参比型SPR生物芯片的检测

1 引言

SPR生物传感器是上个世纪末期发展起来的新型光学生物传感器，它可以无标记地检测待测物与芯片上固定分子间的结合反应。SPR生物传感器可以实时监测芯片表面发生的各种结合、解析反应，已经成为一种成熟的检测生物分子间相互作用的方法。

灵敏度高是SPR生物传感器的特点之一，它甚至能测量到由于温度变化而引起的信号变化。同样温度、溶液浓度等非反应因素的变化也会引起SPR信号的变化。这样的过度灵敏性，或者可称为过敏性，有时候甚至会影响我们对于反应信号的判断。为了消除这种过敏性就需要进行信号补偿，而信号补偿试验的进行又很难保证完全重复发生反应时的各种条件，参比型SPR生物芯片的出现解决了这一问题。通过参比信号与检测信号的比较，可以很容易地知道SPR反应曲线的变化是由于生物反应的进行还是由于外界因素的变化而引起的。

2 仪器与芯片

实验中采用的是崔大付课题小组自行研制的单通道双参数参比型SPR生物传感器(图1，国内专利申请号200510053510.6)。

参比型SPR生物芯片(图2)是自行制备的一种在金基底上进行了葡聚糖修饰的生物芯片。该芯片分为两个测量位点，两个位点采用不同的修饰方法，其中一个作为检测位点，可以与蛋白类物质发生结合反应从而将配基牢固固定在芯片表面。参比位点也有一层葡聚糖膜，但由于没有进行羧甲基修饰，不会与配基发生结合反应。参比位点可以发生等离子体谐振，将流通池内溶液的温度、流速、本体溶液折射率、非特异性吸附等因素都在参比曲线上反映出来。

3 实验方法

首先在芯片背面滴一滴香柏油，然后将芯片小心地贴在传感器的棱镜表面，注意在芯片与棱镜间不要有气泡，然后将流通池对准光斑安装好并拧紧。

芯片安装好后，首先向流通池内通入HBS缓冲液。角度扫描后在吸收峰的左侧直线部分选择一点进行定点监测。定点监测开始后先进行HBS清洗，待检测与参比曲线的基线稳定后，将等体积新鲜混合的EDC和NHS溶液通人流通池内活化SPR生物芯片表面的羧基。20 min后HBS清洗，然后通入pH值为4.6，0.5 mg/ml的人IgG溶液至固定信号基本稳定。HBS清洗后再通入乙醇胺灭活芯片表面的活性位点。20 min后HBS清洗，然后通入HBS稀释5倍的效价为1：10的羊抗人IgG溶液，信号基本稳定后HBS清洗。

4 结果与讨论

试验结果如图3所示，图中曲线分别为检测曲线和参比曲线。活化和灭活时检测曲线与参比曲线信号均随着本体溶液的变化而变化。通入人IgG溶液后检测曲线上的固定信号上升明显，而参比曲线基本不变;通入羊抗人IgG溶液后检测信号继续上升，而参比信号仍然不变。

试验中检测曲线与参比曲线在活化与灭活时信号变化趋势一致，在通入人IgG和羊抗人IgG溶液时两者差异明显，说明了：(1)参比位点没有固定蛋白，参比区检测到的信号为溶液本体折射率发生变化引起的变化，没有蛋白的固定与结合反应，具有良好的参比性;(2)检测位点在活化后可以固定人lgG;(3)羊抗人IgG可以与固定在芯片上的人IgG发生免疫结合反应。

5 结 论

羊抗人IgG是人IgG的抗体，该试验是一个固定抗原检测抗体的模型。试验的成功表明参比型SPR生物芯片的检测位点可以固定抗原，固定的抗原可以与溶液中的抗体发生免疫结合反应。参比位点可以发生等离子谐振，但没有化学活性，不会与反应过程中的蛋白发生反应，具有良好的参比性。