GCI,SPR,BLI动力学检测真实案例分享

基于光学传感器的实时无标记动力学检测方法灵敏度和准确性高，因此成为目前主流的分子互作检测方式，这些光学检测方法目前主要分为GCI（光栅偶合干涉），SPR（表面等离子共振）以及BLI（生物层干涉）技术。在这些方法中，通常将蛋白质受体分子固定在传感器表面，然后注入配体（称为分析物）使其流过传感器。在特定的缔合时间后（由受体结合位点的饱和度决定），将不包含配体的溶液通过流通池注入以解离受体-配体复合物（图1）。受体和配体的结合和解离的变化将转化为光的干涉图案。这些变化基于与表面受体与配体分子结合的数量，并以传感图表示，从中可以计算出动力学缔合常数（kon）和解离常数（koff），以及Kd（图1）[1]。

在分享一些案例之前，我们先了解一下无标记技术检测分子间亲和力和动力学的基本流程，如图2所示

实验步骤：将2ug/mL的Antibody1作为配体固化在ProteinA芯片上，固化水平为200RU。不同种属的分析物Antigen1和Antigen2以100nM，30uL/min流经固化有配体的芯片表面。结果如图3（SPR），图4（GCI）所示。

在这种情况下，研究员会对antigen2会继续做动力学表征，而antigen1因为信号值很弱被认为是阴性样品。

在配体固化水平及分析物浓度相同的条件下，GCI技术在单一浓度分析的过程中可得到稳定的结合信号，研究人员在这种情况下会继续完成此样品的动力学分析。为后续的研究提供更多可参考的信息。

接着我们继续对比一些SPR信号值很弱的阴性样品，同样保持相同的固化水平，浓度，流速等条件。结果如图5，图6所示

在这些案例中不难看出，GCI的灵敏度非常高，这是由于SPR的渐逝场检测的范围仅有100nm，（图7）,而GCI技术将光路延伸至整个2mm传感器（图8），渐逝场覆盖范围更广，可检测的相互作用更多。

BLI技术因其较高的通量以及无管路的设计常应用在上清液的动力学表征，而GCI技术特有的RAPID模式可实现脉冲式进样缩短来样品饱和时间，并且无需对分析物进行梯度稀释，极大的缩短了样品准备时间，独特的微流路外置在芯片上（图9）的设计避免了管路堵塞的风险，同样适用于上清液的动力学表征。下面让我们一起来看几个案例。

实验步骤：将胞外表达的培养基上清液中未知浓度的8个抗体固化在ProteinA传感器上，与100nM的分析物（抗原）相互作用的结果如图10（BLI），图11（GCI）。

所测的8个样品中，BLI中有5个超过了检测限，而GCI只有2个，这是由于BLI无管路的设计,导致亲和力较高的样品二次结合（rebinding）。

 8个样品BLI总耗时1个半小时，GCI耗时2个半小时，但BLI技术因其浸入式的传感器设计导致样品挥发所以样品放置时间不宜过长，运行过程中需人员值守。而GCI的微流路外置在的设计既不会使样品挥发，又避免了微流路堵塞的风险，可实现120h无人值守运行。因此当样品量继续增加到96个样品以后，GCI与BLI（8通道）通量相当，且无需对分析物进行梯度稀释，大大节约了样品准备时间。

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