新一代分子相互作用分析仪

  关于Affinité Instruments 

  

Affinité Instruments由加拿大蒙特利尔大学知名教授Jean-François Masson于2015年创办。 

 

Affinité Instruments已掌握数项SPR检测技术相关专利:US 8680233,US 8860943, US 898235。

 

Affinité Instruments与全球多所高校、研究机构和企业建立合作关系。 

  

 

表面等离子体共振(Surface plasmon resonance, SPR)

 

 

SPR技术迄今已有30年的应用历史,作为分子相互作用检测技术的“金标准”,以其突出的准确性、稳定性和高重复性在2016年被正式收录到美国和日本的药典。

SPR技术工作原理如左图所示,将一个生物分子(配体)固定在芯片金膜表面,与之相互作用的另一个分子(分析物)溶液流过金膜表面。 

SPR检测示意图

 

与传统SPR固定入射光波长,检测入射光角度的改变不同,Affinité Instruments P4SPR采用固定入射光角度,检测入射光波长的改变。即:当入射光的波长为某一个值时,入射光全内反射产生的消逝波与金膜表面等离子体波的频率与波矢相等,两者发生共振即SPR现象,此时能量从光子转移到金膜表面等离子体,使得检测到的该波长的反射光能量急剧减少,对应的入射波长即共振波长。

SPR的两种检测模式

SPR对附着在金膜表面敏感探测区域的介质的折射率非常敏感,当溶液中的分析物与固定在金膜表面的配体结合时,引起金膜表面介质的折射率发生改变,从而使共振波长发生位移。通过检测共振波长随时间的变化,P4SPR可以实时动态检测溶液中分析物与配体结合、解离整个过程的变化。

共振波长

分子相互作用时共振波长随之改变

P4SPR获取信息

 

 

þ 结合解离动力学(Ka 和Kd)   þ 亲和力(KD)

þ 结合特异性                      þ 浓度

 

 

P4SPR检测对象

 

þ小分子化合物(可小至100Da)    þ 多糖         þ核酸    

þ多肽                          þ 蛋白          þ 脂类            

þ 纳米颗粒                     þ 病毒       þ 细胞

 

 

P4SPR特点和优势

 

 

P4SPR入射光无需穿过样品:即使是血液、细胞粗提液等复杂不透明样本也可以检测。

 

4通道微流体可灵活组合:3+1、2 x 2或1 x 4模式,通过参比通道提高数据的精确度和重复性。

 

P4SPR数据的变异系数小于2.2%,保证了数据的重复性。

 

P4SPR采用专利的光学设计使设备更加紧凑和坚固,易于携带和维护。

 

P4SPR易于操作:培训10 min即可独立实验。

 

 芯片价格低,可重复使用,降低使用成本。

 

P4SPR可与其它分析技术(HPLC、MS等)整合

P4SPR应用案例:蛋白与小分子结合

CD36跨膜蛋白胞外区可以直接结合信息素小分子。

 

信息素是一类分子量在100-500 Da之间的小分子化合物。

 

CD36胞外区蛋白通过His Tag固定到SPR芯片上,注入不同的信息素分子即可测定两者的亲和力。

 

使用一张SPR芯片测定了9种不同的信息素分子,获得了从0.64-106 µM的不同亲和力数据。

P4SPR应用案例:蛋白与核酸结合

 P4SPR应用案例:环境检测

乳糖操纵子(LacO)是存在于大肠杆菌基因组中的一段DNA序列,负责调控大肠杆菌中的乳糖代谢。DNA结合蛋白(LacI)是控制乳糖操纵子的关键乳糖阻遏物。

 

硫醇化的LacO DNA固定到金薄膜芯片上,依次注入不同浓度(5,20,50,100和200 nM)的LacI蛋白,获得结合曲线,计算得到亲和力为6.4±1.2 nM。符合基于LacI的转录抑制蛋白的文献报道值。

 

成功地展出乳糖操纵子DNA与其阻遏蛋白的结合相互作用;P4SPR系统也可考察其他生物系统,如DNA-DNA,RNA以及适体对,可以帮助科研人员更好地了解结合并揭示生物通路中的功能。

P4SPR应用案例:蛋白与蛋白结合

EB病毒诱导基因3EBI3是复合细胞因子IL-27IL-35的组成部分之一。

 

EBI3基因编码表达一个34 kDa的可溶蛋白,通过介导IL-6trans-signaling功能发挥作用。

 

EBI3可以与IL-6发生直接相互作用。

 

EBI3固化到金薄膜芯片上,注入IL-6蛋白时,检测到了3.5 nmSPR信号变化;注入IL-11对照蛋白时,仅检测到0.8 nm的背景SPR信号变化。由此证明EBI3蛋白与IL-6蛋白可以发生直接相互作用。

 

通过注入不同浓度的IL-6蛋白,获得EBI3IL-6结合曲线,测定出亲和力为4.1 µM

RDX是一种军用高能炸药,在军事设施和试验场附近会存在RDX残留,对附近水源造成污染。因此需要开发一种简单、快速检测RDX污染的方法。传统基于HPLC的检测方法需要使用复杂的仪器设备,无法做到现场即时检测。

 

P4SPR可以检测出浓度低至1 pMRDX污染,达到了与HPLC相同的检测灵敏度。

 

 

P4SPR体积轻巧,可随身携带,可以使用USB供电,非常适合各种条件下的现场环境检测。

 

P4SPR性能参数

检测原理

表面等离子体共振(SPR

光源及探测器

波长扫描多色LED光源;550-750 nm探测器

传感器

金膜传感器

折射率分辨率

1 μRIU

结合速率(Ka

103 - 107 M-1s-1

解离速率(Kd

10-6 - 10-1 s-1

亲和力(KD

pM - mM

检测通道

4通道:3 + 11 x 42 x 2

样品体积

50 µL

进样方式

手动进样或蠕动泵进样

检测时间

10分钟

软件

LabVIEW,可输出兼容TraceDrawerOriginExcel的数据

仪器尺寸及重量

175 x 155 x 55 mm1.3 Kg

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