表面等离子体共振生物传感器在食品安全检测中的应用与研究

表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance,SPR）传感技术是一项新兴的生物化学检测技术,具有无须标记、高速、高灵敏度等特点。日前在化学和生物检测研究中应用日益广泛。本文综述了SPR技术的基本原理及近年来在食品安全领域研究中取得的进展,并展望TSPR技术的发展方向及应用前景。     

用于食品安全检测的便携式表面等离子体共振生物传感器

针对食品安全检测,构建了一种角度扫描型便携式表面等离子体共振生物传感器。详细介绍了光学系统、硬件电路及软件设计。并以盐酸克伦特罗(瘦肉精的一种)为检测样品,通过在传感器芯片固定生物探针,对浓度分别为2 mg/L、4 mg/L、8 mg/L、16 mg/L和32 mg/L的盐酸克伦特罗抗体进行了连续检测实验。实验结果符合生物分子免疫反应规律,证明了该装置的可行性。该装置便携、易操作,在食品安全检测领域具有广泛应用前景。     

局域表面等离子体共振在可视化传感中的应用进展

贵金属纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观隧道效应、表面等离子体共振(SPR)和局域表面等离子体共振(LSPR)等物理化学性质,本文阐述了SPR和LSPR产生的机理,并总结了LSPR在可视化传感中的应用进展。     

低温等离子体技术在表面改性中的应用进展

介绍了低温等离子体技术的性质、特点、表面改性原理,从表面处理、表面聚合、表面接枝三个方面综述了低温等离子体技术在表面改性中的应用进展。     

低温等离子体技术在生物材料表面改性中的应用

综述了低温等离子体技术在生物材料表面改性中的应用.概述了低温等离子体分类、特征及其与生物材料表面作用的机理;介绍了低温等离子体聚合、低温等离子体处理、低温等离子体接枝聚合对生物材料表面改性的原理以及它们在生物材料领域中的最新应用进展和应用前景.     

光纤表面等离子体共振传感系统的数据处理

针对表面等离子体共振原理以及光纤传感的优越特性,本文提出并实现了一种基于光纤表面等离子体共振效应的传感检测系统,给出了系统数据分析的处理模型.该方法根据偏度-峰值检验,采用高斯分布检验对共振区域附近的测试数据进行了均值处理,通过理论分析进一步指出采用均值估计的线性模型可以有效地估计共振波长;同时,在保证检测精度的前提下给出了数据处理的最小运算长度.结果表明,可以使系统数据计算的工作量降低至原来的2%,从而提高了系统的处理效率.     

表面等离子体共振传感理论仿真研究

以薄膜光学理论为基础对表面等离子体共振SPR（Surface Plasmon Resonance）传感器的特性进行分析,给出了SPR传感器光强反射率的数学模型．分别采用角度调制与波长调制,利用Matlab仿真分析棱镜类型、金属薄膜介电常数和厚度、入射光波长或角度等参数对SPR反射吸收峰的影响,给出了仿真结果,并结合实际分析了其传感特性．     

低温等离子体技术在聚合物材料表面改性中的应用

综述了低温等离子体技术在聚合物材料表面改性中的应用研究进展,介绍了聚合物表面低温等离子体技术处理的特点以及在不同聚合物表面的低温等离子体技术处理方法及其应用。     

采用虚拟仪器技术的表面等离子体共振传感器

针对表面等离子体共振(SPR)传感器对精度和数据处理能力的要求,利用虚拟仪器技术,自行设计了一套基于角度扫描的Kretschmann结构SPR测试系统。为了提高折射率的测量分辨力,系统采用了高精度步进电机控制的旋转平台。软件中使用巴特沃思低通滤波器消除出射光干涉噪声引起的高频干扰。同时,提出了一种双棱镜自适应结构对出射光路进行实时调整,实现角度扫描过程中光探测器固定不动。实验测得空气和蒸馏水样品的折射率分别为1.00293和1.33432,结果与理论值基本吻合,且具有良好的重复性和达到10-5RIU(RefractiveIndexUnit)的分辨力。     

低温等离子体对铝弹性体表面改性的研究及其应用

铝弹性体表面用低温等离子体处理后 ,极大地提高了铝弹性体与应变片的粘结强度和防潮性能。与未经低温等离子体处理时相比 ,用相同的粘结剂 ,在拉伸试验过程中应变片不脱落的最大应变提高4倍以上 ,绝缘电阻高出一个数量级。此项成果已在金属材料拉伸实验和测力称重传感器中得到应用     

Modelling and characterisation of surface plasmon based sensors for the detection of E. coli

The finite element method based on the full-vectorial H-field formulation incorporating the perturbation techniques has been employed to calculate the complex propagation characteristics, the formation of the coupled supermodes, and power fraction in the different regions, modal loss, differential loss and coupling length. The influence of the outer medium refractive index on the inner and outer surface plasmon modes (SPR) is investigated to achieve the best coupling and sensitivity. Finally the SRP fibre optic sensor design is numerically optimised for the maximum field penetration in the outer medium     

金属表面等离子体激发的实时场分布研究

利用时域有限差分法的电磁场仿真软件建立了金属-绝缘体-金属波导结构模型,并通过持续扩展光源激发该波导结构产生表面等离子体波,研究了金属表面等离子体激发的实时场分布.结果表明,表面等离子体波的各电磁场分量可以沿着金属-绝缘体的接触面传播,但传播距离有限,且垂直于接触面向两侧指数衰减.     

人免疫缺陷病毒I型p24gag基因的重组与表达

将编码人Ｉ型免疫缺陷病毒（ＨＩＶ－１）衣壳蛋白的ｐ２４ｇａｇ基因片段，克隆到原核表达载体ｐＥＴ－１７ｂ的Ｔ７噬菌体启动子下游，构建成了重组表达质粒ｐＥＴ２４，并使ｐ２４ｇａｇ基因片段在大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）中高效表达，产物为３０ｋＤａ的ｓ１９－ｐ２４融合蛋白，表达量占菌体总蛋白的３８．４％。重组ｐ２４蛋白均与抗ｐ２４单克隆抗体及ＨＩＶ－１阳性血清发生特异性反应，具有较好的抗原性。     

密码子优化的牛精蛋白基因在大肠杆菌中的表达

以PCR的方法得到牛精蛋白基因的基因，去其内含子，得到牛精蛋白cDNA，克隆入原核表达载体pGEX-2T中，组装成表达载体pGEX-2T-PE，利用大肠杆菌偏好的编码精氨酸的密码子CGT将野生型牛精蛋白基因中编码精氨酸的稀有密码子（AGA或AGG）替换掉，通过基因合成得到密码子优化的牛精蛋白的基因，将其克隆入原核表达载体pGEX-2T中，组装成表达载体pGEX-2T-PS。将这两个表达载体分别转化入大肠杆菌表达菌株BL21中，经IPTG诱导，同样条件下，野生型牛精蛋白基因无法得到表达，密码子优化的牛精蛋白基因能够得到良好的表达，表达产物约占细菌总蛋白的18％，将表达蛋白纯化，进行DNA－蛋白结合实验，发现其能与DNA发生非特异性的结合。     

人肥胖基因在大肠杆菌中的表达

肥胖基因编码的瘦蛋白可以反映机体脂肪含量信息,在发育、繁殖、造血及体重调节等方面具有重要功能。本文利用PCR方法扩增去除信号肽的人肥胖基因cDNA序列,并将位于基因5’端的CCC转变为大肠杆菌常用密码子CCG,扩增片段经测序证实后,克隆原核表达载体pT7-7,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),经温度诱导,SDS-PAGE电泳可见分子量约为：16kD的特异蛋白表达带,表达量最高占菌体蛋白总含量的45％以上。表达重组蛋白经纯化,注射昆明白小白鼠,小白鼠体重明显下降,说明纯化的重组蛋白具有生物学活性。     

A localized surface plasmon resonance based immunosensor for the detection of casein in milk

In this research, a localized surface plasmon resonance (LSPR) immunosensor based on gold-capped nanoparticle substrate for detecting casein, one of the most potent allergens in milk, was developed. The fabrication of the gold-capped nanoparticle substrate involved a surface-modified silica nanoparticle layer (core) on the slide glass substrate between bottom and top gold layers (shell). The absorbance peak of the gold-capped nanoparticle substrate was observed at ∼520 nm. In addition, the atomic force microscopy (AFM) images demonstrated that the nanoparticles formed a monolayer on the slide glass. After immobilizing anti-casein antibody on the surface, our device, casein immunosensor, could be applied easily for the detection of casein in the raw milk sample without a difficult pretreatment. Under the optimum conditions, the detection limit of the casein immunosensor was determined as 10 ng/mL. Our device brings several advantages to the existing LSPR-based biosensors with its easy fabrication, simple handling, low-cost, and high sensitivity.     

A localized surface plasmon resonance based immunosensor for the detection of casein in milk

In this research, a localized surface plasmon resonance (LSPR) immunosensor based on gold-capped nanoparticle substrate for detecting casein, one of the most potent allergens in milk, was developed. The fabrication of the gold-capped nanoparticle substrate involved a surface-modified silica nanoparticle layer (core) on the slide glass substrate between bottom and top gold layers (shell). The absorbance peak of the gold-capped nanoparticle substrate was observed at ～520 nm. In addition, the atomic force microscopy (AFM) images demonstrated that the nanoparticles formed a monolayer on the slide glass. After immobilizing anti-casein antibody on the surface, our device, casein immunosensor, could be applied easily for the detection of casein in the raw milk sample without a difficult pretreatment. Under the optimum conditions, the detection limit of the casein immunosensor was determined as 10 ng/mL. Our device brings several advantages to the existing LSPR-based biosensors with its easy fabrication, simple handling, low-cost, and high sensitivity.     

人重组血管生成素在大肠杆菌的表达与鉴定

利用ＰＣＲ技术从人肝细胞文库中扩增出血管生成素的ｃＤＮＡ，将其连入大肠杆菌表达载体后，在大肠杆菌成功地表达出人重组的Ａｎｓ融合蛋白和Ａｎｇ非融合蛋白，表达量占体蛋白的２５％，有明显的促进新生血管生成作用和ＲＮＡ酶及Ｌ９２９细胞粘附活性。     

Effect of ridge morphologies on surface plasmon scattering by subwavelength surface ridges

Surface plasmon scattering by two-dimensional ridges has been studied, mainly in the optical regime. Both the overall width and height of the ridges are fixed. The scattering properties are numerically investigated by the three-dimensional full-vector finite-difference time-domain method, with morphologies regularly changed by subdividing the width and the height of the ridges simultaneously. The results show that the transmission can be improved and the reflection reduced by increasing the degree of subdivision, which makes the surfaces of ridges much smoother. Meanwhile, morphology has little influence on the radiation, which may be attributed to the unchanged total surface area of the ridges. Moreover, we analyze the scattering of SPPs by arrays of ridges.     

离子强度对于牛精蛋白在大肠杆菌中的表达的影响

通过基因合成将大肠杆菌偏好的精氨酸密码子CGT取代野生型牛精蛋白基因中的稀有精氨酸密码子AGA和AGG，得到密码子优化的牛精蛋白基因，并将其克隆入原核表达载体pGEX-2T中，组装成表达载体pGEX-2T-PS。将这个表达载体转化入大肠杆菌表达菌株BL21中，经IPTG诱导，可得到一33kD融合蛋白表达带，首次成功地将牛精蛋白在大肠杆菌中进行了表达，但其表达量很低，约为总菌体蛋白的13％。增加表遂菌株培养液的离子强度，可将蛋白表达含量提高到28％，且蛋白表达量与离子强度呈正相关。纯化后的牛精蛋白可在体外条件下与DNA发生结合。