Máy phân tích cộng hưởng plasma bề mặtSurface Plasmon Resonance Analyzer (viết tắt là SPR Analyzer) là một công cụ vật lý dựa trên công nghệ cộng hưởng plasma bề mặt (SPR) được sử dụng rộng rãi trong phát hiện thời gian thực không có dấu hiệu của các tương tác giữa các phân tử, đặc biệt là trong sàng lọc dư lượng nông nghiệp và phát hiện vi khuẩn gây bệnh.

I. Nguyên tắc công nghệ cộng hưởng plasma bề mặt

Hiện tượng SPR xảy ra ở giao diện màng kim loại và khi ánh sáng tới chiếu vào màng kim loại ở một góc cụ thể, nó gây ra dao động tập thể của các electron tự do trong kim loại, dao động plasma bề mặt. Sự cộng hưởng xảy ra khi tần số của ánh sáng tới phù hợp với tần số dao động của plasma bề mặt, dẫn đến giảm mạnh cường độ của ánh sáng phản xạ. Góc cộng hưởng này thay đổi với sự thay đổi chỉ số khúc xạ của môi trường bề mặt của màng kim loại, do đó liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi khối lượng của vật chất bề mặt do liên kết hoặc phân ly phân tử. Do đó, tương tác giữa các phân tử có thể được phát hiện trong thời gian thực bằng cách theo dõi những thay đổi về cường độ ánh sáng phản xạ.

II. Ứng dụng trong sàng lọc tàn tật nông nghiệp

Khi nói đến sàng lọc tàn tật nông nghiệp, máy phân tích SPR có những ưu điểm như độ nhạy cao, phản ứng nhanh và không cần đánh dấu. Cố định trên bề mặt chip cảm biến SPR thông qua một phân tử thụ thể cụ thể, khi dư lượng thuốc trừ sâu trong mẫu được thử nghiệm liên kết với phân tử thụ thể, nó gây ra sự thay đổi chỉ số khúc xạ của bề mặt chip, do đó được máy phân tích SPR bắt và chuyển thành đầu ra tín hiệu điện. Công nghệ này không chỉ cho phép sàng lọc nhanh dư lượng thuốc trừ sâu mà còn cho phép phát hiện đồng thời nhiều loại dư lượng thuốc trừ sâu, cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của phát hiện.

Ví dụ, có một thiết bị kiểm tra dư lượng nông nghiệp cộng hưởng plasma bề mặt đa kênh, kết hợp các cụm vỡ, cụm xả và thiết bị lái xe, v.v., có thể trích xuất toàn bộ chất bên trong và bên ngoài lớp biểu bì của trái cây và rau quả và tránh biến dạng kết quả kiểm tra bằng cách xả bong bóng. Thiết bị này có cấu trúc nhỏ gọn, hoạt động ổn định và tích hợp hệ thống cao, lý tưởng cho việc phát hiện tại chỗ nguồn như đầu ruộng.

III. Ứng dụng trong xét nghiệm vi khuẩn gây bệnh

Trong việc phát hiện vi khuẩn gây bệnh, máy phân tích SPR cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng rất lớn. Phát hiện trực tiếp các vi khuẩn gây bệnh cụ thể có thể đạt được bằng cách ghép các kháng thể cụ thể lên bề mặt của chip cảm biến SPR. Khi vi khuẩn gây bệnh trong mẫu được thử nghiệm liên kết với kháng thể trên bề mặt chip, nó cũng gây ra sự thay đổi chỉ số khúc xạ trên bề mặt chip, do đó được chụp bởi máy phân tích SPR. Công nghệ này có thể được sử dụng không chỉ để phát hiện nhanh vi khuẩn gây bệnh thủy sản, mà còn mở rộng để phát hiện vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm, y học và các lĩnh vực khác.

Ví dụ, một số nghiên cứu đã thành công trong việc thiết lập công nghệ cảm biến sinh học SPR để phát hiện vi khuẩn gây bệnh thủy sản, bao gồm phương pháp SPR trực tiếp, phương pháp chống Sandwich kép và phương pháp kênh đôi. Những phương pháp này có ưu điểm là độ nhạy cao, độ đặc hiệu cao, độ lặp lại tốt và có thể được sử dụng trong việc phát hiện các mẫu thực tế.

Bốn,Máy phân tích cộng hưởng plasma bề mặtLợi thế và thách thức

Việc sử dụng máy phân tích SPR trong sàng lọc tàn tật nông nghiệp và phát hiện vi khuẩn gây bệnh có những ưu điểm sau:

Phát hiện không đánh dấu trong thời gian thực: Quá trình tương tác giữa các phân tử có thể được theo dõi trong thời gian thực mà không cần xử lý đánh dấu mẫu.

Độ nhạy cao: Có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong chỉ số khúc xạ, cho phép phát hiện dấu vết của vật chất.

Phát hiện thông lượng cao: Phát hiện mẫu thông lượng cao có thể đạt được thông qua thiết kế đa kênh hoặc cấu hình như bộ lấy mẫu tự động.

Tuy nhiên, máy phân tích SPR cũng phải đối mặt với một số thách thức trong quá trình áp dụng:

Lựa chọn và sửa chữa các phân tử thụ thể: Các phân tử thụ thể thích hợp cần được chọn và cố định trên bề mặt chip để đảm bảo tính cụ thể và chính xác của phát hiện.

Tiền xử lý mẫu: Đối với các mẫu phức tạp, tiền xử lý thích hợp có thể cần thiết để loại bỏ các yếu tố gây nhiễu.

Bảo trì và hiệu chuẩn dụng cụ: Cần phải thường xuyên bảo trì và hiệu chuẩn dụng cụ để đảm bảo tính ổn định và chính xác trong hiệu suất của nó.

Máy phân tích cộng hưởng plasma bề mặt cho thấy tiềm năng ứng dụng và lợi thế to lớn trong sàng lọc tàn dư nông nghiệp và phát hiện vi khuẩn gây bệnh. Khi công nghệ tiếp tục phát triển và hoàn thiện, người ta tin rằng nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực hơn.