マルチパラメトリック表面プラズモン共鳴

マルチパラメトリック表面プラズモン共鳴（MP-SPR）は、生体分子相互作用分析のための確立されたリアルタイムラベルフリー法である表面プラズモン共鳴（SPR）に基づいていますが、異なる光学設定、ゴニオメトリックSPR構成を使用します。MP-SPRはSPRと同じ運動情報（平衡定数、解離定数、結合定数）を提供しますが、構造情報（屈折率、層の厚さ）も提供します。したがって、MP-SPRは表面相互作用とナノ層特性の両方を測定します。^[1]

ゴニオメトリックSPR法は、1980年代からフィンランドのVTT技術研究センターで、集束ビームSPRおよびオットー構成と並んでJanusz Sadowski博士によって研究されてきました。 ^{[2]ゴニオメトリックSPR光学系は、ポイントオブケアアプリケーションで使用するためにBiofons Oyによって商品化されました。2011年には、追加の測定}レーザー 波長の導入と最初の薄膜分析が行われ、MP-SPR法が誕生しました。

MP-SPR光学セットアップは、複数の波長を同時に測定します（分光SPRと同様）が、固定角度で測定するのではなく、広い範囲のθ角度（たとえば40度）にわたってスキャンします。これにより、複数の波長で完全なSPR曲線が測定され、フィルムの構造と動的構造に関する追加情報が得られます。 ^[3]

測定された完全なSPR曲線（x軸：角度、y軸：反射光強度）は、センサグラム（x軸：時間、y軸：ピーク最小値、光強度、ピーク幅などの選択されたパラメータ）に転記することができます。^[4]センサグラムは、オンレートとオフレート、親和性などの運動パラメータを取得するために結合モデルを使用してフィッティングすることができます。完全なSPR曲線は、層の厚さと屈折率を取得するためにフレネル方程式をフィッティングするために使用されます。また、SPR曲線全体をスキャンできるため、MP-SPRは曲線のパラメータを使用してバルク効果と分析物の結合を互いに分離することができます。

QCM-D は湿質量を測定しますが、MP-SPR やその他の光学的方法は乾燥質量を測定するため、ナノセルロースフィルムの水分含有量を分析できます。

この方法は、生命科学、材料科学、バイオセンサー開発で使用されている。生命科学では、主な用途は、小分子、抗体、またはナノ粒子と生体膜^[5]または生細胞単層[ ^4]との標的との相互作用を含む医薬品開発に焦点を当てている。 MP-SPRは、世界で初めて、標的薬物送達のために、リアルタイムかつラベルフリーで細胞間薬物摂取と細胞間薬物摂取を分離することができる。バイオセンサー開発では、MP-SPRはポイントオブケアアプリケーションのアッセイ開発に使用されている。^{[3] [6] [7] [8]}開発された典型的なバイオセンサーには、電気化学印刷バイオセンサー、ELISA、SERSがある。材料科学では、MP-SPRは、オングストロームから100ナノメートルの薄い固体フィルム（グラフェン、金属、酸化物）^[9] 、ナノ粒子を含むマイクロメートルまでの柔らかい材料（ナノセルロース、高分子電解質）の最適化に使用されている。薄膜太陽電池、反射防止コーティングを含むバリアコーティング、抗菌表面、セルフクリーニングガラス、プラズモニックメタマテリアル、電気スイッチング表面、レイヤーバイレイヤーアセンブリ、グラフェンなどの用途があります。^{[10] [11] [12] [13]}