應用領域
結合特異性、抗體選擇、抗體質控、疾病機制、藥物發(fā)明、生物治療、生物處理、生物標記物、配體垂釣、基因調控、細胞信號傳導、親和層析、結構-功能關系、小分子間相互作用等

檢測原理
表面等離子共振（SPR）是一種光學現(xiàn)象，可被用來實時跟蹤在天然狀態(tài)下生物分子間的相互作用。這種方法對生物分子無任何損傷，且不需任何標記物。
先將一種生物分子（靶分子）鍵合在生物傳感器表面，再將含有另一種能與靶分子產(chǎn)生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流經(jīng)生物傳感器表面。生物分子間的結合引起生物傳感器表面質量的增加，導致折射指數(shù)按同樣的比例增強，生物分子間反應的變化即被觀察到。這種反應用反應單位（RU）來衡量：1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU（折射指數(shù)單位）。
分析物在被注入的過程中，由對流和擴散流經(jīng)相互作用表面而與靶分子形成復合物，導致分析物濃度改變。微射流系統(tǒng)內nL數(shù)量級流動通道的應用，使得這種濃度的改變降至最低點，以確保高傳質系數(shù)（Mass Transport Coefficient，km）。為保證分析物的傳質性不被限制，鍵合在生物傳感器表面的靶分子濃度必須較低。當分析物被注入時，分析物-靶分子復合物在生物傳感器表面形成，導致反應增強。而當分析物被注入完畢后，分析物-靶分子復合物解離，導致反應減弱。通過結合式相互作用模型擬合這種反應曲線，動力學常數(shù)便可被確定。而非特異性結合和總折射指數(shù)移相等效應則可通過參照曲線減除功能予以驅除。


生物傳感器和微射流系統(tǒng)
SensiQ的SPR生物傳感器運用了Texas Instruments公司研發(fā)的光學傳感器設計，以及Kretschmann SPR幾何學構建，靈敏度高，光學靜穩(wěn)。生物傳感器一次性使用，其羧基化表面適合于多種優(yōu)化鍵合方案。生物傳感器的安裝快捷，幾秒鐘便可完成，使用也非常簡便。功能化的生物傳感器即便在儲存一段時間后仍可繼續(xù)使用。
SensiQ的雙通道nL數(shù)量級的流動池設計，利于實時的參照曲線減除，并保證分析物在生物傳感器的相互作用表面具有高傳質性（Mass Transport）。最大地降低死體積和樣品散射,對于真實的和量化的動力學和親和性數(shù)據(jù)的獲取至關重要。耐用的射流設計便于維修，明顯減少了停機時間。

表面等離子共振技術
表面等離子共振（SPR）是一種光學現(xiàn)象，可被用來實時跟蹤在天然狀態(tài)下生物分子間的相互作用。這種方法對生物分子無任何損傷，且不需任何標記物。

先將一種生物分子（靶分子）鍵合在生物傳感器表面，再將含有另一種能與靶分子產(chǎn)生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流經(jīng)生物傳感器表面。生物分子間的結合引起生物傳感器表面質量的增加，導致折射指數(shù)按同樣的比例增強，生物分子間反應的變化即被觀察到。這種反應用反應單位（RU）來衡量：1 RU = 1pg 蛋白/mm2 = 1 x 10-6 RIU（折射指數(shù)單位）。

分析物在被注入的過程中，由對流和擴散流經(jīng)相互作用表面而與靶分子形成復合物，導致分析物濃度改變。微射流系統(tǒng)內nL數(shù)量級流動池的應用，使得這種濃度的改變降至最低點，以確保高傳質系數(shù)（Mass Transport Coefficient，km）。為保證分析物的傳質性不被限制，鍵合在生物傳感器表面的靶分子濃度必須較低。當分析物被注入時，分析物-靶分子復合物在生物傳感器表面形成，導致反應增強。而當分析物被注入完畢后，分析物-靶分子復合物解離，導致反應減弱。通過結合式相互作用模型擬合這種反應曲線，動力學常數(shù)便可被確定。而非特異性結合和總折射指數(shù)移相等效應則可通過參照曲線減除法予以驅除。

實驗設計
親和分子對包括：
蛋白質–蛋白質（Protein–Protein） 
多肽–受體（Peptide–Receptor） 
抗體–抗原（Antibody–Antigen） 
膜受體–配體（Membrane Receptor–Ligand） 
凝集素–聚糖/糖蛋白（Lectin–Polysacharride/Glycoprotein） 
蛋白質–小分子（Protein–Small Molecule） 
蛋白質–核酸（Protein–Nucleic Acid） 
細胞–配體（Cell–Ligand）

任何一對親和分子，一個（靶分子）被鍵合在生物傳感器表面，另一個（分析物）被置于溶液中。當含有分析物的溶液流經(jīng)靶分子鍵合的生物傳感器表面時，親和性復合物生成。

SensiQ配備雙通道流動注射分析式微射流系統(tǒng)，內有85nL流動池。SensiQ使用一次性的SPR生物傳感器，裝卸簡便。生物傳感器表面包被有單層的羧基化寡聚環(huán)氧乙烷（Carboxylated Oligoethyleneoxide）基質，可鍵合多種生物分子，并有效地阻止非特異性結合及變性。靶生物分子的這種既被鍵合在固相生物傳感器表面，又存在于液相中的方式，增進了兩種親和分子間的接觸性，同時避免了由于人為因素所造成的動力學分析的復雜化。

SensiQ備有多種鍵合方案用于改進實驗設計，以支持生物分子的附著。最常用的偶聯(lián)方式是用EDC/NHS進行胺偶聯(lián)。其它鍵合方式，例如順丁烯二酰亞胺-硫醇（Maleimide-thiol），還原胺化，酰肼-醛（Hydrazide-aldehyde），親和力捕獲等，亦可使用。SensiQ雙通道檢測中的一個通道可用于生成適當?shù)膮⒄涨�線。當表面化學物固定好以后，加入最多250 µl的樣品，緩沖液流經(jīng)生物傳感器表面時產(chǎn)生穩(wěn)定的基線。樣品注入和計時通過自動化控制完成。通過實驗設置向導功能，用戶可記錄多次注射周期，并具備高重復性。



控制軟件
SensiQ的控制軟件在原始反應曲線生成時，同時并實時獲取和展示兩個通道內的數(shù)據(jù)。參照通道內的數(shù)據(jù)被減除，以補償熱漂移、非特異性結合、總折射指數(shù)移相等效應，從而得到清晰高質的實驗數(shù)據(jù)。控制軟件在反應曲線上簡單加入報告點，用來確定樣品注入后產(chǎn)生的結合反應。報告點的添加可在實驗中的任何時候由人工進行，或由程序預設在固定的實驗周期之中。列于表格中的所有報告點，連同相關的事件紀錄，均有案可查。數(shù)據(jù)文件被儲存后可被控制軟件重新打開并編輯。


SensiQ控制軟件的簡單明了的用戶界面，使得實驗設計和進行高效省時。實驗向導功能簡化設置過程，提高實驗重復性。

QDATTM分析軟件
反應曲線的分析以及其后的動力學和親和性數(shù)據(jù)測算通常繁瑣費時。SensiQ的QDATTM分析軟件極大地簡化了數(shù)據(jù)分析過程，為研究人員的動力學和親和性測定提供了簡單、省時、可信的手段。

QDATTM是在Biologic Software公司應用廣泛的Clamp and Scrubber架構之上開發(fā)的最新一代分析軟件，可在幾分鐘內成功分析采集到的高質量數(shù)據(jù)。QDATTM的簡明友好界面帶領用戶通過一系列步驟，幾秒鐘內便完成信息的測算。QDATTM的模型擬合運用數(shù)字整合及優(yōu)化的曲線擬合算法，迅速地估算最佳擬合參數(shù)值，確保相互作用模型和數(shù)據(jù)集的擬合，以測定動力學和親和性常數(shù)，以及濃度分析。QDATTM同時提供了簡單殘差圖和殘差標準差，用來定量評估擬合的程度。QDATTM的動力學擬合模型包括準一級結合模型（Pseudo-first-order Binding Model）和準一級傳質結合模型（Pseudo-first-order Binding Model with Mass Transport）。


技術參數(shù)
一次性生物傳感器是
流動池數(shù)量2
流動池選擇1，或2，或1和2
流動池面積2.2 mm2
流動池容積85 nL（高傳質率）
樣品加入手動（注射器）
樣品注入自動電腦控制人工電腦控制
樣品雙通道同時注入是
樣品注入體積10–250 μL
樣品注射泵內置式外接式
樣品流動速率5–150 μL /分自定（< 250 μL /分）
內部死體積< 1.5 μL
實時參照曲線減除是
折射指數(shù)范圍1.32–1.401.33–1.40
短期背景噪音< 0.25 RU< 1 RU
長期背景噪音< 0.30 RU/分（當環(huán)境變化 < 3°C /小時）
溫度控制15–40°C室溫
尺寸（W x H x D）35.0 x 34.2 x 38.8 cm22.9 x 15.2 x 27.9 cm
重量15.9 kg3.6 kg
電源100–240 V，50/60 Hz
工作范圍
分子量低限< 200 Da< 250 Da
ka（結合速率常數(shù)） 1 x 107 M–1s–1
kd（解離速率常數(shù)）10–6–10–1 s–1
KD（kd / ka）10–4–10–10 M
濃度< 10–10–10–3 M

傳感器表面化學

胺基偶聯(lián)固定（COOH1和COOH2芯片）

由于胺基基團的普遍性，所以通過胺基偶聯(lián)固定配體適用于絕大部分的生物分子。到目前我們發(fā)現(xiàn)這種方法將配體隨機固定，通常得到高質量的結果。因此通過沒必要直接固定特定位點。
      最常用的方法是使用NHS和EDC含水混合物活化羧基產(chǎn)生胺基活性脂。這個流程有以下的幾個好處：
n        無需衍生作用，無需標簽，可以固定絕大多數(shù)生物分子
n        產(chǎn)生大量穩(wěn)定的共價鍵，以防止配體從表面濾掉
n        在廣泛的pH值中是非常有效的
n        生物分子無需暴露在惡劣的條件中
n        很容易控制固定條件，可以防止與表面過度交叉連鎖
n        化學試劑制備，凍存數(shù)月



親和力捕獲表面組氨酸標簽蛋白(HisCap和HisHiCap芯片) 

ICx Nomadics公司的HisCap芯片使聚組氨酸標簽蛋白的固定穩(wěn)定、可逆，也讓表面等離子共振（SPR）實驗更加簡單。連有固定蛋白的基線非常穩(wěn)定，可以做動力學分析實驗。
       HisCap芯片：
n        提供一個直接固定His-tagged蛋白的最便利的手段。
n        也可以適用于任何帶有足夠數(shù)量的組氨酸殘基的蛋白。
HisCap芯片采用Hoffman-LaRoche研發(fā)建立的NTA-Ni技術來附著蛋白質。在這種技術中,感興趣蛋白質的組氨酸的側鏈咪唑與表面附著的NTA-Ni復合物共協(xié)作，如圖所示。只要蛋白質有足夠的組氨酸，這種技術就非常有效。典型的組氨酸標簽是6個組氨酸，但是3個也可以。
HisCap芯片優(yōu)勢：
n        在實驗室的重組蛋白工作中，His-tagging是一個長期建立的標準技術。
n        利用HisCap芯片捕獲His-tagged蛋白產(chǎn)生穩(wěn)定的基線。
n        在溫和的條件,可以再生芯片。例如EDTA或者咪唑。
n        可重復使用HisCap芯片。


囊泡捕獲膜受體相互作用(VesCap芯片)

利用ICX囊泡捕獲（VesCap）芯片可以研究分子與細胞膜、脂質體的相互作用，進行實時、無標記的實驗。在VesCap芯片中，脂雙層好像在自然細胞環(huán)境中，自身構造中的各種細胞膜組分可以在細胞膜真實模型中自由混合。我們還不能確認囊泡溶入單膜雙層，但是這在二維表面是極其可能。
n        一個好的實驗模型應包含藥物、毒素以及在細胞信號中所涉及的周邊膜關聯(lián)蛋白質
n        膜蛋白和伴生蛋白只在真實的細胞膜中相互作用
n        可以固定著床在脂質體的受體/配體
VesCap芯片性質：
n        脂雙層和膜蛋白的自身結構依保持不變。在傳感器表面的囊泡捕獲是非共價的，允許任意方向上的膜組分自由融合。
n        PEG-正葵胺層展示出一個簡單的二維相互作用平面。
n        附著在表面的囊泡、脂類體的制備很簡單。
n        VesCap化學特別適合一個過度表達表面受體的細胞系
n        VesCap芯片的再生很簡單。表面活化劑和溶劑的組合清除VesCap芯片表面所有的囊泡，從而再生VesCap芯片。


親和素-生物素固定(BioCap和AvCap芯片)

通過親和素-生物素為基礎的方法固定生物分子，操作簡單、效果出色,在今天仍然廣受研究人員的歡迎。利用了這個技術，BioCap芯片和AvCap芯片可靠固定配體。示意圖如下描繪了這兩種固定方法。主要優(yōu)勢在于: 
n      不依賴于蛋白質的等電點
n      只需要少量配體
n      可商業(yè)獲取，廣泛的生物素試劑
n        生物素試劑盒操作簡單
n        固定只需要簡單的注射
n      當所需的Rmax達到時，停止注射可以精確的控制固定結合物的濃度
n      相對于COOH芯片，表面具有很低的靜電電荷
n      一個生物素反應通常產(chǎn)生足夠產(chǎn)物，可以無限量的固定。