表面等離子共振分析儀（Surface Plasmon Resonance Analyzer，簡稱SPR分析儀）是一種基于表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance，簡稱SPR）技術(shù)的物理儀器，它廣泛應(yīng)用于分子間相互作用的無標(biāo)記實時檢測，特別是在農(nóng)殘篩查和致病菌檢測方面展現(xiàn)出了巨大的潛力。
一、表面等離子共振技術(shù)原理
SPR現(xiàn)象發(fā)生在金屬薄膜界面，當(dāng)入射光以特定角度照射到金屬薄膜上時，會引發(fā)金屬中自由電子的集體振蕩，即表面等離子體振蕩。當(dāng)入射光的頻率與表面等離子體的振蕩頻率相匹配時，會發(fā)生共振，導(dǎo)致反射光的強度急劇下降。這一共振角度會隨著金屬薄膜表面介質(zhì)的折射率變化而變化，而折射率的變化又與分子結(jié)合或解離導(dǎo)致的表面物質(zhì)質(zhì)量變化密切相關(guān)。因此，通過監(jiān)測反射光強度的變化，可以實時檢測分子間的相互作用。
二、農(nóng)殘篩查中的應(yīng)用
在農(nóng)殘篩查方面，SPR分析儀具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、無需標(biāo)記等優(yōu)點。通過特定的受體分子固定在SPR傳感器芯片表面，當(dāng)待測樣品中的農(nóng)藥殘留物與受體分子結(jié)合時，會引起芯片表面折射率的變化，進(jìn)而被SPR分析儀捕捉到并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。這種技術(shù)不僅可以實現(xiàn)對農(nóng)藥殘留的快速篩查，還可以對多種農(nóng)藥殘留進(jìn)行同時檢測，大大提高了檢測效率和準(zhǔn)確性。
例如，有一種多通道表面等離子體共振農(nóng)殘檢測裝置，它結(jié)合了破壁組件、排氣組件和驅(qū)動裝置等，能夠提取果蔬表皮內(nèi)外的全部物質(zhì)，并通過排出氣泡的方式避免測試結(jié)果失真。這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊、運行穩(wěn)定、系統(tǒng)集成度高，非常適合田間地頭等源頭現(xiàn)場檢測。
三、致病菌檢測中的應(yīng)用
在致病菌檢測方面，SPR分析儀同樣展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。通過將特定的抗體偶聯(lián)在SPR傳感器芯片表面，可以實現(xiàn)對特定致病菌的直接檢測。當(dāng)待測樣品中的致病菌與芯片表面的抗體結(jié)合時，同樣會引起芯片表面折射率的變化，進(jìn)而被SPR分析儀捕捉到。這種技術(shù)不僅可以用于水產(chǎn)致病菌的快速檢測，還可以擴展到食品、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的致病菌檢測中。
例如，有研究已經(jīng)成功建立了SPR生物傳感器技術(shù)對水產(chǎn)致病菌的檢測方法，包括直接SPR法、雙抗夾心法和雙通道法等。這些方法具有靈敏度高、特異性強、重復(fù)性好等優(yōu)點，能夠用于實際樣品的檢測中。
四、表面等離子共振分析儀的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)
SPR分析儀在農(nóng)殘篩查和致病菌檢測方面的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢：
實時無標(biāo)記檢測：無需對樣品進(jìn)行標(biāo)記處理，即可實時監(jiān)測分子間的相互作用過程。
高靈敏度：能夠檢測到微小的折射率變化，從而實現(xiàn)對痕量物質(zhì)的檢測。
高通量檢測：通過多通道設(shè)計或自動采樣器等配置，可以實現(xiàn)高通量的樣品檢測。
然而，SPR分析儀在應(yīng)用過程中也面臨一些挑戰(zhàn)：
受體分子的選擇與固定：需要選擇合適的受體分子并固定在芯片表面，以確保檢測的特異性和準(zhǔn)確性。
樣品的預(yù)處理：對于復(fù)雜樣品，可能需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理以消除干擾因素。
儀器的維護(hù)與校準(zhǔn)：需要定期對儀器進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，以確保其性能的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
表面等離子共振分析儀在農(nóng)殘篩查和致病菌檢測方面展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信它將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
