《SPR超光譜螢光生物晶片檢測方法及其套用研究》是依託清華大學，由何永紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：SPR超光譜螢光生物晶片檢測方法及其套用研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：何永紅
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來不斷發展的生物晶片技術，通過對基因表達圖譜進行數據挖掘，能夠有效地診斷臨床表征不明的多種疾病。隨著生物晶片技術的不斷革新，對生物晶片的檢測也提出了越來越高的要求，以往單一的檢測方法已經很難適應生物晶片的檢測需求。本課題提出了一種能夠同時實現螢光與表面電漿共振（surface plasmon resonance, SPR）成像的生物晶片檢測方法。在螢光檢測部分，採用超光譜成像機制，通過記錄生物晶片上每一點的光譜，有效去除干擾信號的影響，提高檢測結果的準確性。在SPR檢測部分，採用角度譜型SPR方法，並通過偏振干涉技術降低噪聲水平，實現高靈敏度、高折射率解析度的SPR成像。系統採用線掃描的成像方式，提供了對生物晶片的高通量檢測。檢測結果同時具有螢光和SPR信號，不但實現了對生物晶片的多參量分析，而且兩種信號可以為彼此提供參照，排除假陽性、假陰性等情況，從而有效地套用於疾病早期診斷。
結題摘要
表面電漿共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）檢測方法由於具有無需標記、靈敏度高等特點，可以實現對生化反應過程的實時、無損檢測，因此在生化分析、臨床醫療診斷和食品安全等領域獲得了廣闊的發展空間。 在本項目中，我們首先以多層膜反射理論為依據，對光波導SPR結構的反射光曲線特徵、表面場強分布情況進行了深入的分析與研究，最終提出了MgF2-Au-MgF2對稱型光波導結構。接下來，我們搭建了二維角度譜型光波導SPR感測檢測系統，對上述對稱型光波導結構用作SPR感測時所能達到的性能指標進行了測試，得到了5.22×10-7 RIU的折射率分辨指標，比同等光路條件下傳統SPR分辨水平高將近一個量級，充分肯定了對稱型光波導SPR結構的優越性。 同時，我們利用光波導SPR結構表面增強的電場強度實現了對波導層表面螢光基團的暗場激發，從而為SPR檢測提供螢光參照，以提高檢測的信息通量以及準確性。為了實現以上目標，我們搭建了一套SPR與表面電漿激發螢光高光譜分析同時測量的實驗系統，對MgF2-Au-MgF2結構表面激發螢光的特性進行了研究。更進一步地，我們在MgF2-Au-MgF2結構上首次獲得了藍光（473nm）激發SPR並將其用於感測、表面電漿激發螢光同時測量的初步實驗結果。該結果突破了傳統SPR檢測對入射光波長的限制，同時由於生物螢光標記物在藍光波段的螢光激發效率更高，因而該研究成果為進一步提高光波導SPR感測檢測的靈敏度奠定了研究基礎。SPR與螢光檢測技術的複合分析方法將會為深入理解生化反應過程提供更好的研究平台。 在上述工作的基礎上，我們還實現了對光波導感測結構的表面功能化修飾並對人眼房水中的血糖指標以及細胞因子進行了感測檢測，驗證了光波導SPR感測檢測系統的實際生物套用能力。
