SPR生物傳感器的優(yōu)化和在生物材料生物相容性研究中的應(yīng)用.pdf

1、表面等離激元共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)技術(shù)由于獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)日漸成為生物分子相互作用分析的領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)?；诒砻娴入x激元共振技術(shù)研制而成的生物傳感器在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域獲得了十分廣泛的應(yīng)用。 SPR生物傳感器可以對(duì)生物分子在材料表面的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、原位的檢測(cè)。分析時(shí)需要的樣品量少且無(wú)需標(biāo)記。生物分子在材料表面吸附的濃度也可以通過(guò)檢測(cè)共振角度的偏移而獲得。 本論文的目的是優(yōu)化

2、重建一套用于生物材料生物相容性評(píng)價(jià)領(lǐng)域的表面等離激元共振生物傳感器。這套基于SPR技術(shù)的系統(tǒng)，可以原位、實(shí)時(shí)、非標(biāo)記的表征蛋白質(zhì)在生物材料表面的動(dòng)態(tài)吸附行為。通過(guò)檢測(cè)蛋白質(zhì)吸附前后共振角的變化，可以計(jì)算出不同材料表面蛋白質(zhì)的吸附量，從而對(duì)生物材料的血液相容性做出初步評(píng)價(jià)。 本論文的主要內(nèi)容如下： 1．介紹了國(guó)內(nèi)外基于表面等離激元共振技術(shù)的生物傳感器的研究進(jìn)展，簡(jiǎn)要地介紹生物相容性和蛋白質(zhì)吸附的研究方法及手段，以及表面等離

3、激元共振傳感器在生物相容性方面的研究進(jìn)展。 2．對(duì)表面等離激元共振原理和多種表面等離激元共振傳感器模式進(jìn)行了討論，探討了基于表面等離激元共振技術(shù)的Kretschmann光學(xué)模型的SPR生物傳感器的各種影響因素，并利用Matlab工具對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬，為本論文SPR傳感器的研制和調(diào)試工作提供了理論依據(jù)。 3．優(yōu)化和重建了一套基于Kretschmann模式的SPR生物傳感器的硬件系統(tǒng)，主要涉及傳感系統(tǒng)的棱鏡和金膜，以及采用

4、了基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡用于光強(qiáng)檢測(cè)和處理單元。 4．采用VC++編寫(xiě)了一套配合硬件系統(tǒng)工作，進(jìn)行硬件控制和數(shù)據(jù)采集、處理和分析的軟件，該軟件主要具有儀器系統(tǒng)的運(yùn)行控制、光譜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和顯示、數(shù)據(jù)分析和譜線模擬等四個(gè)功能，分為儀器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行控制、光譜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和顯示、數(shù)據(jù)分析等九個(gè)模塊，并應(yīng)用該軟件對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，首先得到了金膜在空氣介質(zhì)中的SPR譜，然后測(cè)出在通入PBS緩沖液條件下金膜的SPR

5、譜，比較兩條譜線，可見(jiàn)兩者共振角有明顯的偏移，依據(jù)仿真分析的結(jié)論，說(shuō)明了本系統(tǒng)的可行性，為下一步的生物蛋白質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。 5．使用本傳感器對(duì)三種血漿蛋白(Alb、Fib和IgG)在兩種材料表面的吸附性能進(jìn)行了研究。通過(guò)檢測(cè)生物材料表面蛋白吸附引起的SPR共振角的變化，計(jì)算出材料表面的蛋白吸附量，結(jié)果顯示H50-50型聚氨酯對(duì)蛋白吸附的白/纖比和白/球比均大于金膜，表明其抗凝血性優(yōu)于金膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本課題組前期的研究結(jié)果具有