细胞分子互作显微镜检测系统

一、主要技术参数

1.1 工作站

① 光源 690 nm

② 入射角 40-76 Deg (连续)

③ 检测灵敏度 < 0.6 RU RMS (0.1 mDeg RMS)

④ 漂移指数 3 RU/小时 (0.5 mDeg/hr) RMS (当周围环境漂移 < 1°C/小时)

⑤ 温控范围 15°C to 40°C (降温限止在低于室温10°C )

⑥ 视场 "Bright Field:  1200 x 900 um SPR:  600 x 450 um"

放大率 "Bright Field:  x10

SPR:  x20"

⑦ 分辨率 Bright Field & SPR:  1 μm

⑧ 样品台平移/旋转 3mm x 3mm / 360 deg

⑨ 外围尺寸 690 (w) x 330 (h) x 340 (d) mm

1.2 流体操作

① 样品容积 1 to 1500 μL (可根据应用需求调节)

② 动力学常数 "ka<1 X 107 M-1s-1 kd >1 X 10-5 s-1 "

③ 解离常数（亲和常数的倒数） KD = 10-3 M (1 mM) to 10-12 M (1 pM)

④ 最小可分析的分子量 200 Da

1.3 控制系统

① 计算机 微软Windows 操作系统

② 软件 BI ImageSPRTM 软件,包括数据分析和动力学分析包

1.4 自动进样器

① 试样容量 "最多可载768样品， 可使用多种载盘包括：

2 x SBS standards (384 /96)

2 x 48 Vials (1.5mL)

2 x 12 Vials (10mL)"

② 注射体积 0 mL to 9999 mL

③ 样品冷却 控温: 4oC +/- 2oC

1.5 自动缓冲液交换泵

① 缓冲液选择 可自动更换6种缓冲液

② 溶液除气功能 在线除气

③ 缓冲液输送 连续

二、主要功能

2.1 实时定量活细胞分子相互作用

2.2 单个细胞/多个细胞动力学定量分析（Ka，Kd，KD）及统计分布

2.3 明场成像、SPR成像结合单点动力学分析

2.4 生物标记检测, 药物靶向研发

2.5 小分子免标分析（<200Da）

2.6 电化学同步分析

2.7 小分子、DNA、抗体、肽段、蛋白、病毒、细菌、细胞

三、技术特点

3.1 细胞原位：真正实现细胞层面的原位分子互作，无需提纯，可以直接原位分析药物在细胞层面与分子互作，尤其为膜蛋白受体（糖蛋白、GPCR）等提供了研究解决方案

3.2 通量：SPR视场600um*600um，可以同时进行多个细胞与分子互作的研究，从而实现药物统计学分析，和细胞异质性研究

3.3 精度：良好灵敏度，可以实现<200Da 小分子药物与细胞的互作研究

3.4 高分辨动态可视化：可以动态可视化观察药物分子与细胞反应的全过程及成像，同时可以得到定量的SPR分析曲线，从而得到定量Ka、Kd、KD

四、主要应用

4.1基于原位细胞分子互作的研究

4.1.1 小分子药物

①小分子药物与HEK 293细胞GPR39受体相互作用

②小分子药物与细胞ASIC 酸敏感离子通道受体相互作用研究

4.1.2 抗体药物

       单克隆抗体（MAB）疗法已成为治疗癌症、自身免疫性疾病、哮喘和许多其他疾病的既定方法。单克隆抗体（MAB）药物占整个生物制药50%的份额，其中超过60%都是膜蛋白受体。SPRm200可以在单细胞层面定量研究单克隆抗体（MAB）和膜蛋白结合作用。传统SPR是直接将纯化的蛋白固定在芯片表面，对于膜蛋白而言是有问题的，膜蛋白从细胞环境中提取并保持自身形态非常困难。

4.2 基于病毒、细菌载体分子互作的研究

4.2.1 快速ASTs实验：抗生素与大肠杆菌代谢活性研究

       ASTs实验是确定抗生素易感性和细菌菌株耐药性的重要实验。目前大多数AST实验是基于细胞培养，需要几天时间才能完成。快速AST检测可以降低发病率死亡率和帮助制定早期窄谱抗生素治疗方案。通过SPRm200，我们使用等离子成像和PIT技术跟踪单个细菌细胞的运动。监测随着细胞代谢和抗生素的投入的Z向变化。可以看到，抗生素可以明显减弱细菌细胞的活动，并且可以定量计算，从而成为快速AST检测方法。

4.3 基于SPRm200，病毒载体微阵列研究多种不同GPCR受体与配体的相互作用的研究

4.3.1 SPRM电化学阻抗方法定量检测分子互作

      通过电化学SPRM阻抗分析，测量了传感器表面病毒肽配体和不同GPCR受体的结合动力学常数