应用技术文献:
SPR 特点及原理:
●实时检测生物分子间的相互作用。
●比传统方法分辨率更高。
●无需荧光标记,采用SPR 平台技术。
●生物分子间亲和力和相关动力学的检测及定量计算。
●蛋白质、基因片段、病毒和致病分子功能研究及天然药物活性成分研究的最佳解决方案。
●采用开放式结构不会堵塞,更适合纳米生物体系研究。500 微米直径的流体管道使得病毒、细菌和细胞等大颗粒物质的相互作用测量成为可能。
●测量池设计允许使用更少量的样品。
●分析物可以多次分步加入,样品消耗小,维护费用低。
●测量池、芯片固定架和传感器芯片易于拆卸清洗。
●传感器芯片测量位置可以旋转和移动,每个芯片可多次使用,大大降低芯片消耗成本。
SPR 应用领域:
SPR 可广泛应用于:
> 蛋白质组学(Proteomics)
> 新药开发(Drug Discovery)
> 药物筛选及相关药物动力学实时检测
> 临床检验(Clinic Verification)
> 生物分子特殊肽段及相关偶合分子的检测
> 病毒及其致病分子/蛋白及其受体研究
> 信号传递(Cell Signalling)
> 多分子复合物的结构与组装(Multi-molecular Complexes)
> 分子识别(Molecular Recognition)
> 癌症研究(Cancer Research)
> 免疫调节(Immune Regulation)
> 免疫测定(Immunoassay)
一、 蛋白质组学
在这个近年来发展迅猛的领域,SPR 技术以其高效灵敏、无需标记、实时监控等优点已经得到了广泛应用。它能在保持蛋白质的天然状态下实时提供靶蛋白的细胞器分布,并结合动力学及浓度变化等功能信息,为蛋白质组学研究开辟了全新的模式。
二、 抗体--抗原分子相互作用研究
SPR 技术特有的无需纯化和非标记的特性,较之其他的仪器,更适合抗体抗原分子互作研究。它实时动态反映抗体抗原在相互作用时的结合速率常数、解离速率常数、结合平衡常数、解离平衡常数以及亲和力常数。在临床免疫学方面,较之于ELISA 技术,SPR 在灵敏度、精确性及检测速率方面均有较大的优势,已经在自身免疫疾病患者的自身免疫抗体检测中得到了成功应用。
三、 新药研发及筛选
新药研制的核心之一是从大量的化合物样品库中发现有药理活性的化合物。通常从10000 个化合物中筛选出有药理活性的化合物不到1 个。尤其是一些分子活性药物,只有建立庞大的供筛样品库,才能保证新药可以源源不断的开发出来,保证新药研发的可持续发展。SPR 提供了实时在线检测和极其便捷的自动化药物筛选工具。
四、 化合物的活性研究
SPR 生物传感器它能提供更高的通量、更高的灵敏度、更高的数据质量及更小的样品消耗量,专为更快速和更便利地进行生物分子间相互作用研究而设计。另外,SPR 还能提供化合物和药靶结合的丰富信息,包括结合动力学、亲和力和药物浓度,这极大地加快了药物选择的进程。
五、 免疫调节
SPR 针对免疫调节着重于趋化因子受体及趋化运动机理的研究,研究特殊因子诱导的趋化运动机理,并寻找抗癌药物靶点;研究趋化因子及受体对神经感受的调节机理等。
六、 配体垂钓
对于细胞的粗取液和上清液存在的未知配体,配体垂钓方法可以进行筛选并确定新配体。SPR 能直接对上清液进行筛选获得的特异性配体。进一步对细胞内细胞因子进行实质性研究,为基因治疗和新药研发开辟新的研究手段。
七、 信号传递
SPR 为细胞信号通路中药物靶基因筛选提供了技术平台。细胞内的信号传递通路是通过从细胞膜到细胞核之间的蛋白之间的相互作用实现的。很多疾病,如在肿瘤坏死因子(TNF)导致的炎症反应中,肿瘤坏死因子通过结合受体激活一系列蛋白磷酸激酶之间的相互作用,最终激活NF-kB 通路而引起炎症反应。
通过研究蛋白之间的相互作用来揭示信号传递通路中的关键部位,并开发影响信号传递的药物,以达到疾病治疗目的。如果能将信号传递通路中的可阻断部分全部鉴定出来,就可迅速发现新的目标基因,找到阻断肿瘤坏死因子等信号传递通路的办法。基因靶点的发现和功能验证是开发小分子化学药物的必经途径。SPR 将为此提供优秀的信号传递研究工具。
八、 免疫测定
自多标记免疫测定技术发展以来,发现和应用新的标记物一直是免疫测定技术的主要研究方向之一。开发和应用新的标记物,其目的无非是为了提高免疫测定的灵敏度、特异性和稳定性。DNA 标记免疫测定尚处于科研阶段,基因扩增或转录翻译相对操作复杂。以核酸作为标记物设计免疫测定方法是以DNA 的扩增或转录翻译为基础的。DNA与同位素、酶、荧光素或元素不同,本身并无指示特性,但可通过PCR 在数小时扩增数百万倍,这种信号放大远非同位素、酶等通常的标记物所能及,因而也具有极高的检测灵敏度。而转录翻译则是将编码酶如荧光酶的DNA 片段标记抗体,抗原抗体固相反应后再对DNA 分子进行细胞外翻译转录成相应的酶进行测定。由于一个DNA 分子经多次转录可得多个mRNA 分子,同时一个DNA 分子经翻译又生成数个蛋白分子,因此也具有很高的测定敏感性。
九、 分子识别
分子识别原理的认识和运用是当前化学、生命科学和材料科学研究的热点之一。人工合成大环主体分子及分子识别过程能较好地模拟一些生物化学过程,帮助人们认识生命过程中的分子识别现象和机理。虽然该领域的研究已经涌现出诸多大环主体分子,如环糊精、冠醚和杯芳烃等等,但是发展新型的具有多功能识别能力的大环主体分子依然充满挑战和机遇。氮杂环、芳烃、吡啶不同于冠醚和杯芳烃,它本身不仅具有丰富的构象结构和独特的识别性能,它还能够作为一个平台分子,经化学修饰和衍生构筑结构多样性的各类主体分子,从而可用于分子识别与传感、超分子组装和模拟酶研究。 SPR 作为新兴的分子识别平台,尤其适用于特殊生物分子的识别。进一步了解生物分子的特异性和亲和性,并获得相关参数,进行定性和定量研究。 |