應用領域
結合特異性、抗體選擇、抗體質控、疾病機制、藥物發明、生物治療、生物處理、生物標記物、配體垂釣、基因調控、細胞信號傳導、親和層析、結構-功能關系、小分子間相互作用等
檢測原理
表面等離子共振(SPR)是一種光學現象,可被用來實時跟蹤在天然狀態下生物分子間的相互作用。這種方法對生物分子無任何損傷,且不需任何標記物。
先將一種生物分子(靶分子)鍵合在生物傳感器表面,再將含有另一種能與靶分子產生相互作用的生物分子(分析物)的溶液注入并流經生物傳感器表面。生物分子間的結合引起生物傳感器表面質量的增加,導致折射指數按同樣的比例增強,生物分子間反應的變化即被觀察到。這種反應用反應單位(RU)來衡量:1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU(折射指數單位)。
分析物在被注入的過程中,由對流和擴散流經相互作用表面而與靶分子形成復合物,導致分析物濃度改變。微射流系統內nL數量級流動通道的應用,使得這種濃度的改變降至最低點,以確保高傳質系數(Mass Transport Coefficient,km)。為保證分析物的傳質性不被限制,鍵合在生物傳感器表面的靶分子濃度必須較低。當分析物被注入時,分析物-靶分子復合物在生物傳感器表面形成,導致反應增強。而當分析物被注入完畢后,分析物-靶分子復合物解離,導致反應減弱。通過結合式相互作用模型擬合這種反應曲線,動力學常數便可被確定。而非特異性結合和總折射指數移相等效應則可通過參照曲線減除功能予以驅除。
生物傳感器和微射流系統
SensiQ的SPR生物傳感器運用了Texas Instruments公司研發的光學傳感器設計,以及Kretschmann SPR幾何學構建,靈敏度高,光學靜穩。生物傳感器一次性使用,其羧基化表面適合于多種優化鍵合方案。生物傳感器的安裝快捷,幾秒鐘便可完成,使用也非常簡便。功能化的生物傳感器即便在儲存一段時間后仍可繼續使用。
SensiQ的雙通道nL數量級的流動池設計,利于實時的參照曲線減除,并保證分析物在生物傳感器的相互作用表面具有高傳質性(Mass Transport)。最大地降低死體積和樣品散射,對于真實的和量化的動力學和親和性數據的獲取至關重要。耐用的射流設計便于維修,明顯減少了停機時間。
表面等離子共振技術
表面等離子共振(SPR)是一種光學現象,可被用來實時跟蹤在天然狀態下生物分子間的相互作用。這種方法對生物分子無任何損傷,且不需任何標記物。
先將一種生物分子(靶分子)鍵合在生物傳感器表面,再將含有另一種能與靶分子產生相互作用的生物分子(分析物)的溶液注入并流經生物傳感器表面。生物分子間的結合引起生物傳感器表面質量的增加,導致折射指數按同樣的比例增強,生物分子間反應的變化即被觀察到。這種反應用反應單位(RU)來衡量:1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU(折射指數單位)。
分析物在被注入的過程中,由對流和擴散流經相互作用表面而與靶分子形成復合物,導致分析物濃度改變。微射流系統內nL數量級流動池的應用,使得這種濃度的改變降至最低點,以確保高傳質系數(Mass Transport Coefficient,km)。為保證分析物的傳質性不被限制,鍵合在生物傳感器表面的靶分子濃度必須較低。當分析物被注入時,分析物-靶分子復合物在生物傳感器表面形成,導致反應增強。而當分析物被注入完畢后,分析物-靶分子復合物解離,導致反應減弱。通過結合式相互作用模型擬合這種反應曲線,動力學常數便可被確定。而非特異性結合和總折射指數移相等效應則可通過參照曲線減除法予以驅除。
實驗設計
親和分子對包括:
蛋白質–蛋白質(Protein–Protein)
多肽–受體(Peptide–Receptor)
抗體–抗原(Antibody–Antigen)
膜受體–配體(Membrane Receptor–Ligand)
凝集素–聚糖/糖蛋白(Lectin–Polysacharride/Glycoprotein)
蛋白質–小分子(Protein–Small Molecule)
蛋白質–核酸(Protein–Nucleic Acid)
細胞–配體(Cell–Ligand)
任何一對親和分子,一個(靶分子)被鍵合在生物傳感器表面,另一個(分析物)被置于溶液中。當含有分析物的溶液流經靶分子鍵合的生物傳感器表面時,親和性復合物生成。
SensiQ配備雙通道流動注射分析式微射流系統,內有85nL流動池。SensiQ使用一次性的SPR生物傳感器,裝卸簡便。生物傳感器表面包被有單層的羧基化寡聚環氧乙烷(Carboxylated Oligoethyleneoxide)基質,可鍵合多種生物分子,并有效地阻止非特異性結合及變性。靶生物分子的這種既被鍵合在固相生物傳感器表面,又存在于液相中的方式,增進了兩種親和分子間的接觸性,同時避免了由于人為因素所造成的動力學分析的復雜化。
SensiQ備有多種鍵合方案用于改進實驗設計,以支持生物分子的附著。最常用的偶聯方式是用EDC/NHS進行胺偶聯。其它鍵合方式,例如順丁烯二酰亞胺-硫醇(Maleimide-thiol),還原胺化,酰肼-醛(Hydrazide-aldehyde),親和力捕獲等,亦可使用。SensiQ雙通道檢測中的一個通道可用于生成適當的參照曲線。當表面化學物固定好以后,加入最多250 μl的樣品,緩沖液流經生物傳感器表面時產生穩定的基線。樣品注入和計時通過自動化控制完成。通過實驗設置向導功能,用戶可記錄多次注射周期,并具備高重復性。