张娟 彭媛 吕小毅 高志贤

300211天津医科大学第二医院检验科（张娟）；300050天津市环境与食品安全风险监控技术重点实验室，军事医学科学院卫生学环境医学研究所（彭媛、吕小毅、高志贤）

·特约综述·

表面等离子体共振传感技术及其在临床检验中的应用

张娟 彭媛 吕小毅 高志贤

300211天津医科大学第二医院检验科（张娟）；300050天津市环境与食品安全风险监控技术重点实验室，军事医学科学院卫生学环境医学研究所（彭媛、吕小毅、高志贤）

表面等离子体共振（SPR）传感技术具有实时、快速、无需标记、无背景干扰和样品无损等优点，被广泛应用于生物技术、医学、环境科学及药物检测等领域。着重介绍了SPR传感相关技术的研究进展，特别总结了SPR芯片的表面修饰技术和SPR传感器联用技术，其中联用技术重点从分子印迹联用技术、免疫分析联用技术及核酸联用技术3个方面及在医疗等临床检验领域中的应用进行了综述。

表面等离子体共振传感器； 生物传感器； 表面修饰技术； 临床检验

表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）技术是一项基于物理光学现象的先进生化检测技术，其通过测量分子结合导致的芯片表面折射率变化来检测多种生物分子的结合过程。芯片表面折射率的变化与吸附在金属表面的物质有关，将配体分子固定于芯片的金属膜表面，监控溶液中被分析物与该配体的结合过程。在复合物形成或解离过程中，芯片表面溶液的折射率发生变化，随机产生SPR信号。

1 表面等离子体共振传感技术

表面等离子体共振（SPR）传感技术是基于SPR现象的一类高新微测量技术，具有实时、快速、无需标记、无背景干扰和样品无损等优点，是目前国际传感器领域的研究热点。

金属表面的电荷密度波在固体物理学中被量子化描述为“表面等离子体”（Surface plasmon）。表面等离子体被激发的物理现象称为“表面等离子体共振”。SPR是一种物理光学现象，它是由入射光的电磁波和金属导体表面的自由电子发生相互作用而产生的。一束光从玻璃或石英基体入射到空气中时，其折射角将大于入射角；而当入射角大于某个特定角度（临界角）时，即会发生全反射现象，产生消逝波，引发镀在该基体上的金属薄膜表面的自由电子产生表面等离子体。当入射角为某一值（即共振角）时，表面等离子体与消逝波发生共振，入射光能量部分地转移给表面等离子体，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现共振峰；共振峰的位置随金属薄膜表面折射率的变化而变化，折射率又与金属表面结合的分子质量成正比。因此当金属膜表面的物质发生纳克数量级变化时，共振角即发生明显变化，SPR信号非常灵敏地随之发生变化。（图1）

图1 SPR检测原理示意图

1959年，Turbader采用光的全反射激励法观察到金属薄膜的SPR现象。之后，Otto和Kretschmann分别于1968年和1971年报道了一种用玻璃棱镜作为可见光的耦合器激发表面等离子体的方法，并且Kretschman耦合模式也为SPR型传感器奠定了基础。1975年，Burstein等首先将SPR技术应用于光学材料表面薄膜的性质研究中。直到1983年，瑞典Linkoping理工学院应用物理实验室Liedberg等将其应用于免疫球蛋白G（IgG）与其抗原相互反应的测定中，并于20世纪90年代初推出商品SPR生物传感器[1]。此后，SPR传感器的研究和应用进入高峰期。目前，SPR传感器成为定性或定量测量生物分子相互作用的有力工具，并被广泛应用于生物技术、医学、环境科学及食品和药物检测等领域。近年来，随着技术的发展和交叉学科的兴起，SPR传感技术开始向其他领域扩展，包括分子工程、食品分析、农产品安全、临床诊断、蛋白质组学、环境监测、细菌学、病毒学、细胞生物学、药物研发及战场生化检测等。

同时，SPR传感器还向多通道及平行分析的方向快速发展。多通道间基线联动，可使基线更稳定且信号更准确，不仅便于实验条件的摸索，而且提高了数据质量及检测通量，加快了分析速度，显著降低了成本。

此外，以SPR传感器为平台进行的二次技术开发也是近期研究的热点，利用其样品无需标记及无背景干扰的优势，将各种识别材料（抗体、受体、分子印迹聚合物等）固定在SPR芯片表面[2-4]，以开发新型的检测方法。

2 SPR传感器芯片的表面修饰技术研究

随着对SPR传感器研究的不断深入以及市场化的需求，对传感器的灵敏度和特异性提出了更高的要求。为提高其灵敏度及降低检测限，研究者设计合成了许多新型的SPR传感器，并发展了多种表面修饰技术。因此，各种针对SPR芯片表面的修饰技术也得到了快速发展和广泛应用。

2.1 巯基官能团修饰

目前，虽然已有很多分子固定化的方法，但金表面的巯基修饰仍是最常用的方法之一。由于Au—S键稳定且简单易行，巯基分子在金表面进行自组装，形成带有官能团的分子层，可将识别分子通过化学键固定在金膜表面。

2.1.1 巯基官能团的识别分子

此种方法主要用于DNA的检测中，在DNA的5'端引入巯基官能团，以形成分子自组装层。该方法的缺点是合成成本高，对于其他的生物识别分子特别是一些复杂的分子巯基较难引入，即使引入也很难形成规则的单分子层，因此经常加入其他巯基试剂来控制其在表面的浓度。Ananthanawat等[5]合成不同长度和类型的巯基化吡咯烷基肽核酸固定于金片表面，用于检测DNA，检测限可达10 pmol。

2.1.2 巯基单分子自组装层

在金膜表面形成带有官能团的巯基单分子自组装层，通过利用官能团与其他识别分子相结合，以进行检测。目前，常用的巯基试剂是十一巯基烷酸，将金片浸泡于1 mmol/L十一巯基烷酸的乙醇溶液18 h，之后用乙醇和水冲洗，此时表面带有羧基可以共价结合带有氨基或巯基化的识别分子。高志贤课题组通过在金表面修饰了十一巯基烷酸，用1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺（1-（3-dimethylaminopropyl）-3-ethylcarbodiimide,EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（N-hydroxysuccinimide,NHS）活化羧基，将莱克多巴胺-OVA偶联物共价连接的金表面，通过间接竞争的方法检测样品中的莱克多巴胺，检测限可达0.12 ng/ml[6]。

此外，还可使用有氨基的巯基试剂如11-氨基-1-硫醇。有研究者将金片浸泡于11-氨基-1-硫醇中，使芯片表面形成带有氨基的单分子层；再将聚谷氨酸通过静电吸附的作用，形成单分子层，通过EDC和NHS的羧基活化，将单链DNA固定于芯片表面用于检测单链DNA。该方法具有结合效率高和非特异性吸附小的优势，而且可运用于复杂或多层分子修饰[7]。

还有一些巯基试剂也可用于SPR芯片的表面修饰。例如，将巯基化的三甘醇自组装到芯片表面，由于其末端为羟基，因而能阻止蛋白的非特异性吸附，且羟基还能与其他官能团（如氨基端的氮三乙酸）反应。Gamsjaeger等[8]运用该方法将组氨酸标记的羧基端L-Ca2+通道α1C亚单元通过酰胺键连接起来固定于芯片表面。

半胱氨酸是具有巯基官能团的氨基酸，在蛋白固定中可直接利用。将抗体通过简单的物理吸附固定到金片上，会导致抗体失活，造成很低的重复性。通过共价结合可固定得更稳定；但同时会造成无序的抗体朝向，从而导致其失去生物活性。抗体的定向固定，可使抗原结合位点很好地暴露在分析溶液里，是免疫传感器发展的关键问题。Lee等[9]合成了不同数量半胱氨酸的蛋白G，再与抗体的Fc片段偶联，从而很好地保持了抗体的活性。

虽然目前巯基修饰芯片的研究较多，但是也存在一些问题，如Au—S键容易被氧化和见光分解等。

2.2 聚合物修饰

2.2.1 导电聚合物的电沉积聚合修饰

构建生物传感器的一个重要方面是如何阻止非特异性吸附。在大多数情况下，非特异性吸附决定了生物传感器的灵敏度和特异性。疏水性、表面电荷及pH值可减少非特异性吸附。一种简单的导电材料修饰方法是通过电沉积方法形成低聚物或聚合物的薄膜，再在其表面进行生物识别分子的固化。这种聚合物薄膜一致性较好，厚度可控，且只在芯片表面修饰。该薄膜既可作为电化学SPR检测中的工作电极，又不会对表面等离子体进行干扰。

聚吡咯烷酮是应用较为广泛的导电聚合物，其具有较好的稳定性、导电性和生物相容性[10]。具有官能团的单体如吡咯丙基烷酸，其有丰富的羧基官能团，可直接共价偶联识别分子。导电率相对较低的聚吡咯丙基烷酸的膜增长过程比较困难，而吡咯是一种能在水相中电聚合化合物，通过与吡咯单体共聚（图2），可克服以上问题[11]。

Gondran等[12]运用吡咯烷酸电聚合于芯片表面，将低聚糖通过化学键偶联在聚合膜上制备了电化学表面等离子体传感器，用于检测糖结合蛋白，最低检出限达到了nmol/L级别。（图3）

基于吡咯烷酸的方法还可构建DNA的阵列检测[13]，目前该方法已成为修饰SPR芯片的一种常规方法。

2.2.2 等离子体聚合的表面修饰

由于表面等离子体聚合技术能形成高活性和功能化的薄膜，其在最近10年得到了广泛应用。其优点是能在薄膜表面形成一些特殊官能团，在聚合中交联剂的量能够控制，可在SPR芯片表面修饰多种官能团如羧基、氨基、羧酸和酸酐，因此这种聚合物在生物传感器中得到广泛应用。如氨基端或含有氨基的识别分子能通过顺丁烯二酸酐偶联到等离子体聚合薄膜[14]。（图4）

图2 吡咯与吡咯丙基烷酸电聚合修饰SPR芯片表面示意图

图3 聚吡咯烷酸与低聚糖修饰SPR芯片表面示意图

图4 顺丁烯二酸酐等离子体聚合膜修饰SPR芯片表面示意图

由于酯在等离子体沉积时活性较低，限制了其的发展，修饰方法也更复杂。有一种方法是将五氟代苯基甲基丙烯酸酯通过表面等离子体聚合沉积于芯片表面，这种酯活性较高，可与带有氨基的识别分子进行结合用于检测[15]。（图5）

2.2.3 敏感聚合材料的表面修饰

新型智能材料的发展与研究，使得在芯片表面进行敏感材料的修饰成为热点，这些材料对物理、化学和电信号等响应灵敏。如聚N-异丙基丙烯酰胺是一种温敏型聚合物，其疏水和亲水态随着周围环境温度迅速可逆变化，在32℃之下时，该聚合物是亲水、延展的；超过32℃之后，就会变成疏水、塌缩的螺旋结构。将NHS活化的聚N-异丙基丙烯酰胺偶联到氨基单分子层修饰的SPR芯片表面（图6），通过环境温度变化来改变敏感膜的形态，从而控制抗体的结合数量[16]。

使用光引发剂亚甲基蓝（敏感染料）和对甲基亚磺酸钠（还原试剂），在SPR芯片表面局部聚合N，N-亚甲基-二丙烯酰胺和甲基丙烯酸，形成局域检测体系，不会占用SPR的所有位点，可有效节约材料。通过改变单体浓度和照射时间，膜的厚度能精确地控制在20～200 nm。合成的膜还可通过EDC/NHS固定蛋白G，再连接IgG等蛋白进行检测[17]。（图7）

2.2.4 分子印迹聚合物的表面修饰

图5 五氟代苯基甲基丙烯酸酯等离子体聚合膜修饰SPR芯片表面示意图

分子印迹是20世纪90年代发展起来的高分子聚合新技术，其出现源于免疫学，也是一种识别材料。分子印迹技术与SPR技术相结合的研究也越来越多，其主要是通过沉积、旋凃和原位聚合等方法，将聚合物修饰于SPR芯片表面用于检测。目前已研制出分子印迹-SPR用于检测丙溴磷、孔雀石绿等农兽药小分子污染物。Dong等[18]运用接枝的方法将引发剂固定于SPR芯片表面，甲基丙烯酸作为单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作为交联剂，通过热引发聚合形成可识别丙溴磷的聚合物薄膜，检测范围为0.001～0.1 mg/L，检测限为3.6×10-4mg/L。将聚氯乙烯（polyvinyl chloride,PVC）与引发剂聚合混合，旋凃于SPR芯片表面，甲基丙烯酸为单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂通过热引发合成聚合物膜能够识别孔雀石绿[19]。

图6 聚N-异丙基丙烯酰胺修饰SPR芯片示意图

3 SPR传感器联用技术及应用

3.1 SPR-分子印迹联用技术

分子印迹技术（molecular imprinting technology, MIT）是指为获得在空间和结合位点上与某一分子（模板分子、印迹分子）完全匹配的聚合物的制备技术，是20世纪90年代发展起来的高分子聚合新技术，其出现源于免疫学，是一门结合高分子化学、生物化学及材料化学等学科的交叉学科。

早在20世纪30年代，Breinl、Haurowitz和Mudd相继提出了当抗原侵入时生物体产生抗体的理论，奠定了免疫学的基础，也兴起了MIT的研究。20世纪80年代末非共价型分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymer,MIP）的出现，特别是1993年瑞典Lurid大学的Mosbach课题组在《Nature》上发表有关茶碱MIP的研究报道后，MIT得到世界注目并迅速发展[20]。1997年国际分子印迹协会（SMI）成立，2000年7月首届国际MIP研讨会在英国召开。MIT以其通用性和立体专一识别性成为研究热点，涉及领域包括环境、医药、食品及军事等，研究内容涵盖色谱分离、固相萃取、化学仿生传感器、模拟酶催化、临床药物分析及膜分离技术等。

MIP具有与抗体一样的特异识别功能，且化学性质稳定、重复性好、制备简单，抗恶劣环境能力强，使用寿命长，因此越来越多地与传感技术联用，作为传感器的敏感识别元件，以开发出新型的检测方法。将MIP固定在传感器上的方法主要有以下几种：①电化学聚合方法，即应用电化学方法将MIP直接合成在阴极或阳极上[21]。②原位聚合方法，在光或热的条件下，于信号转换器表面上原位合成MIP膜。③物理包埋方法，将制备好的MIP通过其他材料（如PVC）固定在信号转换器表面。

随着SPR传感技术的兴起，采用MIP作为其识别元件的研究也越来越多。Lotierzo等[22]在SPR芯片表面用接枝光引发法制备了软骨藻酸（domoic acid,DA）的MIP膜，通过与DA-辣根过氧化物酶偶联物的竞争，建立了检测DA的间接竞争传感方法，并评价了该方法的灵敏度、交叉反应率和稳定性；同时，与DA单克隆抗体作为识别元件的SPR免疫传感器相比，MIP芯片的再生不会影响其识别性能，具有优异的稳定性，可至少连续测量2个月。Choi等[23]通过电化学聚合方法，以吡咯为单体在SPR芯片表面制备了玉米赤霉烯酮的MIP膜，该MIP-SPR传感器检测玉米赤霉烯酮的线性响应范围在0.3～3 000 ng/g，最低检出限为0.3 ng/g，加标回收率为89%，显示了良好的应用前景。

但是，传统的SPR传感器在直接检测小分子时不够灵敏，因此需将信号进行增强，以改善和提高检测灵敏度。据Matsui等[24]报道，包埋了纳米金的MIP在结合目标物后，会发生溶胀，从而导致纳米金的等离子体吸收带蓝移。他们将此技术引入SPR传感系统，在SPR芯片表面制备包埋纳米金的多巴胺MIP膜，成功增强了信号强度，该传感器灵敏度高，选择性好，且可重复使用[25]。

3.2 SPR-免疫分析技术

图7 亚甲基蓝和对甲基亚磺酸钠修饰SPR芯片表面原理图

图8 SPR免疫传感检测示意图

SPR传感器诞生的初期，常用作定性或定量分析生物分子相互作用，它可实时监测生物大分子结合-解离的过程，测定受体-配体的亲和力，甚至可监测寡聚核苷酸单链的杂交过程。随着SPR应用领域的扩展和交叉学科的兴起，SPR传感技术结合免疫分析技术在农兽药残留检测方面的研究得以迅速发展。利用SPR免疫传感技术对农兽药残留进行检测（图8），既发挥了SPR传感器无需标记、实时、快速的优势，又充分体现了生物抗体高特异性和高亲和力的特点，针对不同目标物有大量的相关研究报道，具有很大的开发潜力和广阔的应用前景。但是某些样品往往基质复杂、含量低，用SPR免疫传感器直接进行检测时，信号响应较弱，因此有研究者设计、引入了不同信号放大材料，建立超灵敏的SPR免疫分析技术。Mitchell等[26]将胶体金作为信号放大材料引入SPR免疫竞争体系中，所构建的胶体金-SPR信号放大免疫传感器对孕酮的检测限可达8.6 pg/ml，比对试验结果证明胶体金的加入使SPR传感信号放大了13倍。Jung等[27]在SPR芯片表面修饰SiO2和胶体金膜，建立信号放大SPR传感技术，对癌症标志物前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA）的检测灵敏度达0.1 ng/ml，是传统酶联免疫方法（ELISA）的100倍。Wang等[28]用Fe3O4纳米颗粒-抗腺苷适体偶联物作为信号增强材料，构建了基于间接竞争法的SPR免疫传感器，可检测10～10 000 nmol/L浓度范围内的腺苷，与常规SPR传感方法相比信号增强约20倍。这些信号放大方法的研究，对生物传感技术向快速、灵敏及稳定的方向发展起到显著的推动效果。

3.3 SPR-核酸联用技术

核酸探针分子是带有特殊碱基序列单链DNA或RNA分子，通过将探针核酸分子偶联在SPR芯片表面，使之与目标核酸分子发生杂交反应，探针分子与目标分子的反应结合将改变SPR芯片的折射率，继而改变SPR条件。将杂交信息以光信号的入射角度或入射波长等形式表达并检测出来，是核酸研究的重要手段。基于SPR的生物传感器具有免标记、灵敏度高、特异性好、动态监测及成本较低等显著优点而广泛应用于生物分子的检测领域[29]。目前基于SPR的核酸传感器得到了广泛应用。其主要利用核酸分子间的相互作用，包括核酸与核酸间的杂交反应，核酸与蛋白质、酶以及其他小分子之间的相互作用。

核酸与核酸之间的杂交反应主要包括DNADNA的杂交反应及 DNA-RNA的杂交反应[29]。di Primo[30]研究了细菌复制过程的RNA I和RNA II之间的loop-loop反应。Nakatani课题组研究了SPR传感器中信号随DNAC-C突变[31]和G-A突变[32]的情况，并得出G-G突变的DNA反应SPR信号较弱的结论。Sˇípová等[33]利用SPR核酸传感器中的DNARNA抗体技术分析了老鼠肝脏组织中的miRNA含量。Nelson等[34]利用SPR成像技术研究基因杂交反应和RNA放大技术，并通过该方法建立一种可再生基因传感芯片。

除了DNA、RNA之间的相互作用，近年来一种新的核酸探针——肽核酸（peptide nucleicacid,PNA）开始得到了重视。PNA是人工合成的具有类多肽骨架的DNA类似物，PNA可特异性地与DNA或RNA杂交，形成稳定的复合体。PNA的主链骨架是由N（2-氨基乙基）-甘氨酸与核酸碱基通过亚甲基羰基连接而成，相比DNA、RNA，它具有更强的结合力，而且稳定性和特异性均提高很多。此外，PNA还具有不易被降解及不与血清蛋白结合的优点，因此PNA成为SPR核酸传感器重要的探针分子，广泛应用于生化检测的各个领域[29]。

核酸与蛋白质之间的反应涉及到DNA的很多方面，包括DNA的复制、修复和转录[29]。很多研究利用SPR生物传感器研究了RNA与蛋白质之间的作用，包括蛋白质在翻译调控中的作用、mRNA和tmRNA与蛋白质的作用以及蛋白质与核糖体RNA之间的反应[29]。基于SPR传感器的核酸与蛋白间相互作用的研究还广泛应用于人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus,HIV）感染的临床研究，主要包括核酸与核衣壳蛋白间的相互作用，以及核酸与HIV逆转录酶蛋白、HIV整合酶蛋白之间的相互作用[29]。

DNA复制、转录过程中需要一种“拓朴异构酶”来完成，通过检测DNA与酶之间的相互作用可弄清“拓朴异构酶”导致的张力释放进而研究DNA在各种过程中发生的变化，因此研究DNA与酶之间相互作用的普遍规律具有重要意义，而SPR传感器可区分这种微小的作用变化。Jorgensen等[35]利用寡聚脱氧核苷酸基底上核酸与酶的相互作用，通过SPR技术研究了人类多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1（poly（ADP-ribose）polymerase-1，PARP-1）的活性问题。

此外，SPR传感器还广泛应用于核酸与其他小分子间的相互作用，主要包括各种与疾病治疗相关的药物小分子，如癌症、各种炎症、血栓、骨质疏松症和各种病毒感染[29]。如Zhang等[36]研究了一种基于SPR核酸传感器的沙门氏菌检测技术，该技术采用不对称PCR靶基因扩增和增加探针的偶联量等方法，其临床实用性好，灵敏度高，特异性和时间响应指标均较高。

4 SPR传感器在临床检验中的应用

SPR技术简单可靠，结构尺寸有利于现场化的临床检测。在医学生化分析领域，SPR具有一定的实用性。各种实用方便非传统型的SPR传感器，诸如光栅、光纤波导等新型光学结构的SPR技术也在快速发展，如Zhang等[37]利用单模光纤结合SPR开发了快速便携检测技术，并获得较好的实验结果。栗大超等[38]也利用光纤SPR技术，提出了一种用于微创血糖连续检测的浓度测量方法，通过设计新型光纤结构，如多模侧边打磨式光纤结构，利用硼酸聚合物层层自组装的光纤表面功能化处理技术，实现葡萄糖的选择性检测。他们将硼酸盐聚合物PAA-ran-PAAPBA作为探针化学分子固定于SPR光纤表面，探测溶液中的葡萄糖分子，其特异性良好且测量精度高。

Xia等[39]采用基于SPR传感器的免疫检测技术，研究了正常人和阿尔茨海默病（AD）患者脑脊液中β-淀粉样多肽Aβ（1-40）与Aβ（1-42）的浓度比，与常规的ELISA法相比，该方法检测极限低，响应时间短，避免了昂贵的酶标记物，临床应用前景良好。

SPR在肿瘤标志物的检测中也有突出的效果。癌胚抗原（carcino-embryonic antigen,CEA）是一种广谱的肿瘤标志物，CEA的动态检测对于评估肿瘤分化程度、化疗或放疗效果评价及复发或转移具有重要的诊断依据。利用SPR生物传感器技术对于CEA的检测已有很多报道，其中2015年Li等[40]发表了利用纳米金技术改进的SPR生物传感器用来检测CEA抗原，此改进的SPR检测技术通过基于亲和素-生物素的亲和偶联法分别对SPR金膜进行修饰，成功实现了CEA的快速检测，检测范围为1～60 ng/ml，检测极限为1.0 ng/ml，与直接检测和无纳米金增强的检测水平相比分别提高了4.2倍和13.8倍。

Yanase等[41]针对细胞表面分子相互作用的检测开发了一种基于光纤的简便式SPR传感系统，系统采用250 μm光纤，利用光纤尖头进行细胞活性检测，其中将光纤保留200 μm纤芯部分，并在1 cm的长度中涂覆50 nm左右金膜用于SPR，光源采用白光LED，传感器探测采用光谱分析仪，通过RBL-2H3肥大细胞进行了实验。这种小型的便携式光纤SPR检测系统非常有利于临床检测中的人体体内或体外的细胞活性检测。

Barger等[42]利用经过验证的SPR免疫分析技术临床分析了促红素中和抗体水平，对于单纯红细胞再生障碍性贫血（PRCA）、重症贫血及慢性肾衰患者，促红细胞生成刺激剂（erythrtopoiesis stimulating agents,ESAs）给药后血红蛋白及促红素中和抗体等指标对于患者至关重要，文献研究报道ESAs可增加死亡和严重心血管事件发生的风险。根据SPR免疫分析结果，可快速、有效地掌握患者用药情况，实施合理的个性化给药方案,以保持患者血红蛋白水平在10～12 g/dl范围内。

丁胺卡那霉素是一种氨基糖苷类抗生素，临床主要用于对庆大霉素及卡那霉素耐药的革兰阴性杆菌如大肠杆菌、变形杆菌和绿脓杆菌引起的各种感染。Yola等[43]利用SPR联合MIT检测人血浆中的丁胺卡那霉素水平，他们采用烯丙基硫醇进行SPR芯片修饰，通过傅里叶红外光谱和原子力显微镜监控整个修饰过程，丁胺卡那霉素临床检测线性范围达到0.01～0.15 μg/ml，检测极限为0.002 5 μg/ml（4.3×10-9mol/L），结果证明基于SPR-分析印迹的纳米传感技术可成功进行人血浆中的丁胺卡那霉素定量检测。

此外，在其他临床检测领域中，SPR技术具有现场快速、高灵敏度、高特异性及可以检测各种痕量的优点也得到了广泛的应用。García-Aljaro等[44]设计一种双通道SPR传感器，通过生物素将细菌E.coliWG5做为探针固定于芯片表面，检测目标为大肠杆菌噬菌体，检测极限是102PFU/ml。Hu等[45]利用基于SPR的免疫分析技术检测微囊藻毒素（MCs），与ELISA方法横向对比，具有可重复性和响应时间短的优势。

5 展望

综上所述，SPR技术可对复杂的生命体相互作用进行检测，包括核酸与蛋白之间、蛋白与蛋白之间及药物与癌细胞之间等多种分子间的相互作用。SPR技术成本低廉，灵敏度高且便携简便，在临床检测领域具有很好的发展前景。

利益冲突 无

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Surface plasmon resonance sensing technology and its application in clinical diagnose

Zhang Juan,Peng Yuan,Lyu Xiaoyi,Gao Zhixian
The Second Affiliated Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin 300211,China(Zhang J);Tianjin Key Laboratory of Risk Assessment and Control Technology for Environment and Food Safety,Institute of Health and Environmental Medicine of ANMS,Tianjin 300050,China(Peng Y,Lyu XY,Gao ZX) Corresponding author:Gao Zhixian,Email:gaozhx@163.com

Surface plasmon resonance(SPR)sensor technology,with its features of real-time,fast,no need for labeling,no background interference and non-destructive to samples,etc.,has been widely used in the field of biotechnology,medicine,environmental science and drug detection.This article gives an overview of the recent popular studies and their progress in SPR technology is reviewed,especially giving a detailed overview of the surface modification technique,related hyphenated techniques and application of SPR in clinical examination.Hyphenated techniques is discussed from three aspects of molecular imprinting technique,SPR based immunoassay and nucleic acids SPR biosensor as well.

Surface plasmon resonance sensor; Biosensor; Surface modification technique; Clinical examination

National Natural Science Foundation of China(21207161)

高志贤，Emai:gaozhx@163.com

10．3760/cma．j．issn．1673-4181．2016．02．001

国家自然科学基金资助项目（21207161）

2016-01-12）