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用.pdf

1、表面等離激元共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)技術由于獨特的優(yōu)點日漸成為生物分子相互作用分析的領導技術?；诒砻娴入x激元共振技術研制而成的生物傳感器在生物學、醫(yī)學、化學等領域獲得了十分廣泛的應用。 SPR生物傳感器可以對生物分子在材料表面的動態(tài)吸附過程進行實時、原位的檢測。分析時需要的樣品量少且無需標記。生物分子在材料表面吸附的濃度也可以通過檢測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價領域的表面等離激元共振生物傳感器。這套基于SPR技術的系統(tǒng)，可以原位、實時、非標記的表征蛋白質在生物材料表面的動態(tài)吸附行為。通過檢測蛋白質吸附前后共振角的變化，可以計算出不同材料表面蛋白質的吸附量，從而對生物材料的血液相容性做出初步評價。 本論文的主要內容如下： 1．介紹了國內外基于表面等離激元共振技術的生物傳感器的研究進展，簡要地介紹生物相容性和蛋白質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展。 2．對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行了討論，探討了基于表面等離激元共振技術的Kretschmann光學模型的SPR生物傳感器的各種影響因素，并利用Matlab工具對其進行了數值模擬，為本論文SPR傳感器的研制和調試工作提供了理論依據。 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總線的數據采集卡用于光強檢測和處理單元。 4．采用VC++編寫了一套配合硬件系統(tǒng)工作，進行硬件控制和數據采集、處理和分析的軟件，該軟件主要具有儀器系統(tǒng)的運行控制、光譜數據的實時采集、處理和顯示、數據分析和譜線模擬等四個功能，分為儀器系統(tǒng)驅動、運行控制、光譜數據的實時采集、處理和顯示、數據分析等九個模塊，并應用該軟件對硬件系統(tǒng)進行了測試，首先得到了金膜在空氣介質中的SPR譜，然后測出在通入PBS緩沖液條件下金膜的SPR

5、譜，比較兩條譜線，可見兩者共振角有明顯的偏移，依據仿真分析的結論，說明了本系統(tǒng)的可行性，為下一步的生物蛋白質吸附實驗打下基礎。 5．使用本傳感器對三種血漿蛋白(Alb、Fib和IgG)在兩種材料表面的吸附性能進行了研究。通過檢測生物材料表面蛋白吸附引起的SPR共振角的變化，計算出材料表面的蛋白吸附量，結果顯示H50-50型聚氨酯對蛋白吸附的白/纖比和白/球比均大于金膜，表明其抗凝血性優(yōu)于金膜。實驗結果和本課題組前期的研究結果具有