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首頁(yè)-技術(shù)文章-SPR分子互作儀原理及在生物醫(yī)學(xué)研究中的作用

SPR分子互作儀原理及在生物醫(yī)學(xué)研究中的作用

更新時(shí)間:2025-04-01      點(diǎn)擊次數(shù):51
   表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)分子互作儀是一種基于物理光學(xué)原理的高靈敏度生物傳感器,它利用表面等離子共振現(xiàn)象來(lái)實(shí)時(shí)、無(wú)標(biāo)記地監(jiān)測(cè)生物分子間的相互作用。這一技術(shù)自上世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái),已逐漸成為生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的重要工具。
  原理
  SPR的基本原理源于光的全反射現(xiàn)象及表面等離子共振效應(yīng)。當(dāng)一束特定波長(zhǎng)的光以一定角度入射到棱鏡與金屬薄膜(通常為金或銀)的界面時(shí),如果光的入射角度滿足SPR條件,即入射光波的傳播常數(shù)與金屬表面等離子波的傳播常數(shù)相匹配,就會(huì)在金屬表面激發(fā)電子的集體振蕩,形成表面等離子波。此時(shí),反射光的強(qiáng)度會(huì)急劇下降,這個(gè)特定的角度被稱為共振角。
  在SPR互作儀中,金屬薄膜表面通常被修飾上特定的生物分子識(shí)別膜,如蛋白質(zhì)、抗體等。當(dāng)含有待測(cè)分析物(如配體、小分子藥物等)的溶液流經(jīng)芯片表面時(shí),如果分析物與識(shí)別膜上的生物分子發(fā)生相互作用,就會(huì)引起芯片表面折射率的變化。這種折射率的改變會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致共振角的偏移。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)共振角的變化,就可以獲得關(guān)于生物分子間相互作用的動(dòng)力學(xué)信息,如結(jié)合速率、解離速率以及平衡解離常數(shù)等。
  SPR分子互作儀在生物醫(yī)學(xué)研究中的作用
  蛋白質(zhì)相互作用研究:SPR技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)之間的相互作用,幫助研究人員揭示蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成和解離過(guò)程,以及蛋白質(zhì)在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控等生物過(guò)程中的作用機(jī)制。這對(duì)于理解生物體的正常生理功能和疾病發(fā)生機(jī)制具有重要意義。
  藥物篩選與優(yōu)化:在藥物研發(fā)過(guò)程中,SPR技術(shù)可以快速篩選大量的小分子化合物,評(píng)估它們與靶點(diǎn)蛋白的結(jié)合能力。通過(guò)分析結(jié)合動(dòng)力學(xué)參數(shù),可以對(duì)藥物分子進(jìn)行優(yōu)化,提高其親和力和特異性,從而加速藥物研發(fā)進(jìn)程。
  抗體研發(fā)與評(píng)價(jià):SPR技術(shù)可以評(píng)估抗體與特定抗原之間的親和力和特異性,幫助研究人員確定高親和力的抗體候選藥物。此外,SPR技術(shù)還可以用于抗體的表征,如檢測(cè)抗體的動(dòng)力學(xué)特性以及抗體-抗原結(jié)合的位點(diǎn)映射等。
  分子診斷與生物傳感器開(kāi)發(fā):SPR技術(shù)在分子診斷和生物傳感器開(kāi)發(fā)方面具有廣闊的前景。它可以用于檢測(cè)和監(jiān)測(cè)生物標(biāo)記物、病原體和藥物殘留物等,為臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品安全提供有力支持。
  基礎(chǔ)生物學(xué)研究:除了上述應(yīng)用外,SPR技術(shù)還可以用于研究非編碼RNA與蛋白質(zhì)之間的相互作用、轉(zhuǎn)錄因子與DNA之間的相互作用等,為揭示生命過(guò)程的分子機(jī)制提供新的視角和手段。
  總之,SPR分子互作儀以其高靈敏度、實(shí)時(shí)性和無(wú)標(biāo)記性等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展,SPR技術(shù)有望為生命科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)更多的突破和發(fā)現(xiàn)。

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