差分型SPR仪的搭建及用于万古霉素/抗体相互作用研究

论文摘要

表面等离子体激元共振（SPR）是一种用于研究金属／溶液界面生物分子反应的技术。它对膜表面介质的折射率变化非常灵敏，且无需标记，在研究生物分子相互作用方面有很广泛的应用。本论文将采用自制的高灵敏流动注射SPR仪研究万古霉素与抗体之间的相互作用机制。本实验中我们搭建了高分辨差分型SPR仪。双单元检测器的使用，提高了SPR的灵敏度(角度分辨率达到了10-4～10-5°)。光学平台和防震装置的使用很好的消除了机械振动，热漂移，环境噪音对SPR的影响。此外，将流动注射装置（FI）与SPR仪联用，结合自制的流通池（内部体积为4μL），能够对生物分子相互作用实现实时在线、高通量、高灵敏的检测。万古霉素是一种糖肽类抗生素，能与革兰阳性细菌细胞壁中末端带有D-Ala-D-Ala的肽聚糖发生特异性键合，防止其生物合成，从而抑制细菌繁殖或致使细菌死亡。因此，研究万古霉素与配体之间的作用机制对研究万古霉素的抗菌性非常重要。本论文采用层层自组装技术将万古霉素固定至金膜表面，并使用氨基乙醇（AE）消除了多肽配体与金膜表面之间的非特异性吸附的干扰。实验中对含D-Ala-D-Ala的多肽的检测限达到500nmol·L-1(7.5×10-12mol)，低于其它文献的报道，并在0.51μmol·L-1～100μmol·L-1浓度范围内呈现出良好的线性关系。采用非线性曲线拟合方法计算出万古霉素／抗体相互作用的动力学常数为：kd=3.95×10-3s-1，ka=1.74×10-3mol-1·L·s-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 表面等离子体激元共振（SPR）的发展历史
• 1.2 SPR的理论基础
• 1.3 SPR的影响因素
• 1.3.1 金属膜种类对SPR的影响
• 1.3.2 金属膜厚度对SPR的影响
• 1.3.3 吸附膜厚度对SPR的影响
• 1.3.4 附膜折射率对SPR的影响
• 1.3.5 入射光波长对SPR的影响
• 1.4 SPR的应用
• 1.4.1 在生命科学领域中的应用
• 1.4.2 在其它领域的应用
• 1.5 传统SPR传感器的局限性
• 1.6 本论文的主要工作
• 第二章 高灵敏差分型流动注射SPR仪的搭建
• 2.1 差分型SPR的原理
• 2.2 差分型SPR的搭建
• 2.2.1 硬件部分
• 2.2.2 软件部分
• 2.3 传统差分型SPR的性能
• 2.3.1 线性范围比较
• 2.3.2 仪器的响应时间
• 2.3.3 角度分辨率
• 2.4 本仪器性能改进部分
• 2.4.1 仪器误差的消除
• 2.4.2 与流动注射（FI）装置的联用
• 2.5 金膜的制备
• 2.6 仪器校正系数的测定
• 第三章 FI-SPR灵敏检测万古霉素与多肽抗体的相互作用
• 3.1 引言
• 3. 2 实验部分
• 3.2.1 试剂与材料
• 3.2.2 仪器设备
• 3.2.3 溶液的配制
• 3.2.4 实验步骤
• 3.2.5 万古霉素自组装膜的固定
• 3.2.6 万古霉素的固定效率的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 金属薄膜的选择
• 3.3.2 多肽序列的选择
• 3.3.3 自组装条件的选择
• 3.3.4 古霉素/抗体的相互作用
• 3.3.5 抗体浓度与SPR信号的关系
• 3.3.6 万古霉素/抗体相互作用的动力学常数
• 3.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文