SPR检测工作原理

SPR物理上指表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance)，SPR 技术起源于1902 年，Wood 首次观测到连续光谱的偏振光照射金属光栅时出现的衍射现象，即SPR 现象。1941 年，Fano 解释了SPR 现象。 1968 年，Otto 首先设计了Otto 型棱镜SPR 传感系统; 1971 年，Krestchmann 对Otto型SPR 传感系统进行了改进。1983 年，Liedberg 首次采用SPR 技术测试抗原抗体的相互作用。1990 年，瑞典Biacore 公司生产出世界上第一台SPR 仪，开创了SPR 技术在检测领域的新篇章。

表面等离子体共振是一种物理化学现象。当一束光线从折射率高的介质射入折射率低的介质时，若入射角大于临界角( 折射角达到90° 时的入射角) ，入射光线形成全反射现象。当偏振光在玻璃和金属薄膜的界面上发生全内反射时，会产生渐逝波，从而引发金属薄膜中的自由电子产生表面等离子体，在入射角达到某一特定值时，这些表面等离子体就会与渐逝波发生共振，即SPR 现象。

SPR 分析仪利用SPR 现象，通过在金膜表面修饰与目标物能够特异性结合的物质，当目标物流过金膜表面时，形成特异性吸附，而使反射光光谱产生变化，用光学信号的变化反映分子质量的变化，从而实现传感检测。基于这种原理研究纺织品中危害因子SPR 法检测的可行性。由于纺织品中有毒有害残留大都是一些小分子物质，将对目标危害因子有特异性吸附作用的配体( 识别因子) 固定在芯片表面，当目标危害因子和识别因子特异性吸附时，引起折射率变化，实现定性定量检测。

SPR 分析仪的核心部件是芯片，由金属薄膜和玻璃片复合而成。金属薄膜最常采用的材料是纯金。基于金的化学惰性较强，在修饰芯片时，要选用一定的方法将配体修饰在金膜表面。

SPR 检测分析方法分为直接法和间接法。直接法是指将抗体修饰在金膜表面，通过目标物与抗体结合引发共振信号的改变来达到检测目的。这种方法操作简单，但仅适用于大分子的检测，检出限也比较高。间接法的核心在于提高信号强度，用于小分子的浓度测定或动力学研究。目前最常用的间接分析方法有信号增强法、竞争结合法和竞争抑制法。