摘要: 表面等离子共振( Surface Plasmon Resonance, SPR) 技术已经广泛用于抗体开发、细胞治疗和疫苗开发等领域。Alto
TM局域表面等离子共振仪(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)通过集成SPR技术和数字微流控(Digtal Microfluidic, DMF)技术,无系统管路,最大程度地减少样品消耗及人工操作时间来表征生物分子间相互作用。本方法详细介绍了利用Alto检测生物大分子间相互作用的实验步骤,以免疫球蛋白Fc区受体(FcγR)IIb (又称CD32)和免疫球蛋白IgG的Fc片段的相互作用为例,将重组表达的CD32的胞外区片段通过氨基偶联方法固定在生物传感芯片上,通过数字微流控设定不同浓度梯度的分析物Fc,仪器实时监测金属纳米颗粒上吸光度位置波长的微小变化,以提供蛋白-蛋白相互作用亲和力信息。
材料与试剂
- 羧基芯片卡盒(Nicoya,KIN-CART-CBX-16)
- 羧基芯片实验试剂组合套装(Nicoya,ALTO-R-CBX-OPT)
- 10× PBS(Cytiva,catalog number: 28995084)
- PBST 缓冲液成分(见溶液配方)
仪器设备
- 全自动高通量分子相互作用分析仪Alto(Nicoya,ALTO16)
- 仪器控制和数据分析软件(Nicoya,ALTO-NICO-LM)
- 数据处理工作站(成就3910)
Alto LSPR 仪器及原理 一、仪器组成及原理 - 仪器组成
仪器包括一个显示触摸屏,用于通过用户界面访问仪器。该仪器承载一个芯片卡盒进行SPR实验,该卡盒可以插入仪器的卡盒装载舱中进行分析测试。 - 基本原理
Alto将LSPR传感器集成到数字微流控(DMF)卡盒中,创建了16个独立检测通道。其原理和特点如下:
LSPR是指当光线入射到由贵金属构成的纳米颗粒上时,如果入射光子频率与贵金属纳米颗粒或金属传导电子的整体振动频率相匹配时,纳米颗粒或金属会对光子能量产生很强的吸收作用,就会发生局域表面等离子体共振的现象,这时会在光谱上出现一个强的共振吸收峰,当有配体结合或分析物结合时,吸光度位置波长发生微小变化,其原理如图1所示(图源 https://nicoyalife.com/resources/what-is-spr/lspr-vs-spr-2/)。
图1 LSPR基本原理
DMF是一种通过电压精准控制和操纵电极上的离散纳米液滴移动的液体驱动技术。通过使用与标准孔板形状兼容的低成本、一次性卡盒,不需要任何物理泵、阀门或管道,解决了传统SPR流路系统带来的相关问题,同时提高了对复杂样本(如血清,细胞裂解液上清,大的病毒颗粒等)的兼容性。DMF卓越的液体处理能力能精准控制最小350 nL液滴,通过软件控制可以实现精确的全自动样品浓度梯度稀释,仅需2 μL样品即可获得一组完整的动力学和亲和力数据,比传统SPR样本体积低500倍。
Alto是世界上第一个实现LSPR与DMF技术整合的桌面型SPR系统,相比于传统SPR大大减少了实验步骤,如图2所示。
图2 Alto与传统SPR工作流程对比
二、应用及优势
Alto的应用范围:适用于蛋白、抗体、核酸、小分子化合物、碳水化合物、脂质体、细胞、病毒和纳米颗粒等多种样品。该仪器具有以下特点和优势:
- 高通量:一次可检测8个配体,48个分析物,实现24小时无间断运行。
- 低样本量:仅需2 μL样本获得5条曲线,得到完整的动力学和亲和力数据,比传统SPR样本体积用量低近500倍。
- 自动化操作:基于DMF技术,自动进行5个浓度的梯度稀释,减少人为误差,高重现性,无扩散及质传效应影响。
- 易操作:软件指导式操作,自动报错提示及优化指导,无需清洗流路,发生机械故障可能性极低。
实验步骤
引用格式:刘俊华, 常卿, 李文奇. (2025). 利用Alto LSPR检测蛋白配体与受体相互作用亲和力. // Surface Plasmon Resonance (SPR) Protocol eBook.
Bio-101: e1011027. DOI:
10.21769/BioProtoc.1011027.
下载引用格式
How to cite: Liu, J. H., Chang, Q. and Li, W. Q. (2025). The Binding Affinity Analysis of Protein Ligand Interacting with Receptor by Alto LSPR . // Surface Plasmon Resonance (SPR) Protocol eBook.
Bio-101: e1011027. DOI:
10.21769/BioProtoc.1011027.
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