论文部分内容阅读
蛋白质组学已成为生命科学的研究热点,蛋白质-蛋白质相互作用则是其主要研究内容之一。基因由A、T、C和G等4个碱基严格配对互补组成,相对稳定,可用标记法检测。蛋白质却不然,由20种氨基酸组成,有时空特性,现有的标记法不能完全达到蛋白质检测的要求,迫切希望能提供灵敏、实时、无标记且高通量的检测方法和技术。本论文提出了将时间调制技术与SPR传感结合,组成基于时间相位调制SPR成像检测方法,通过干涉成像,实时、灵敏地获取生物分子相互作用引起的反射光的相位变化,解析出有关生物信息,满足蛋白质组学的需要。围绕着实现这个目标,本文所完成的主要研究内容有:研究了SPR传感的设计参数对相位检测灵敏度以及折射率检测范围的影响。基于SPR多层介质模型,通过数值模拟,得到了光的相位-折射率曲线,结果表明:金膜厚度决定曲线的斜率即灵敏度和动态范围,光的入射角决定曲线的位置即对应敏感的折射率,在实际应用中应根据需要选择合适的参数。分析了时间相位调制SPR成像检测的相位检测精度。通过数值模拟,重点分析了Stoilov五步移相算法的相位解算精度,并与Carre和Hariharan等算法比较,结果表明Stoilov算法更适合用作SPR实时相位检测的相位解算方法。构建了时间相位调制SPR成像检测生物分子相互作用的实验装置。在分析了该装置的误差源和抑制方法的基础上,以不同浓度的NaCl溶液为样本,测定了该装置的有关指标,其中灵敏度为1.8×104°/RIU,动态范围不小于0.005RIU,30分钟内的折射率漂移小于3×10-6RIU。同时,根据实验结果估算出,当检测通量小于20时,折射率分辨率可以达到1.4×10-6RIU。检测了生物分子相互作用。制备2×2兔IgG阵列芯片,利用该实验装置检测了兔IgG和羊抗兔IgG的相互作用,得到SPR曲线,并解析出其动力学参数。上述结果表明,该方法具有灵敏、无需标记、实时且可阵列化等特点,能满足蛋白质组学研究的要求。不仅如此,该装置还是后续原理样机设计的坚实基础,所得到的结果可作为设计的重要依据和指导。