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本文的研究工作是国家自然科学基金项目“集成多通道SPR生物传感芯片及其对IgE的检测分析”的一部分工作。集成多通道SPR生物传感器是对原有SPR生物传感器的进一步改进,它克服了原有单通道的SPR传感器实验周期过长、仪器体积庞大等缺陷。通过使用多组二元光学器件,为多个通道提供了各个角度的入射光,利用电控平移台在两个坐标方向上的扫描,获得了各个通道的共振角度信息。大大提高了实验的检测通量,缩短了实验周期,同时也体现了系统集成化的特点。
本文重点研究了传感器前端的生物敏感膜。首先比较研究了固定蛋白质探针分子的方法,一种是以葡聚糖凝胶为媒介的方法,另一种是以组氨酸侧链和金属离子为媒介的方法。提出了使用多种巯基烷酸的混合溶液固定蛋白质分子的方法。分析了以上固定方法各自的优缺点以及敏感膜重复利用的方法,即使用甘氨酸缓冲液、咪唑缓冲液、酸、碱等解离探针分子。之后提出了在金膜上固定蛋白质分子方法的有效性的验证方法,即利用酶作为标记的方法。由于酶的本质是蛋白质,所以首先用待验证的方法固定酶,洗净之后加入酶催化反应的底物溶液,如果金膜上成功固定了酶,底物就会发生反应,造成光学性质的改变,通过测量溶液在特定波长下的吸收性质来确定酶的存在与否,进而确定蛋白质固定方法的有效性。由于酶量与反应产物的量直接相关,这一方法甚至可以定量比较各种固定方法的优劣。本文分析了待测物浓度测量的原理与方法,对实验中可能产生的误差做了细致的分析。之后使用经过验证的蛋白质固定方法固定了抗抗体探针分子,测量了抗体分子加入之后的响应。最后提出了系统改进的方向。