DOI: https://doi.org/10.20535/2617-8974.2018.1(1).152465

Метод поверхневого плазмонного резонансу як перспектива розвитку біосенсорики

Н.А. Меренич, Л.Є. Калашнікова

Анотація


В останні десятиліття спостерігається величезне зростання в розвитку чутливих пристроїв поверхневого плазмонного резонансу як з фундаментальної точки зору, так і високочутливих пристроїв для оптичного визначення малих біологічних чи хімічних об’єктів у газах та рідинах. Рефрактометрія поверхневого плазмонного резонансу є одним із оптичних методів дослідження, а саме вони на сьогодні вважаються найбільш перспективними для впровадження в широку практику.
Методика поверхневого плазмонного резонансу дозволяє вивчати процеси молекулярної взаємодії в реальному часі без хімічного приєднання до досліджуваних об’єктів різних міток. При цьому експериментатор одержує додаткову інформацію про кінетику досліджуваних процесів з високою чутливістю, витрачаючи на проведення аналізу малі кількості проби.
Технологія ППР дає можливість визначати наявність в розчинах хімічних, біохімічних речовин і мікрочастинок; їхню концентрацію; а також вивчати кінетику біохімічних взаємодій та її залежність від різних чинників. Таким чином ППР сенсори знайшли своє практичне застосування в біохімії для визначення забруднень, домішок, контролю інгредієнтів у рідинах. З’явилась можливість швидко ідентифікувати віруси, бактерії, токсини, генно-модифіковані організми як в лабораторіях, так і в польових умовах.
У статті описано біосенсори на основі явища поверхневого плазмонного резонансу в наноплівках золота, продемонстровано можливість їх застосування для ідентифікації у водних розчинах домішок солей малих концентрацій, приведено результати дослідження по визначенню чутливості приладу «ПЛАЗМОН» за допомогою модельних зразків.
Усі експерименти були проведені на базі Інституту фізики напівпровідників на приладі «ПЛАЗМОН-6». Дані рефрактометри розробляються для наукових досліджень. Ці прилади можуть успішно використовуватися під час вивчення явищ, які характеризуються зміною оптичних властивостей тонких приповерхневих шарів, а також для проведення аналізів медико-біологічного профілю. Серію малогабаритних аналітичних приладів «ПЛАЗМОН» було розроблено в ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАНУ під керівництвом с.н.с. Ушеніна Ю.В.


Ключові слова


Біосенсор; поверхневий плазмонний резонанс; кут ППР; показник заломлення; золота наноплівка

Повний текст:

PDF

Посилання


Jonsson U., Fagerstam L., Ivarsson B. Real-time biospecific interaction analysis using surface plasmon resonance and a sensor chip

technology // BioTechniques. – 1991. – Vol.11 – P.620-627.

Woodbury R.G., Wendin C., Clendenning J., Mendelez J., Elkind J., Bartholomew D., Brown S., Furlong C. Construction of biosensors using a gold-binding polypeptide and a miniatureintegrated surface plasmon

resonance sensor // Biosensors and Bioelectronics.– 1998. – Vol.13 – P.1117-1126.

www.micro-analytical systems.de

Homola J. The sensitivity of surface plasmon resonance sensors with spectral interrogation // Sensors and Actuators, B. – 2013. – Vol.41 – P.207- 211.

Ho H.P., Wu S.Y., Yang M., Cheung A.C. Application of white light-emitting diode to surface plasmon resonance sensors // Sensors and Actuators, B. –2012. – Vol.80 – P.89-94.

Davies J. Surface plasmon resonance - the technique and its applications to biomaterial processes // Nanobiology. - 2014. – Vol.3. - P.5-16

De Bruijn H.E., Kooyman R.P.H., Greve J. Choice of metal and wavelength for surface-plasmon resonance sensors: some considerations // Applied Optics. - 2012. – Vol.31,№4. - P.440-442.

Salamon Z., Macieod H.A., Tollin G. Surface plasmon resonance spectroscopy as a tool for investigating the biochemical and biophysical

properties of membrane protein systems. II: Applications to biological systems // Biochimica et biophysica acta. - 2014. - №1331. - P. 131-152.

Malmqvist M. Biospecific interaction analysis using biosensor technology // Nature. - 2013. – Vol.361. - P.186-187.