表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR),,又稱表面等離激元共振,,是一種物理光學(xué)現(xiàn)象,。目前有關(guān)SPR儀器和應(yīng)用技術(shù)已成物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)研究的重要工具,。 SPR 技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)檢測 DNA 與蛋白質(zhì)之間,、蛋白與蛋白之間、藥物與蛋白之間,、核酸與核酸之間,、抗原與抗體之間以及受體與配體等生物分子之間的相互作用。
SPR原理:
①等離子體:
等離子體通常指由密度相當(dāng)高的自由正,、負(fù)電荷組成的氣體,,其中正、負(fù)帶電粒子數(shù)目幾乎相等,,是物質(zhì)存在的一種狀態(tài),,與固,、液,、氣態(tài)并列,稱為物質(zhì)的第四種形態(tài),。宇宙大部分的物質(zhì)都處于等離子狀態(tài),。
等離子體的發(fā)現(xiàn):
1879年,英國物理學(xué)家William Crookes-物質(zhì)的第四種狀態(tài)
1929年,,美國化學(xué),、物理學(xué)家Langmuir-等離子體
②金屬表面等離子波:
金屬中含有自由電子氣(可看作一種等離子體),入射光會(huì)激起電子氣的縱向振動(dòng),,振動(dòng)產(chǎn)生的電荷密度波,,沿著金屬和電介質(zhì)的界面?zhèn)鞑ィ纬杀砻娴入x子波(橫向波),。
③全反射
當(dāng)光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)中,,入射角增大到某一個(gè)角度,折射角等于90°時(shí),,折射光消失,,只剩下反射光,這種現(xiàn)象就叫做全反射,。
④消逝波
當(dāng)從波動(dòng)光學(xué)的角度來研究全反射時(shí),,人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射光線到達(dá)界面時(shí)并不是直接產(chǎn)生反射光,而是先透過光疏介質(zhì)約一個(gè)波長深度,,再沿界面流動(dòng)約半個(gè)波長再返回光密介質(zhì),,光的總能量不變。透過光疏介質(zhì)的波稱為消逝波,。
⑤共振現(xiàn)象
當(dāng)消逝波與表面等離子波二者頻率相等,,發(fā)生共振時(shí),,入射光的大部分能量被表面等離子波吸收,使得反射光的能量急劇減少,。
⑥共振角(SPR角)
反射光強(qiáng)度最弱時(shí)所對(duì)應(yīng)的角,,稱為共振角。
⑦共振角偏移
SPR 對(duì)附著在金屬膜表面的介質(zhì)非常敏感,,當(dāng)表面介質(zhì)的屬性或附著量發(fā)生變化時(shí),,共振角將發(fā)生偏移。通過檢測共振角的變化,,能夠分析出樣品分子的性質(zhì)(動(dòng)力學(xué)參數(shù),、親和力)。
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