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分子互作技术原理与应用实践

全面解析 SPR 和 MetaSPR 分子互作技术,掌握蛋白相互作用研究方法

发布日期:2026/5/7
阅读时间:约 10 分钟

一、分子互作技术概述

分子互作分析技术是研究生物分子间相互作用的重要工具,广泛应用于药物研发、抗体表征、基础研究等领域。量准生物自主研发的 MetaSPR(纳米超表面等离子共振)技术,相比传统 SPR 技术具有更低 Bulk 效应、更高样本兼容性、更简便操作等显著优势。

二、技术原理

1. 传统 SPR 技术

  • 基于全反射条件下金属薄膜表面等离子体共振现象
  • 通过检测反射角变化来监测分子结合过程
  • 需要精密的角度控制机构,系统复杂

2. MetaSPR 技术

  • 采用纳米超表面结构激发等离子共振
  • 固定入射角度,检测透射光强度变化
  • 简化光学系统,降低成本,提高稳定性

三、实验设计

1. 配体固定策略

  • Protein A/G 捕获法:适用于 Fc 标签抗体,定向固定,活性保持好
  • 生物素 - 链霉亲和素法:适用于生物素标记的配体,固定量大
  • NTA 捕获法:适用于 His 标签蛋白,操作简便
  • 共价偶联法:适用于各种配体,结合牢固

2. 浓度梯度设计

  • 通常设置 5-7 个浓度点
  • 浓度范围应覆盖 KD 值的 1/10 到 10 倍
  • 采用 2 倍或 3 倍梯度稀释
  • 包含零浓度对照(缓冲液)

四、数据分析

1. 动力学分析

  • 拟合结合相和解离相曲线
  • 计算结合速率常数 ka(M⁻¹s⁻¹)
  • 计算解离速率常数 kd(s⁻¹)
  • 计算平衡解离常数 KD = kd/ka(M)

2. 亲和力分析

  • 稳态分析法:绘制平衡响应值 vs 浓度曲线
  • 拟合 Langmuir 等温线
  • 直接读取 KD 值

五、应用案例

1. 抗体筛选

通过高通量筛选杂交瘤上清,快速获得高亲和力候选抗体,显著缩短抗体开发周期。

2. 表位分组

利用竞争结合实验,将识别不同表位的抗体分组,为抗体组合用药提供依据。

3. 小分子药物筛选

检测小分子化合物与靶蛋白的结合,筛选先导化合物,支持药物早期研发。

六、实验技巧

  • 样品缓冲液应与运行缓冲液一致,避免 Bulk 效应
  • 复杂样本(血清、细胞上清)可直接检测,无需纯化
  • 定期再生芯片表面,确保实验重复性
  • 使用参比通道扣除非特异性结合
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