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生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流經生物傳感器表面。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（折射指數單位）。
分析物在被注入的過程中，由對流和擴散流經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（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，動力學常數便可被確定。而非特異性結合和總折射指數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據的獲取至關重要。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生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流經生物傳感器表面。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（折射指數單位）。

分析物在被注入的過程中，由對流和擴散流經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（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，動力學常數便可被確定。而非特異性結合和總折射指數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的參照曲線。當表面化學物固定好以后，加入最多250 µl的樣品，緩沖液流經生物傳感器表面時產生穩(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據。參照通道內的數據被減除，以補償熱漂移、非特異性結合、總折射指數移相等效應，從而得到清晰高質的實驗數據。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。數據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據測算通常繁瑣費時。SensiQ的QDATTM分析軟件極大地簡化了數據分析過程，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據。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值，確保相互作用模型和數據集的擬合，以測定動力學和親和性常數，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
一次性生物傳感器是
流動池數量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） 1 x 107 M–1s–1
kd（解離速率常數）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，可以固定絕大多數生物分子
n        產生大量穩(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生足夠產物，可以無限量的固定。