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

SPR分子互作儀原理及在生物醫(yī)學研究中的作用

更新時間:2025-04-01      點擊次數(shù):61
   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)象來實時、無標記地監(jiān)測生物分子間的相互作用。這一技術(shù)自上世紀80年代問世以來,已逐漸成為生物醫(yī)學研究領(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)。當一束特定波長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,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,反射光的強度會急劇下降,這個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別膜,如蛋白質(zhì)、抗體等。當含有待測分析物(如配體、小分子藥物等)的溶液流經(jīng)芯片表面時,如果分析物與識別膜上的生物分子發(fā)生相互作用,就會引起芯片表面折射率的變化。這種折射率的改變會進一步導致共振角的偏移。通過實時監(jiān)測共振角的變化,就可以獲得關(guān)于生物分子間相互作用的動力學信息,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)學研究中的作用
  蛋白質(zhì)相互作用研究:SPR技術(shù)可以實時監(jiān)測蛋白質(zhì)之間的相互作用,幫助研究人員揭示蛋白質(zhì)復合物的形成和解離過程,以及蛋白質(zhì)在信號轉(zhuǎn)導、基因表達調(diào)控等生物過程中的作用機制。這對于理解生物體的正常生理功能和疾病發(fā)生機制具有重要意義。
  藥物篩選與優(yōu)化:在藥物研發(fā)過程中,SPR技術(shù)可以快速篩選大量的小分子化合物,評估它們與靶點蛋白的結(jié)合能力。通過分析結(jié)合動力學參數(shù),可以對藥物分子進行優(yōu)化,提高其親和力和特異性,從而加速藥物研發(fā)進程。
  抗體研發(fā)與評價:SPR技術(shù)可以評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,如檢測抗體的動力學特性以及抗體-抗原結(jié)合的位點映射等。
  分子診斷與生物傳感器開發(fā):SPR技術(shù)在分子診斷和生物傳感器開發(fā)方面具有廣闊的前景。它可以用于檢測和監(jiān)測生物標記物、病原體和藥物殘留物等,為臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測和食品安全提供有力支持。
  基礎(chǔ)生物學研究: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,為揭示生命過程的分子機制提供新的視角和手段。
  總之,SPR分子互作儀以其高靈敏度、實時性和無標記性等優(yōu)點,在生物醫(yī)學研究領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的不斷拓展,SPR技術(shù)有望為生命科學領(lǐng)域帶來更多的突破和發(fā)現(xiàn)。

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