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SPRm 200 系列

表面等離子體共振和光學(xué)顯微鏡**結(jié)合

開辟研究細(xì)胞膜蛋白相互作用的新前沿

SPRm200是將表面等離子體共振技術(shù)和光學(xué)顯微鏡巧妙結(jié)合為一體的生物傳感檢測儀。它為免標(biāo)記研究分子相互作用的領(lǐng)域開辟一個嶄新的前沿。專門針對細(xì)胞膜蛋白和相關(guān)分子免標(biāo)記檢測而設(shè)計(jì)的SPRm200， 使您在不需要從細(xì)胞中提取和分離膜蛋白的前提下實(shí)時觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)并同時測量藥物和靶點(diǎn)在細(xì)胞上的結(jié)合過程。還可進(jìn)行對藥物和在天然狀態(tài)下的膜蛋白之間相互作用的測量。由于出色的靈敏度和穩(wěn)定性，SPRm200能夠測量納米尺度上的結(jié)合行為，可用于研究細(xì)菌或病毒與抗菌性藥物的相互作用，以及發(fā)展新型藥物載遞納米顆粒。

活細(xì)胞上免標(biāo)記生物分子結(jié)合過程的檢測

實(shí)時親合力及動力學(xué)定量測量像圖

光學(xué)和表面等離子體共振同時成像

藥物分子對多細(xì)胞或單細(xì)胞作用的檢測

納米尺度上分子結(jié)合過程的跟蹤檢測

Binding activities of Nano，materials (2um size)

光學(xué)顯微鏡與SPR技術(shù)的集成

SPRm200把SPR技術(shù)和光學(xué)成像結(jié)合起來，能夠?qū)罴?xì)胞成像并將藥物分子結(jié)合反應(yīng)定位分布圖像實(shí)時地表征出來。如圖1所示，明場聚焦光源照射于芯片表面固定的細(xì)胞，而底部的照相機(jī)實(shí)時捕獲活細(xì)胞的圖像。同時SPR光源沿共振角度投射于傳感器芯片上，由SPRm200檢測器測定反射光，并把每一個像素點(diǎn)上的SPR響應(yīng)信號記錄下來組建成SPR傳感圖。

傳統(tǒng)的SPR技術(shù)只能在大的整體傳感區(qū)域內(nèi)（通常稱之為通道）測量平均共振角度的變化，而SPRm200檢測器能夠測量微小局部中的任何像素上的共振角度變化并且記錄每一個像素上的傳感曲線圖。圖2顯示了SPRm200同時記錄的明場和SPR圖像以及圖中任何一點(diǎn)或區(qū)域的傳感曲線圖。因此SPRM能提供更多的局部信息，并且可以在研究天然態(tài)下的膜蛋白的非均相表面結(jié)合過程以及它們和藥物之間的相互作用。

對神經(jīng)瘤細(xì)胞與WGA結(jié)合的實(shí)時檢測：明視場與SPR的同步圖像，右邊是選擇點(diǎn)的SPR傳

感圖。

凝集素- 糖蛋白相互作用

研究細(xì)胞上的信號通道和藥物篩選通常首先研究配體與膜蛋白的結(jié)合，而研究在天然狀態(tài)下膜蛋白對于理解其生物功能至關(guān)重要。這里是研究糖蛋白（膜蛋白）和凝集素（配體）之間的特異性相互作用以及單個細(xì)胞膜上受體的結(jié)合活性和空間分布的一個實(shí)例。

將神經(jīng)瘤細(xì)胞SHEP1在芯片上培養(yǎng)或固定，然后置于SPRM樣品臺上。將PBS緩沖液在25度以300 μl/min的流速注入細(xì)胞池獲得基線。當(dāng)80μg/ml的小麥胚芽凝集素（WGA）被注入細(xì)胞室，儀器可以實(shí)時檢測到傳感曲線的結(jié)合段；而當(dāng)PBS緩沖液沖洗時，儀器也可測量到解離段。每進(jìn)行下一個濃度實(shí)驗(yàn)前，用50 mM GlcNAc 溶液來再生細(xì)胞表面上的膜糖蛋白受體。用不同的WGA濃度（5， 10， 40， 80，100， 200 μg/ml）重復(fù)對細(xì)胞的進(jìn)行類似測量，則可以得到如圖2右所示的一系列傳感曲線圖。將每個像素的數(shù)據(jù)予以平均后，可以使用一級結(jié)合動力學(xué)模型（參見下文）推導(dǎo)出細(xì)胞不同部位上的結(jié)合動力學(xué)參數(shù)。我們儀器測量結(jié)果與以前發(fā)表的數(shù)據(jù)十分吻合：

nACHRs 的結(jié)合行為的定位

nAChR膜受體在神經(jīng)傳遞和尼古丁成癮中起著關(guān)鍵作用，通常測定受體在細(xì)胞中的分布使用熒光標(biāo)記的二抗。由于熒光檢測不能提供直接的動力學(xué)數(shù)據(jù)而容易導(dǎo)致假陽性的結(jié)論，SPRm200因?yàn)橹苯訙y量一抗與不含二抗的nAChR的結(jié)合，該過程不僅更加簡單，且克服了被標(biāo)記的二抗所引起的不確定因素。

上圖中，工程化SH-EP1細(xì)胞在膜上表達(dá)α4β2 受體，并結(jié)合初代抗體抗α4（右圖）。通過SPR 像圖所顯示的nAChR 同其初代抗體結(jié)合的分布（粉紅色），可以明顯看出這是一個非均相的表面結(jié)合。用SH-EP1野生型細(xì)胞來作為對照， 傳感曲線右下圖A顯示了兩種類型的細(xì)胞對nAChR的反應(yīng)具有顯著差異。如傳感圖B中所示，從SH-EP1工程化細(xì)胞反應(yīng)減去野生型細(xì)胞反應(yīng)（主要出于體積折射率效應(yīng)）可以得到nAChR與其**抗體的結(jié)合動力學(xué)，它們分別為kon = 6×104/Ms，koff = 3×10-3/s 和

KD=45nM。

納米顆粒檢測

在納米尺度上，由一個納米顆粒所產(chǎn)生的SPR響應(yīng)信號非常獨(dú)特。就好像把一個小石子放在一個緩緩流動的淺溪中，水面上就會產(chǎn)生一個波紋圖案（參考下圖）。SPR光源按共振角度投射到傳感器芯片上使其產(chǎn)生一個沿著金屬膜表面?zhèn)鞑サ谋砻娴入x子體(SP)波，如圖3所示。當(dāng)一個納米顆粒結(jié)合到芯片表面時，它便成為SP波的發(fā)散點(diǎn)，因而會在SPR像中產(chǎn)生波紋圖案。其形狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于納米顆粒的實(shí)際尺寸（100 倍以上）。這放大的波紋圖案使得SPRm200能夠檢測到粒子尺度遠(yuǎn)小于其光學(xué)衍射的極限，通過對這個放大的波紋圖案進(jìn)行跟蹤和測量，就能實(shí)現(xiàn)對分子在納米尺度下結(jié)合行為的研究。

細(xì)菌和抗生素

大腸桿菌O157:H7 在LB肉湯培養(yǎng)基中通過抗體偶聯(lián)被交聯(lián)在傳感器芯片上。他們因發(fā)散芯片中的SP波而在SPR像上產(chǎn)生許多點(diǎn)波紋如下圖右邊所示。

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參數(shù)表：