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SPR检测原理

更新更新时间:2023-07-19

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      表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR),又称表面等离激元共振,是一种物理光学现象。目前有关SPR仪器和应用技术已成物理学、化学和生物学研究的重要工具。 SPR 技术能够实时检测 DNA 与蛋白质之间、蛋白与蛋白之间、药物与蛋白之间、核酸与核酸之间、抗原与抗体之间以及受体与配体等生物分子之间的相互作用。

SPR原理:

①等离子体:

      等离子体通常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,是物质存在的一种状态,与固、液、气态并列,称为物质的第四种形态。宇宙大部分的物质都处于等离子状态。

      等离子体的发现:

      1879年,英国物理学家William Crookes-物质的第四种状态

      1929年,美国化学、物理学家Langmuir-等离子体

②金属表面等离子波:

      金属中含有自由电子气(可看作一种等离子体),入射光会激起电子气的纵向振动,振动产生的电荷密度波,沿着金属和电介质的界面传播,形成表面等离子波(横向波)。

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③全反射   

      当光从光密介质入射到光疏介质中,入射角增大到某一个角度,折射角等于90°时,折射光消失,只剩下反射光,这种现象就叫做全反射。     

                                      

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④消逝波

      当从波动光学的角度来研究全反射时,人们发现当入射光线到达界面时并不是直接产生反射光,而是先透过光疏介质约一个波长深度,再沿界面流动约半个波长再返回光密介质,光的总能量不变。透过光疏介质的波称为消逝波。

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⑤共振现象

      当消逝波与表面等离子波二者频率相等,发生共振时,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。

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⑥共振角(SPR角)

      反射光强度最弱时所对应的角,称为共振角。

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⑦共振角偏移

      SPR 对附着在金属膜表面的介质非常敏感,当表面介质的属性或附着量发生变化时,共振角将发生偏移。通过检测共振角的变化,能够分析出样品分子的性质(动力学参数、亲和力)。

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