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    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    作者: 點擊:1316 發布時間:2022-11-29

    GCI,SPR,BLI動力學檢測


    真實案例分享




    圖片

    在現代生物學、醫學及轉化醫學、藥物學等研究中,隨著功能基因組研究的深入,生物大小分子的生物學功能研究占具著非常重要的地位,生物大小分子的相互作用分析成為目前分子功能學研究中不可缺少的重要手段。

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    基于光學傳感器的實時無標記動力學檢測方法靈敏度和準確性高,因此成為目前主流的分子互作檢測方式,這些光學檢測方法目前主要分為GCI(光柵偶合干涉),SPR(表面等離子共振)以及BLI(生物層干涉)技術。在這些方法中,通常將蛋白質受體分子固定在傳感器表面,然后注入配體(稱為分析物)使其流過傳感器。在特定的締合時間后(由受體結合位點的飽和度決定),將不包含配體的溶液通過流通池注入以解離受體-配體復合物(圖1)。受體和配體的結合和解離的變化將轉化為光的干涉圖案。這些變化基于與表面受體與配體分子結合的數量,并以傳感圖表示,從中可以計算出動力學締合常數(kon)和解離常數(koff),以及Kd(圖1)[1]。

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享


    圖1

    在分享一些案例之前,我們先了解一下無標記技術檢測分子間親和力和動力學的基本流程,如圖2所示

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    圖2

    下面就讓我們一起來看幾個案例。
    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享


    案例1:

    實驗步驟:將2ug/mL的Antibody1作為配體固化在ProteinA芯片上,固化水平為200RU。不同種屬的分析物Antigen1和Antigen2以100nM,30uL/min流經固化有配體的芯片表面。結果如圖3(SPR),圖4(GCI)所示。

    SPR技術

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    圖3

    在這種情況下,研究員會對antigen2會繼續做動力學表征,而antigen1因為信號值很弱被認為是陰性樣品。

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    GCI技術(WAVE system)

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    圖4

    在配體固化水平及分析物濃度相同的條件下,GCI技術在單一濃度分析的過程中可得到穩定的結合信號,研究人員在這種情況下會繼續完成此樣品的動力學分析。為后續的研究提供更多可參考的信息。

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    案例2:

    接著我們繼續對比一些SPR信號值很弱的陰性樣品,同樣保持相同的固化水平,濃度,流速等條件。結果如圖5,圖6所示

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    圖5

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    圖6

    在這些案例中不難看出,GCI的靈敏度非常高,這是由于SPR的漸逝場檢測的范圍僅有100nm,(圖7),而GCI技術將光路延伸至整個2mm傳感器(圖8),漸逝場覆蓋范圍更廣,可檢測的相互作用更多。

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    BLI技術因其較高的通量以及無管路的設計常應用在上清液的動力學表征,而GCI技術特有的RAPID模式可實現脈沖式進樣縮短來樣品飽和時間,并且無需對分析物進行梯度稀釋,極大的縮短了樣品準備時間,獨特的微流路外置在芯片上(圖9)的設計避免了管路堵塞的風險,同樣適用于上清液的動力學表征。下面讓我們一起來看幾個案例。

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    圖9


    案例3:

    實驗步驟:將胞外表達的培養基上清液中未知濃度的8個抗體固化在ProteinA傳感器上,與100nM的分析物(抗原)相互作用的結果如圖10(BLI),圖11(GCI)。

    BLI技術(8通道)

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    圖10

    GCI技術(WAVE system)

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    圖11

    所測得的動力學數據表1:

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享

    表1

    所測的8個樣品中,BLI中有5個超過了檢測限,而GCI只有2個,這是由于BLI無管路的設計,導致親和力較高的樣品二次結合(rebinding)。

     8個樣品BLI總耗時1個半小時,GCI耗時2個半小時,但BLI技術因其浸入式的傳感器設計導致樣品揮發所以樣品放置時間不宜過長,運行過程中需人員值守。而GCI的微流路外置在的設計既不會使樣品揮發,又避免了微流路堵塞的風險,可實現120h無人值守運行。因此當樣品量繼續增加到96個樣品以后,GCI與BLI(8通道)通量相當,且無需對分析物進行梯度稀釋,大大節約了樣品準備時間。

    總結

    GCI,SPR,BLI動力學檢測真實案例分享
    SPR高通量技術與靈敏度不可兼得。






    各位小伙伴可能對GCI技術很感興趣或心存疑問,如想進一步了解或希望嘗試DEMO樣機,可聯系support@oeta.com.cn。

    參考文獻:[1]Sandoval, PJ. In Vitro Analytical Approaches to Study Plant Ligand-Receptor Interactions-2020-04-01;182(4):1697-1712.

    數據來源:Biosion

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