分子互作儀選擇寶典

在現代生物學、醫學及轉化醫學、藥物學等研究中，隨著功能基因組研究的深入，生物大小分子的生物學功能研究占具著非常重要的地位；生物大小分子的相互作用分析成為目前分子功能學研究中不可缺少的重要手段，因此一個好的分子互作研究工具，無疑將對我們的科研起到極大的促進作用。

目前研究分子互作的檢測技術層出不窮，從傳統的終點法ELISA、Co-IP 、Western Blot雜交檢測到近年迅速火熱的實時無標記的分子互作系統如Biacore、 Nicoya 、Fortebio、MST，ITC，這些無標記技術得到的參數包括ka，kd，KD值或熱力學等,各不相同，并且眾說紛紜，令人眼花繚亂，到底哪款系統最適合自己，成了大家很頭疼的問題。

上面的這個圖，單從KD值看，這4組分子的相互作用都一樣， 但細分之后發現他們的ka，kd值千差萬別 ，而差異就藏在這些之前無法獲取或忽略的數據之中；且只有通過這些數據的差異才能真正解析分子間的作用機制的差異，從而闡述生命的機理，篩選高效藥物，這提示了我們對儀器選購需要關注的核心點 。

除了檢測參數，老師們可能還希望選購到一款操作簡單，檢測效率高，結果又精確的分子互作系統，但面對這么多品牌該如何選擇呢？今天小編就給大家曬曬市面上幾款主流品牌的分子互作儀，希望幫助之前踏破鐵鞋無覓處的您，今天可以得來全不費功夫！


分子互作儀是瑞典公司1990開發的基于SPR技術的實時無標記分子互作檢測技術，2006年被美國GE以瑞典克朗SEK29億（美元3億9千萬）收購，之后開始大力推廣。該系統以連續的金膜為檢測介質，通過基于折射率的SPR角度的改變檢測分子間的反應， 獲得的參數包括ka、kd、KD、蛋白濃度等。Biacore的SPR技術經歷了近20年的發展，已成為無標記分子互作檢測技術的金標準，且型號比較豐富，包括 Biacore8K/8K+，BiacoreS200，BiacoreT200，BiacoreX100，BiacoreC，分子量最低檢測限從100Da到無限制不等， 可廣泛用于藥物學、抗體疫苗篩選、蛋白研究等，但因儀器光路系統相對復雜，維護成本比較高，儀器操作復雜且價格較高，還需要專人維護，目前大多都是平臺或中心實驗室采購。

OpenSPR分子相互作用分析儀


OpenSPR來自加拿大Nicoya公司，其依托于加拿大滑鐵盧大學技術研究背景及加拿大政府的扶持，于2015年上市，2016年9月進入中國；獲得2016年LSIA獎，是被業界稱為“零技術門檻”的下一代SPR技術系統。雖然該產品在中國的知名度沒有GE的Biacore高，但全球的銷量很不錯，目前已有400余臺， 在中國的知名度正在不斷上升，已經安裝了幾十臺， 發表了多篇高影響因子SCI文章，是一個非常有前景的品牌。

該公司的OpenSPR采用革新性的基于納米金顆粒的局域表面等離子體共振技術（LSPR），區別于傳統基于金膜、基于折射率的SPR角度改變的檢測，LSPR通過波長變化檢測分子間相互作用，是實現了突破“零技術門檻”的下一代SPR 技術；最大的特點是操作簡單、出結果速度快、儀器易維護且檢測不受溫度及緩沖液折射率影響， 可檢測大于90Da以上的分子，還可2~3小時快速完成實時Co-IP 檢測；檢測參數包括Ka，kd，KD，EC50、蛋白濃度等；跟過去動輒上百萬元的分子互作儀相比，價格相對比較低，很受實驗室課題組老師的歡迎。2015年只推出單通道個人版，2018年又發布了新一代的OpenSPR 單雙通道/OpenSPR-XT雙通道高通量升級版，對藥物學 、蛋白組學、腫瘤學、細胞信號通路、免疫學等研究都是一個很不錯的工具， 單雙通道的配置適合實驗室購買自己使用，并可做為大型儀器設備的補充，新上市的高通量版OpenSPR-XT適合儀器平臺使用。

高通量篩選的生物膜干涉技術（BLI）


美國ForteBio分子相互作用分析儀是2006年譚洪博士研發上市的一款技術系統，這個系統從2001年Fortebio公司創辦開始研發，中間經過公司幾乎撐不下去，到2004年被安捷倫救活，并在2006年產品研發成型并開始上市，2012年被PALL 收購，2015年PALL又被丹納赫收購; 目前該系統被劃分到美谷分子儀器旗下；其基于生物膜干涉技術（BLI）的檢測原理，通過膜表面干涉波長相位移動檢測分子之間相互作用，檢測參數包括ka，kd，KD，傳感器在上海工廠生產，目前的型號包括：Octect系列的 RED96e,HTX,RED384,RED96，QKe,K2和BLITZE，實際分子量檢測大小從2KD~100KD不等。 Fortebio 的優勢在于高通量，可同時對96個或384個樣本進行快速的初篩 ，但分子量檢測有限，適合抗體疫苗篩選，不太適合小分子藥物或多肽藥物篩選；其與SPR 技術系統如Biacore 或OpenSPR一起搭配使用更好。

無需樣本固定的等溫滴定量熱儀

等溫滴定量熱儀目前在市場上的主要品牌為英國馬爾文（Malvern），其采用等溫滴定量熱法( ITC)檢測原理，是近年來發展起來的一種研究生物熱力學與生物動力學的重要方法，它通過高靈敏度、高自動化的微量量熱儀連續、準確地監測和記錄一個變化過程的量熱曲線，原位、在線和無損傷地同時提供熱力學和動力學信息，可獲得動力學參數KD，化學計量 (n)、焓 (ΔH) 和熵 (ΔS)；儀器操作相繁簡不一，一次蛋白用量 10ug以上 ，樣本要求高純度，一些珍貴樣本可能滿足不了要求；其不需要固定配體，對一些結構敏感蛋白的檢測有優勢；動力學參數只有KD 值，因此無法獲得幾個對藥物學等非常關鍵的參數如ka，kd值，在小分子藥物或抗體藥物研究應用中受限；儀器非流動相檢測， 混合樣本檢測受限； 另其可獲得化學計量 (n)、焓 (ΔH) 和熵 (ΔS)值，這些參數對化學合成及化學物結構分析比較有用， 所以總體上，等溫滴定儀更適合做化學合成及化學物結構研究領域的實驗室。

無需樣本固定的微量熱泳動儀


微熱量泳動儀是NanoTemper公司2010年上市的產品，其采用微量熱泳動技術（MST），分子在微觀的溫度梯度場中的定向運動，生物分子結構/構象變化會引起其水化層、分子量、電荷的變化，而導致分子在溫度梯度場中的分布改變，通過賴氨酸自發熒光或本身標記的熒光分布改變分析分子間的相互作用以及各種化學計量學參數，包括KD，能量學ΔG (自由能 ), ΔH (焓) 和ΔS (熵)，目前型號包括需要熒光標記的NT.115及NT.115 pico 和非熒光標記的基于賴氨酸自發熒光檢測的NT.LableFree及NT.Automated；系統特點是無需配體固定，對一些結構敏感的蛋白檢測比較有優勢，而且可直接檢測溶液中標記熒光的目標蛋白的相互作用，但是需要做很多個濃度梯度才能擬合出KD值，總體樣本需要量較多，雖然有16通道和96通道型號，但其實每次只能測一組KD值或8組KD值，對高通量篩選類的實驗還存在局限性；熒光標記增加實驗復雜度及成本，檢測沒有ELISA通量高和快，無標記的檢測方式因非流動相檢測，要求樣本高純度，不發光的化合物或小分子藥物檢測受限 ，儀器價格相對比較貴；總體分析，這款儀器更適合做膜蛋白或蛋白結構分析的平臺。
 
 
 
小編總結：

綜上所述系統涉及SPR，LSPR，ITC，MST和BLI技術；毋庸置疑SPR技術是最為經典的分子互作技術，目前市場的主流品牌主要是GE Biacore 和Nicoya ，Biacore采用經典的SPR技術，屬于高大上的儀器，比較適合儀器平臺使用；Nicoya采用的是下一代SPR技術，操作簡單且出結果速度快、配置靈活，既有適合實驗室的也有適合儀器平臺的機型； ForteBio生物膜干涉技術通量高但分子量檢測有限，在抗體篩選方面有著比較大的優勢，適合抗體研發企業或平臺；MST和ITC因不用固定蛋白，在膜蛋白和蛋白結構研究中優勢比較明顯， 同時也適合一些化學研究的平臺。