Naświetlanie metali światłem o odpowiedniej częstotliwości powoduje wzbudzenie plazmonów, które mają duży wpływ na ich właściwości optyczne. Plazmon to kwazicząstka powstająca w wyniku skwantowania oscylacji plazmy, tak jak foton jest kwazicząstką skwantowanego światła. Z kolei oscylacje plazmy, znane także jako „fale Langmuira” to periodyczne zmiany gęstości ładunku w medium przewodzącym takim jak plazma (zjonizowany gaz) lub metale (szczególnie metale szlachetne takie jak złoto, Au). Wzbudzenie plazmonów w metalu można osiągnąć dzięki elektronom lub wiązce światła – zazwyczaj używa się światła widzialnego lub podczerwieni. Proces ten zwie się powierzchniowym rezonansem plazmowym, SPR („Surface Plasmon Resonance”). Aby osiągnąć zamierzony cel – wzbudzenie plazmonów, w układach SPR stosuje się specjalne lustra (powierzchnia o odpowiednich właściwościach pokryta srebrem lub aluminium), które mają za zadanie zwiększyć częstotliwość padającej fali tak aby odpowiadała ona częstotliwości drgającej plazmy metalu (tylko w takim przypadku nastąpi wzbudzenie i jednocześnie rezonans). Jedną z powszechnych aplikacji metody SPR jest pomiar grubości warstwy zaabsorbowanej na powierzchni złota. Okazuje się, że wraz ze wzrostem grubości zaabsorbowanej warstwy proporcjonalnie zwiększa się kąt krzywych rezonansu (odpowiedź układu SPR). Właściwość tą wykorzystano do badania oddziaływań białko-białko z udziałem powierzchniowego rezonansu plazmowego. Grupa biochemików z University of Viena zastosowała technikę SPR do konstrukcji nowego optycznego biosensora, który oparto na zmodyfikowanej metodzie ELISA. Naukowcy wymienili przetwornik sygnału metody ELISA jakim jest enzym na nanocząsteczki złota, niezbędne w układzie plazmowego rezonansu SPR. W ten sposób powstała CLISA, tzn „Cluster-Linked ImmunoSorbent Assay”. Naukowcy opisali proces immunodetekcji oparty na efekcie wzmocnionego plazmowego rezonansu absorpcji. Jeżeli nad aluminiowym lustrem w odpowiedniej odległości umieścimy warstwę cząsteczek złota, a następnie naświetlimy ją bliską podczerwienią, to między lustrem a warstwą złota ustali się plazmowy rezonans absorpcji odbitego światła, którego faza zostanie zdeterminowana przez odległość lustro-warstwa złota. Skutkiem tego procesu będzie intensywny kolor charakteryzujący zmodulowaną fazę światła. Jeśli teraz wydłużymy dystans lustro-warstwa ustali się nam nowa, charakterystyczna barwa. Wykorzystując to zjawisko austryjaccy naukowcy skonstruowali biosensor w którym na specjalnej płytce, w ustalonej odległości od lustra układu, immobilizowali antygeny przeciw b-laktoglobulinie b-LG (alergen mleka). Z drugiej strony przygotowali nanocząstki złota opłaszczone przeciwciałami skierowanymi wobec b-LG. Dodanie adduktów przeciwciała-złoto spowodowało specyficzne związanie ich do antygenów na płytce znajdującej się nad lustrem. Kiedy przepuszczono wiązkę światła ustalił się specyficzny plazmowy rezonans absorpcji odbitego światła na dystansie pomiędzy lustrem a adduktami złota, co skutkowało emisją konkretnej barwy światła (tutaj: niebieski). W ten sposób każdej parze oddziałujących białek można przypisać charakterystyczną dla nich barwę wynikową. (tutaj: para przeciwciało b-LG – antygen b-laktoglobulina determinuje charakterystyczną odległość lustro-złoto, a co za tym idzie plazmowy rezonans absorpcji odbitego światła i barwę wynikową: niebieski).


Hohensinner V, Maier I, Pittner F (2007) A “gold cluster-linked immunosorbent assay”: Optical near-field biosensor chip for the detection of allerg