Biacore原理介紹

Biacore 是一種基于光學表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR）原理的用于分子互作分析的常用方法。

表面等離子體子共振是一種物理光學現象，在發生全反射的界面涂上約 50nm 厚的一薄層金膜（或其它金屬膜），一束 P 偏振光在一定角度范圍內入射到棱鏡端面，在棱鏡與金屬薄膜（Au 或 Ag）的界面將產生表面等離子波。當入射光波的傳播常數與表面等離子波的傳播常數相匹配時，會引起金屬膜內自由電子產生共振，即表面等離子體共振 。

分析時，先將配體（抗體、蛋白等分子）偶聯到芯片表面，然后讓待測樣品（分析物）流過芯片表面，若樣品中有能與芯片表面生物分子相互作用的分子，會引起金膜表面折射率變化，最終導致 SPR 角變化，通過監測 SPR 的角度變化，可獲得被分析物的濃度、親和力、動力學常數和特異性等，能實時監測生物分子動態結合和解離的過程。

Biacore 的應用

Biacore 系統廣泛應用于蛋白 - 蛋白、蛋白 - 小肽、蛋白 - DNA，蛋白 - 藥物、小肽 - 噬菌體、SPR-MS 等各種生物分子之間相互作用，其應用領域涵蓋生命科學、食品安全、環境檢測、生物醫學、毒素和抗生素快速檢測、蛋白質組學、藥物篩選及相關藥物動力學實時檢測、生物分子特殊肽段及相關偶合分子的檢測、病毒及致病分子 / 蛋白及受體研究、分子識別、免疫調節、免疫測定等。

在動力學常數測定方面，傳統用于鑒定生物大分子間相互作用的技術如 WB、Elisa、Co-IP、ChIP、EMSA、FRET、酵母雙雜交等，在具體實驗中常因目的蛋白表達量低、抗體靈敏度低等原因檢測不出目的條帶，或者因抗體特異性不好，無法判斷抗體與目的蛋白是否結合，還極易出現假陽性或假陰性結果。而 Biacore 通過實時監測結合在芯片表面分子質量的變化，能得到兩個分子之間的結合與解離常數，直觀反映生物大分子之間的親和力。由于檢測的是芯片表面質量變化，大分子相互結合容易得到較強信號。Biacore 可用于分析不同抗體與抗原、蛋白與小分子的結合與解離常數，相較于以往其它檢測抗體效價的方法，Biacore 不僅快速、可準確定量，還能反映整個結合和解離的動態過程。

在蛋白構效與生理功能調控研究中，Hirano 等利用 Biacore 技術分析得出，SLR1 G576V 位點突變導致其與 GID1 結合的解離速度加快，SLR1 - GID1 穩定性下降，SLR1 自發性降解減弱，SLR1 蛋白抑制 GA 信號傳導，從而出現水稻矮化表型。Magulies 等利用 Biacore 技術研究 MHC、TCR 與多肽抗原三者的相互作用，在測定了三者相互作用的親和常數及動力學參數后提出一個相當有說服力的生物學模型，即 T 細胞的激活依賴于抗原遞呈細胞表面大量的抗原多肽 - MHC 復合物對單個 T 細胞表面大量 TCR 的刺激。

對于疾病標志物的診斷，生物標志物一般指可供客觀測定和評價的一個普通生理或病理或治療過程中的某種特征性生化指標，通過對它的測定可獲知機體當前所處生物學過程中的進程，檢查一種疾病特異性的生物標志物，對疾病的鑒定、早期診斷及預防、治療過程中的監控可能有幫助。目前常用于標志物診斷的方法有分子診斷、免疫分析、生化酶法等，但傳統檢測方法在診斷試劑開發上往往存在活性低、穩定性差、靈敏度低等問題，利用 Biacore 技術建立全新的診斷體系是一個創新性選擇，通過標志物標準品建立標準曲線，從而測定樣品中標志物濃度，可達到靈敏度高、穩定等效果。

在診斷抗體篩選方面，科學研究中常遇到發現新的診斷標志物，針對該新標志物或成熟標志物開發診斷用單克隆抗體時，因標志物表達量較低，開發的單抗靈敏度不夠而檢測不到，只能檢測外源過表達的細胞株。此時，利用外源表達標志物蛋白進行單克隆制備，并通過 Biacore 篩選高親和力的單抗，可解決靈敏度低的問題，為診斷試劑開發提供高效篩選平臺。

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