波矢相等，發(fā)生諧振，入射光能量耦合到SPW波，反射光強(qiáng)度出現(xiàn)一個(gè)凹陷。此時(shí)的入射光角度稱為SPR角。SPR角隨金表面折射率的變化而變化，而折射率的變化又與金表面結(jié)合的分子質(zhì)量成正比.(生物秀實(shí)