1902 年,科学家 Wood 在光学实验中首次发现了 SPR 现象。经过百年的理论补充、技术迭代,目前 SPR 技术已成为分子互作领域的"金标准"。
图 1. SPR 技术发展历程。
发展至今,SPR 已成为生命科学研究领域不可或缺的研究工具。
SPR 是一种物理光学现象。简单来说,SPR 就是根据金属表面偶联的配体是否与分析物结合而产生不同的共振角,通过监测共振角度的变化,可以推断出生物分子相互作用的亲和性、亲合常数、结合动力学等信息。因此,SPR 技术在药物筛选、蛋白质-蛋白质相互作用研究、抗体-抗原结合等领域具有广泛应用和重要价值。
图 2. SPR 原理图。
原理:当光源发出的偏振光以一定的角度入射到棱镜中,在棱镜与金属的界面处发生全反射,而光会在金属表面介质中传输振幅呈指数衰减的倏逝波,同时引发金属表面的自由电子产生表面等离子波,等离子波与倏逝波发生共振时,其反射光强度会大幅度地减弱。反射光强度最低时的暗带所对应反射角即为共振角。当有生物分子与金属表面的薄膜结合或与已吸附的分子相互作用时,这种等离子体波的特性会发生变化,导致共振角度发生偏移 (从 A 到 AB 的偏移)[10]。
这种偏移可通过检测入射光的反射角度变化来实现。借助 SPR 仪器的检测系统,可以实时、定量地测量共振角度的变化,从而得到亲和力相关信息。
目前常用的检测分子间相互作用力的主流方法分为 4 种:表面等离子共振 (SPR)、拉下实验 (GST pull-down)、免疫共沉淀 (IP)、酶联免疫吸附实验 (ELISA)。其中,SPR 技术是生命科学基础研究、药物研发与医学诊断分析领域动力学及亲和力分析的检测方法,也是检测生物分子相互作用的 “金标准”。
▐ SPR 检测有什么特点?
自 Liedberg[5][6] 等人于 1983 年首次运用 SPR 技术进行抗原抗体相互作用分析以来,SPR 技术已广泛应用于基础生命科学、制药、食品及环境科学等领域。近几年,新的技术理论和方法学的发展又推动了 SPR 技术向小分子的相互作用研究、药物筛选、临床诊断、蛋白质组学等新兴的应用领域不断扩展。目前,SPR 技术在科学研究中发挥出越来越重要的作用。
▐ 我们将为您提供哪些服务?
近日,SPR检测服务强势上线,MCE 使用 Biacore T200 仪器,可以进行抗原-抗体、蛋白-蛋白、抗体-受体、VLP 蛋白-抗体、蛋白-小分子化合物等的亲和力分析,为客户提供定制的多样性服务。【案例 1】【案例 2】通过 SPR 技术,使用 Biacore 仪器测定不同浓度下 Human TGFBR1 蛋白与 Mature TGF beta 1 蛋白的亲和力。利用 T200 的分析软件,采用 1:1 binding 的分析模式对其结合和解离进行分析,其亲和力常数为 0.12 uM。
图 4. TGFBR1, Human (mFc-Avi) (HY-P78525) captured on CM5 Chip via Protein A can bind Mature TGF beta 1, Human(no Tag) with an affinity constant of 0.12 μM as determined in SPR assay.
【案例 1】
通过 SPR 技术,使用 Biacore 仪器测定不同浓度下 Human Claudin18.2 VLP 蛋白与 Anti-Claudin18.2 Antibody 抗体的亲和力。利用 T200 的分析软件,采用 1:1 binding 的分析模式对其结合和解离进行分析,其亲和力常数为 1.01 nM。图 5. Biotinylated Human Claudin18.2 VLP (HY-P78105) captured on CM5 Chip via Streptavidin can bind Anti-Claudin18.2 Antibody with an affinity constant of 1.01 nM as determined in SPR assay.
【案例 2】通过 SPR 技术,使用 Biacore 仪器测定不同浓度下 Human Claudin 6 VLP 蛋白与 Anti-Claudin 6 Antibody 抗体的亲和力。利用 T200 的分析软件,采用 1:1 binding 的分析模式对其结合和解离进行分析,其亲和力常数为 0.19 nM。
图 6. Claudin 6 VLP,Human (HY-P77899) immobilized on CM5 Chip can bind Anti-Claudin 6 antibody with an affinity constant of 0.19 nM as determined in SPR assay.
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EGFR Protein, Human (HEK293, His) EGFR 是受体酪氨酸激酶中的表皮生长因子受体(HER)家族中的一员,是一类重要的跨膜受体。在细胞生理过程中发挥增殖和抗凋亡等重要作用。
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AXL Protein, Human (HEK293, His) AXL 是一种受体酪氨酸激酶,负责介导 PI3K 等信号通路的细胞外信号向胞内的转导,广泛参与调节细胞的生存、增殖、迁移与分化。 |
BMP-4 Protein, Human (E. coli,His) BMP-4 是一种多效性配体蛋白,属于 TGFβ 家族,参与血管系统循环,可以激活血管细胞上的受体。 |
Fc gamma RIIA/CD32a Protein, Human (HEK293, His) CD32,也称为 FcγRII 或 FCGR2,是属于 Ig 基因超家族的表面受体糖蛋白。CD32 在细胞反应调节和免疫复合物的吸收具有重要作用。 |
FcRH5/FcRL5 Protein, Human (HEK293, C-His) Fc受体样蛋白5是在人中由 FCRL5 基因编码的蛋白。 |
[1] Wood R W. XLII. On a remarkable case of uneven distribution of light in a diffraction grating spectrum[J]. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1902, 4(21): 396-402.