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表面等離子體共振(SPR)技術(shù)作為一種強大的生物物理工具,在分子垂釣領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的應(yīng)用價值。該技術(shù)憑借其高靈敏度、高特異性、實時活性監(jiān)測、自動化進樣和回收能力,結(jié)合高分辨質(zhì)譜的鑒定功能,不僅可以用于從細胞裂解液中篩選和捕獲蛋白質(zhì)等生物大分子,還能應(yīng)用于中藥和天然產(chǎn)物提取液中小分子化合物的篩選發(fā)現(xiàn)。從復(fù)雜粗樣本原液中特異性垂釣發(fā)掘出高價值分子和活性成分的獨特能力,使得分子垂釣技術(shù)成為現(xiàn)代生物醫(yī)藥和食品行業(yè)中備受關(guān)注的技術(shù),更多詳盡內(nèi)容請參閱北京英柏生物科技有限公司網(wǎng)站(http://www.michaeldavidking.net/)技術(shù)應(yīng)用下的《基于SPR的分子垂釣應(yīng)用綜述》。
2025年4月10-11日,由儀器信息網(wǎng)主辦的“第三屆分子互作技術(shù)及應(yīng)用進展”主題網(wǎng)絡(luò)研討會成功召開。此次會議特別開設(shè)“分子垂釣/抑制劑篩選新方法”專題會場,海軍軍醫(yī)大學曹巖副教授分享題為“基于SPR的活性藥物高通量篩選方法研究”精彩報告,報告中深入探討了基于新一代 SPR 分子垂釣技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,引發(fā)了與會者們的熱烈討論和思考。(曹老師報告視頻詳見英柏官網(wǎng))
關(guān)于SPR分子垂釣,曹巖副教授分別從回收效率、回收模式和維護成本三方面將英柏MI-S200系列 SPR分子垂釣技術(shù)與第一代分子垂釣技術(shù)進行比較,對英柏MI-S200系列產(chǎn)生的實驗結(jié)果給予高度肯定,并將其定義為新一代分子垂釣技術(shù)。
傳統(tǒng)SPR分子垂釣技術(shù)局限:
回收效率低:基于傳統(tǒng)SPR儀器,其芯片單次回收體積僅為 2μL,獲取足夠量回收成分用于后續(xù)分析檢測需多次回收累積,耗時較長。
回收模式不靈活:SPR檢測中,分子對有不同的結(jié)合模式,傳統(tǒng)SPR的 固定回收模式只能回收部分成分,無法根據(jù)樣品的結(jié)合模式選擇回收特定部分如快下或慢下部分。
維護使用成本高:傳統(tǒng)SPR無專門垂釣回收管路,用進樣管路反轉(zhuǎn)回收樣品,導(dǎo)致儀器堵塞概率高,使用成本極大增高。
鑒于上述問題,英柏生物針對性開發(fā)了全新一代SPR儀器。該儀器在上述三個方面實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
新一代SPR分子垂釣技術(shù)優(yōu)勢:
芯片設(shè)計優(yōu)化:英柏生物開發(fā)的新一代SPR儀器有專門用于分子回收垂釣的芯片,流池面積增加至標準流池面積的5倍以上,單次回收樣品體積增多,單次可回收30μL,極大提高了回收效率。
具備獨立回收管路:有獨立的回收流入和回收接口,避免重復(fù)使用管路,可自行控制回收液體積。
雙模式回收:可設(shè)定兩種回收模式,能針對不同靶點和分析物進行自定義設(shè)計,選擇回收快下或慢下部分的成分。
為驗證新一代SPR分子垂釣技術(shù)的可行性與有效性,曹巖副教授團隊以固定TF受體為靶點開展實驗,在配置了分子垂釣專用模塊的英柏MI-S200系列SPR上進行實驗,與傳統(tǒng)經(jīng)典SPR儀器親和力檢測結(jié)果一致,證實新一代SPR儀器的可靠性(圖1)。隨后選取三種中藥,分別在兩種回收模式下對其與TF受體結(jié)合成分進行回收,發(fā)現(xiàn)不同模式下回收成分既有獨特性又存在交叉(圖2)。進一步對這些成分的親和力進行初步篩選,并與傳統(tǒng)儀器檢測結(jié)果對比,確定強親和力成分,結(jié)果顯示兩種儀器親和力檢測結(jié)果高度一致(圖3)。對篩選出的化合物進行效應(yīng)初步研究,證實其具有相應(yīng)活性。這一系列實驗充分證明,基于英柏 MI-S200 系列SPR儀器親和力檢測數(shù)據(jù)結(jié)果穩(wěn)定可靠,其新一代分子垂釣技術(shù)相比傳統(tǒng)SPR的分子垂釣功能有著明顯優(yōu)勢,其大流池、獨立管路、雙模式的設(shè)計特點,為分子垂釣應(yīng)用提供了更為便利、靈活、高效的模式選擇,目前基于該技術(shù)開展的多項工作已取得令人滿意的初步成果,這些研究成果也見證了英柏團隊在該領(lǐng)域的持續(xù)進步。
圖1 以TF受體為靶點的親和力測試結(jié)果對比
圖2 Inter-Bio MI-S200在兩種回收模式下,分別回收三種中藥與TF受體結(jié)合成分
回收模式:A自然解離 B洗脫解離
圖3 傳統(tǒng)SPR與Inter-Bio MI-S200測試化合物的親和力結(jié)果對比
【英柏SPR親和力檢測數(shù)值的準確性,儀器運行的可靠性的驗證】
100%原研國產(chǎn)、100%零部件國產(chǎn)的英柏MI-S200系列產(chǎn)品是否可靠?分子互作親和力檢測是否與進口儀器檢測結(jié)果一致?穩(wěn)定性、可靠性是否值得信賴?這些是廣大用戶最關(guān)心的問題。
2023年10月-2024年5月,受北京英柏生物科技有限公司委托,由中國儀器儀表學會科學儀器設(shè)備驗證驗評中心牽頭,聯(lián)合中國科學院生物物理研究所、清華大學蛋白質(zhì)研究技術(shù)中心、北京大學醫(yī)學部、中國計量科學研究院前沿計量科學中心、中國醫(yī)學科學院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所、北京百普賽斯生物科技股份有限公司共同實施 “表面等離子共振分子相互作用分析儀驗證評價”,并形成報告。
該驗評項目根據(jù)SPR儀器的特點由專家組制定了嚴格的評價內(nèi)容和實施方案,包括基本性能指標測試,實際樣品測試和耐用性測試。在這三個方面的測試中英柏生物的MI-S200系列產(chǎn)品表現(xiàn)良好,尤其是在實際樣品(蛋白類Her2和Herceptin;核酸類凝血酶和核酸適配體;多肽類GLP1R和司美格魯肽;小分子類碳酸酐酶II (CAII) 與Furosemide)的對標測試中,不僅所有分子對親和力測試的結(jié)果全部與傳統(tǒng)SPR產(chǎn)品完全一致,而且部分測試圖形表現(xiàn)更好,特別是有挑戰(zhàn)的小分子測試,英柏生物的MI-S200系列與傳統(tǒng)SPR的靈敏度處于同一數(shù)量級水平,分子量檢測無下限。專家表示,這是非常震撼的表現(xiàn)。
英柏生物歷時多年研制推出的分子相互作用分析系統(tǒng)MI-S200系列SPR,是國內(nèi)首家擁有100%完全自主知識產(chǎn)權(quán)、全球獨有的分子垂釣?zāi)K,能夠與國際壟斷品牌比肩的首臺商業(yè)化SPR,打破進口品牌產(chǎn)品壟斷,解決“卡脖子”問題。
英柏生物獨家首創(chuàng)推出的在線蛋白活性檢測儀Lark-10,與液相色譜聯(lián)用,同時實現(xiàn)復(fù)雜樣本的色譜分離與親和檢測。
英柏生物獨家推出的全自動蛋白質(zhì)分離純化系統(tǒng)采用磁珠純化法,完成了從菌體破碎、樣品自動轉(zhuǎn)移、樣品在線孵育到樣品親和層析分離的整合,實現(xiàn)大容量、高通量(8個)蛋白質(zhì)分離純化全自動操作。
英柏全新推出全球首款專為分子互作(SPR, BLI,MST等) 研制的全自動分子互作樣品制備系統(tǒng),支持自動樣品梯度稀釋,溶劑校正樣品稀釋,轉(zhuǎn)板及分子互作常用濃度計算工具等,內(nèi)置過程追溯系統(tǒng)。