1. 什么是SPR

SPR（Surface plasmon resonance），被称为表面等离子体共振，又称表面等离激元共振，本质上是一种物理光学现象。

2. SPR技术的发展历程

• 1902 年 Wood 在光学实验中发现 SPR 现象；

• 1941 年 Fano 解释了 SPR 现象；

• 1971 年 Kretschmann 为 SPR 传感器结构奠定了基础；

• 1983 年 Liedberg 将 SPR 用于 IgG 与其抗原的反应测定；

• 1987 年 Knoll 等人开始 SPR 成像研究；

• 1990 年 Biacore AB 公司开发出首台商品化 SPR 仪器；

• 2016 年 SPR 技术被正式收录到美国和日本药典。

3. SPR 技术的用途

SPR 技术可用于生物分子间结合特异性的分析、浓度定量、结合动力学和亲和力分析以及热力学分析，能够实时检测 DNA 与蛋白质之间、蛋白质分子之间、药物与蛋白之间、核酸与核酸之间、抗原与抗体之间以及受体与配体等生物分子之间的相互作用。

4. SPR技术检测原理

首先，回顾几个物理概念。

• 等离子体

通常指由密度相当高的自由正、负电荷组成的气体，其中正、负带电粒子数目几乎相等，对外呈现电中性，是物质存在的一种状态，与固态、液态和气态并列，成为物质的第四态，宇宙中大部分物质处于等离子状态。

• 金属表面等离子波

把金属的价电子看成是均匀正电荷背景下运动的电子气体，这实际上也是一种等离子体。因为金属中的价电子可以自由移动，入射光可能激起电子气的纵向振动，振动产生的电荷密度波，沿着金属和电介质的界面传播，形成表面等离子波。

• 消逝波

当以波动光学的角度来研究全反射时，人们发现当入射光到达界面时并不是直接产生反射光，而是先透过光疏介质约一个波长的深度，再沿界面流动约半个波长再返回光密介质，而光的总能量没有发生改变，则透过光疏介质的波被称为消逝波（见下图）。

现在，w66最给力的老牌来看看 SPR 的检测原理：

当光源发出的 P 偏振光(电磁波）以一定的角度入射到棱镜中，在棱镜与金属的界面处将发生反射和折射，当入射角大于临界角时，光线将发生全内反射，在全内反射的情况下，电场在金属与棱镜的界面处并不立即消失，而是向金属介质中传输振幅呈指数衰减的消逝波，同时引发金属中的自由电子产生表面等离子波，当金属表面等离子波与消逝波发生共振时，检测到的反射光强度会大幅度地减弱，能量从光子转移到表面等离子，入射光的大部分能量被金属表面等离子波吸收，使得反射光的能量急剧减少。当入射光波长固定时，反射光强度是入射角的函数，其中反射光强度最低时所对应的入射角为共振角（Resonance Angle）。表面等离子共振（SPR）对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感，当表面介质的属性改变或者附着量改变时，共振角将不同。因此，SPR 谱（共振角的变化 VS 时间）能够反映与金属膜表面接触的体系的变化。

上图中展示的是 SPR 芯片工作原理， 这里的 SPR 芯片指的是一个带有葡聚糖（Dextran）的金属表面（Mental Surface），而配体蛋白（Ligand）的氨基端可以与葡聚糖结合从而被固定到金属表面。下方光源发出的一个单波长激光束进入到棱镜（Prism）中，导致多角度的光线入射到金属表面，几乎所有入射的光线都会发生反射，但有一个例外，在入射角达到某一个角度时，光子的能量会被金属吸收转化成表面等离子体波，在这个角度没有光线被反射出来，而是以很小的强度被检测器检测到，这个角度被称为共振角。由于等离子体波会在金属表面传播，所以金属表面偶联的配体蛋白与任何物质发生相互作用都将导致共振角发生改变。

目前SPR技术主要应用于以下领域

一、药物和生物制剂开发

1、靶向药物筛选

2、先导化合物优化

3、抗体筛选和优化

4、药物活性测定及机理分析

二、生命科学及医学研究

1、功能蛋白质组学

2、结构蛋白质组学

3、肿瘤、免疫、病原微生物的基础医学领域

三、其他应用领域

1、生物制剂质量控制

2、食品安全评价

参考来源：//zhuanlan.zhihu.com/p/423875089

                 //www.zhihu.com/search?type=content&q=spr%E4%BA%B2%E5%92%8C%E5%8A%9B%E6%B5%8B%E5%AE%9A