Biacore应用交流-中国科学院生物物理研究所 蛋白质科学研究平台
BiaCore基本原理
离下来的分析物量
再生
• 将和配体结合的分析物分子从芯片表面彻底除去 • 必须保持芯片表面的活性
Biacore Training
传感图（The Sensorgram）
Biacore Training
Biacore Training
总结 • Biacore 技术组成
5acoretrainingspr检测spr是一种折射率传感器测量结果依赖于表面分子的浓度和环境温度spr响应值表示了共振角度的改变大致上对于cm5芯片和蛋白质的结合而言1ru的响应值等价于芯片表面结合物质的浓度改变了1pgmm2biacoretraining微射流卡盘ifc液体传送装置迷你化的组件试剂消耗量低完整的全自动液体处理装置ifc液体通道液体通道flowcells展开图biacoretraining微射流卡盘液体通道flowcells不同的biacore仪器其ifc的液体通道的类型和数量有所不同
» 传感图（The sensorgram）
SPR 生物传感技术的应用领域 • 生物大分子的相互作用
Biacore Training
SSppeecciiffiicciittyy
KKiinneettiiccss
AAffffiinniittyy
CCoonncceennttrraattiioonn
How Specific...
SPR技术的主要构成部分
SPR 检测系统
Biacore Training
传感芯片
IFC微射流卡盘
SPR 检测系统
Biacore Training 质量改变 结合过程
解离过程
光学组件
光源 时间
偏振光
biacore曲线
biacore曲线引言概述：Biacore曲线是一种常用的生物传感技术，用于研究分子间的相互作用。
该技术通过测量分子间的亲和力和动力学参数，为研究蛋白质、抗体和药物等生物分子的相互作用提供了重要的工具。
本文将从三个大点出发，详细阐述Biacore曲线的原理、应用以及优势。
正文内容：1. 原理1.1 表面等离子共振Biacore曲线基于表面等离子共振（surface plasmon resonance，SPR）现象。
当光线入射到金属薄膜表面时，与金属表面的电子发生共振，形成表面等离子波。
当有分子吸附到金属薄膜表面时，会改变表面等离子波的传播情况，从而引起光的反射角发生变化。
通过测量反射光的角度变化，可以得到分子与金属表面的相互作用信息。
1.2 生物分子相互作用Biacore曲线利用SPR技术测量生物分子相互作用的动力学参数，如关联（association）和解离（dissociation）速率常数，平衡常数等。
通过将一个分子固定在芯片表面，另一个分子流经芯片表面，可以实时监测两者之间的相互作用。
这种实时监测的优势使得Biacore曲线成为研究分子间亲和力的重要工具。
1.3 曲线分析Biacore曲线的分析通常包括两个步骤：曲线拟合和数据解读。
曲线拟合可以通过不同的模型来实现，常见的模型有Langmuir模型和双指数模型等。
数据解读可以通过计算得到的动力学参数来评估分子间的亲和力和解离速率。
这些参数对于研究药物的相互作用、蛋白质结构和功能等方面具有重要意义。
2. 应用2.1 药物筛选Biacore曲线可以用于药物筛选的初步评估。
通过测量药物与靶蛋白之间的亲和力和动力学参数，可以评估药物的结合能力和稳定性。
这对于药物研发过程中的候选药物筛选和优化具有重要意义。
2.2 抗体研究Biacore曲线广泛应用于抗体研究领域。
通过测量抗体与抗原之间的亲和力和解离速率，可以评估抗体的结合能力和亲和力。
这对于抗体的筛选、优化以及疾病治疗方案的设计具有重要意义。
Biacore_检测蛋白与蛋白相互作用
Biacore_检测蛋白与蛋白相互作用蛋白是生物功能的主要体现者，蛋白的表达水平、活性强弱和相互作用等与生物学功能密切相关，如复制转录、信号转导、新陈代谢、抗体药物等，错误的蛋白相互作用会引起紊乱和疾病。
因此，蛋白的相互作用分析成为目前生物大分子研究中必不可少的重要手段。
蛋白-蛋白相互作用分析方法有很多，比如ELISA、CoIP、FRET、Y2H等，但这些方法往往受到需要标记、检测灵敏度低、假阳性高、无法定量等限制。
以Biacore为代表的表面等离子体共振（SPR）技术，无需对分子进行标记，能够实时观测微量、灵敏、快速、动态的定量表征结合过程，为正确全面地判定分子间相互作用提供可靠的数据支持！Biacore在蛋白-蛋白相互作用领域的研究涉及到科学研究的很多方面，比如：（1）结构生物学（2）病毒入侵机制（3）植物调控的分子机理，抗逆机制（4）转录因子（5）食品含量测量（6）疾病的分子机理研究等接下来以BiacoreT200仪器为例，解析蛋白与蛋白互作实验操作流程。
Biacore T200 检测蛋白与蛋白结合操作指南实验前准备· S 系列 CM5 芯片，货号：29-1049-88 ( 一片装 )、BR-1005-30 ( 三片装 )、29-1496-03 ( 十片装 )，( 注：每张芯片若一次性使用，可检测三对不同的互作，若再生后重复使用，只要蛋白一直有活性，就可一直使用 )。
·氨基偶联试剂盒( 货号：BR-1000-50),( 注：里面的EDC 和NHS，溶解后，200ul 每管分装，-20℃冻存，后续实验前，各取一管融化后使用即可 )。
·偶联 Buffer：10mM 醋酸钠 pH4.0 ( 货号：BR-1003-49 )，或10mM 醋酸钠 pH4.5 ( 货号：BR-1003-50 )。
·缓冲液：10 x HBS-EP+ ( 货号：BR-1006-69 )，用去离子水稀释10 倍，配置500 mL，置于T200 系统左侧托架上，将缓冲液进液管 A 插入瓶中。
BiacoreT200SPR详细操作流程-2亲和力及动力学测定和数据分析
BiacoreT200SPR详细操作流程-2亲和⼒及动⼒学测定和数据分析3) 在setup 对话框中，设置Startup 。
在运⾏正式样品前，通常都会运⾏若⼲Startup 循环，⽬的是让系统在开始阶段模拟运⾏样品，以达到稳定的基线和系统状态。
因此此时的样品⼀般都⽤缓冲液替代分析物样品。
在solution 中输⼊Buffer ，Number of Cycles 设为3（通常为3-5次）。
点击Next，进⼊下⼀步。
四测定亲和⼒和动⼒学（多循环）在这章节中，我们将应⽤向导程序设置多循环实验，完成亲和⼒和动⼒学数据的检测。
同时，我们也将介绍如何分析所得到的实验数据。
在第2章中，我们已经在芯⽚上偶联了配体（β2-microglobulin 抗体）。
在第3章中，我们确定了分析物（β2-microglobulin ）的浓度范围和再⽣试剂条件。
在这章节中，我们将会检测配体和分析物的亲和⼒和动⼒学。
4.1设置多循环动⼒学1) 打开New Wizard Template ，在Assay 中选择Kinetics/Affinity ，点击New 。
2) 在Injection Sequence 对话框中，Flow path 选择2-1，Chip type 选择CM5，点击Next ，进⼊下⼀步。
4) 在Injection Parameters对话框中，设置进样、解离和再⽣的相关参数。
在Sample中，Contact time是指分析物的进样时间，通常为1-5分钟，本次实验设为180s。
亲和⼒实验的Flow rate必须⼤于30µl/min，此处设为30µl/min。
Dissociation time是指解离时间，需根据样品的情况设置，此处设为300s。
在Regeneration中，Solution输⼊regeneration scouting结果中确认的再⽣试剂条件，Glycine-HCl 2.5。
biacore 分子互作技术
biacore 分子互作技术BIACORE是当前广泛应用的实时生物分子互作技术平台，可用于研究生物大分子（蛋白质、核酸等）之间的相互作用，包括蛋白质与其配体、抗体与其抗原、细胞受体与配体等。
该技术基于表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）原理，可以实时、无标记、非抗体依赖地监测生物分子之间的相互作用变化，提供了一种高灵敏度、高时效性的生物分子互作分析手段。
本文将从技术原理、实验步骤、技术优势、应用前景等方面进行介绍。
一、技术原理BIACORE技术的原理基于SPR原理，即当激光光束经过从金属薄膜反射时，会在薄膜表面形成一个等离子体振荡层，也就是表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）。
当生物分子（蛋白质、核酸等）在薄膜表面上形成一个复合物时，复合物的质量和厚度影响了表面等离子体振荡层的共振角度和强度，从而导致反射光的强度和反射光的位移发生变化，并且这种变化与复合物的特异性、亲和力等参数相关。
因此，通过测量反射光的强度和反射光的位移变化来分析生物分子之间的相互作用，可以快速、准确地测定它们之间的亲和力、动力学参数等信息。
二、实验步骤BIACORE技术通常需要进行以下步骤：1、表面修饰：制备金属表面，并通过特定的方法进行表面修饰，例如使用一种特定的抗体或者配体。
2、样品注入：待测试的生物分子样品或蛋白质样品通过注射器注入到BIACORE探头的药物集合器内，然后直接进入芯片表面进行检测。
3、实时监测：检测过程需要实时监测反射光的强度和反射光的位移变化，用于分析样品与表面受体之间的结合变化。
4、数据分析：通过数据分析软件，对实验数据进行分析解释，获得生物分子之间相互作用的动力学参数、亲和力等信息。
三、技术优势1、实时监测：该技术能够实时监测分子相互作用过程，避免了传统生化方法（如放射标记法、酶联免疫吸附法等）中间的间歇步骤，从而获得更加准确的结果。
蛋白质研究技术平台
详细描述
生物标志物是生物体内与疾病或生理状态相 关的蛋白质或其代谢产物，通过蛋白质组学 技术可以发现新的生物标志物，并通过验证 实验确认其在临床实践中的价值。例如，在 糖尿病研究中，可以找到与糖尿病相关的生 物标志物，用于监测血糖控制情况、评估糖 尿病并发症的风险以及指导治疗方案的选择
。
06
技术平台的挑战与展望
VS
详细描述
蛋白质组学技术可以对大量蛋白质进行高 通量、高灵敏度的检测和分析，通过比较 正常和疾病状态下的蛋白质表达谱，发现 与疾病相关的差异表达蛋白质，进而揭示 疾病发生发展的分子机制。例如，在癌症 研究中，可以找到癌症特异的蛋白质标志 物，用于癌症的早期诊断和预后评估。
药物靶点筛选
总结词
药物靶点筛选是技术平台的另一重要应用，通过蛋白质组学技术，可以高效地发现和验证药物作用的靶点，为新 药研发提供关键的候选药物分子。
特点
蛋白质研究技术平台具有高度的专业 性、技术性和系统性，涵盖了蛋白质 组学、生物化学、分子生物学等多个 领域的知识和技术。
技术平台的重要性
生命科学研究的基础
生物技术的核心
蛋白质是生命活动的主要承担者，对 蛋白质的研究是深入了解生命过程和 疾病机制的基础。
蛋白质研究技术平台在生物技术的多 个领域，如基因工程、细胞工程、酶 工程等中发挥着核心作用。
凝胶电泳技术
聚丙烯酰胺凝胶电泳
01
根据蛋白质的电荷和分子量进行分离，分辨率高，常用于精细
的蛋白质分离。
琼脂糖凝胶电泳
02
根据蛋白质的电荷和分子量进行分离，操作简便，常用于初步
分离和鉴定蛋白质。
双向凝胶电泳
03
结合等电聚焦和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，可对蛋白质进行高
生物大分子相互作用分析
四、BIAcore的一般分析流程
2. pH值选择（pH Scouting）
A 目的 使配体与芯片表面接近
B 如何选择合适的pH值？ 选择在pKa和蛋白质pI之间的某一pH值，用此pH值的NaAC稀释配体。
C 判断pH值合适的依据
四、BIAcore的一般分析流程
BIAcore C
BIAcore 3000
BIAcore Flexchip
BIAcore A100
BIAcore X100
BIAcore T100
二、BIAcore简介和工作原理
4. 其他品牌的分子互作分析仪
二、BIAcore简介和工作原理
5. BIAcore3000组件
光路和检测系统
IFC系统 芯片及卡盘
一、生物分子相互作用的研究
3. 大分子互作研究方法
A 酵母双杂交系统（THS） B 化学发光共振能量转移（BRET） C 双分子荧光互补（BIFC） D 生物分子相互作用分析（BIA） E 蛋白芯片（PC）
二、BIAcore简介和工作原理
1. BIA定义
BIA：Biomolecular Interaction Analysis 生物分子相互作用分析
三、BIAcore的应用领域
1. 免疫学检测、生化分析
2. 药物发现和筛选
3. 核酸/核酸、核酸/蛋白互作分析
4. 蛋白质分析和蛋白质组学
三、BIAcore的应用领域
1. 免疫学检测、生化分析
A 抗原识别、抗原决定簇 代替放射性免疫检测和ELISA
B 抗原抗体结合常数测定 T细胞识别抗原是免疫学研究的重点，分析抗原抗体结合常
4. 进样分析（Sample Injection）
biacore配体偶联水平计算
在生物医学领域中，生物分子相互作用的研究是非常重要的。
而对于生物分子相互作用的研究中，biacore配体偶联水平的计算是一个关键的步骤。
本文将从浅入深地探讨biacore配体偶联水平计算的主题，帮助您更深入地理解这一概念。
1. 什么是biacore配体偶联水平计算？在生物医学研究中，biacore是一种常用的生物分子相互作用分析仪器。
而配体偶联水平计算则是指在biacore上对配体与受体的结合强度进行定量分析和计算。
这一步骤可以帮助研究人员更好地理解生物分子间的相互作用，从而为药物研发和生物医学研究提供重要参考。
2. biacore配体偶联水平计算的重要性配体偶联水平计算是生物医学研究中的关键一环。
通过这一计算，研究人员可以了解配体与受体之间的相互作用强度，从而评估药物的疗效和安全性，优化药物研发过程。
配体偶联水平计算也能够帮助科研人员深入理解生物分子的结构与功能，为疾病治疗和病理机制研究提供重要数据支持。
3. biacore配体偶联水平计算的原理在biacore配体偶联水平计算中，主要依靠表面等离子体共振技术(SPR)。
通过SPR技术，可以实时监测配体与受体在生物芯片表面的结合情况，并通过计算得出它们之间的结合亲和力、速率常数等参数。
这些参数的计算可以帮助研究人员全面评估生物分子的相互作用情况，为进一步研究和应用提供有效数据支持。
4. biacore配体偶联水平计算的进展和挑战随着生物技术和分析仪器的不断发展，biacore配体偶联水平计算在生物医学领域的应用也得到了广泛的推广。
然而，由于生物分子结合过程的复杂性和多样性，配体偶联水平计算中还存在一些挑战，如对大分子复合物的计算、数据的准确性和标准化等方面的问题。
未来还需要进一步完善技术和方法，以提高配体偶联水平计算的准确性和应用价值。
5. 个人观点与总结biacore配体偶联水平计算在生物医学研究中具有重要意义。
通过全面评估配体与受体的结合情况，可以为药物研发和生物医学研究提供重要参考。
biacore 案例
biacore 案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：生物传感技术在生物医药领域中扮演着越来越重要的角色，其中一种重要的技术是生物感应技术(Biacore)。
Biacore是一种生物传感技术，通过检测生物分子相互作用的强度和动力学来实现分子水平的定量分析。
它将生物分子固定在传感芯片表面上，通过监测在其表面流过的分析物质分子与固定生物分子间相互作用的变化来获得信息。
Biacore技术最初由瑞典公司Pharmacia Biacore开发，后来被GE Healthcare收购。
Biacore技术被广泛应用于生物医药领域，包括药物筛选、蛋白质相互作用研究、生物样品分析、免疫学研究等。
下面我们将介绍一些关于Biacore技术在药物开发方面的案例。
1. 蛋白质药物研究在研发新型蛋白质药物时，需要对药物与其靶点蛋白质的相互作用进行研究。
Biacore技术可以实现对蛋白质与蛋白质之间的相互作用进行定量分析，进而优化药物分子的结构，提高药效。
2. 生物样品分析Biacore技术也可以应用于生物样品的分析，比如血清样本中的蛋白质浓度检测、血液中各种荷尔蒙的检测等。
通过Biacore技术可以实现对生物样品的快速、准确的分析。
3. 药物筛选Biacore技术在药物筛选领域也有重要应用。
研究人员可以利用Biacore技术对候选药物与靶点蛋白质的相互作用进行快速筛选，从而筛选出最具活性的药物。
Biacore技术在生物医药领域中有着广泛的应用前景。
它可以帮助研究人员更加深入地理解生物相互作用的机制，加快新药研发过程，提高药物研发的效率和成功率。
相信随着生物技术的不断发展，Biacore技术将在未来有更加广泛的应用，为生物医药领域的发展做出更大的贡献。
第二篇示例：生物医学领域的科研工作往往离不开各种先进的仪器设备，在这BIACORE是一个被广泛应用的生物传感技术分析仪器，它可以用于生物分子间的相互作用分析、蛋白质互作研究、新药筛选等多个方面。
融合标签技术及其应用
SBP , streptavidin binding peptide ; HAT , Histidine affinity tag ; GST , Glutathione S-transferase ; MBP , Maltose- binding protein ; SPA , Staphylococcal protein A ;
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For Evaluation Only.
524
Chinese Journal of Biotechnology 生物工程学报 2006 , Vol122 , No14
15 a. a 19 a. a
S-fragment of RNase A Co2 + - CMA
Low pH 3molΠL guanidine thiocyanate , 012molΠL citrate pH 2 , 3molΠL magnesium chloride Low pH , imidazole
Nus A , N utilization substance A ; SUMO , small ubiquitin modifying protein ; Trx , Thioredoxin ; Ub , Ubiquitin.
2 融合标签的应用
211 简化蛋白质的纯化过程 融合标签技术用于重组蛋白质纯化是其最初的
多文献较为详尽地报道了各种融合标签[6 ,7] , 其大 小从几个氨基酸到整个蛋白质 , 相互作用类型包括 了酶与底物 , 细菌受体与血清蛋白 , 聚组氨酸与金
属离子 , 抗原与抗体等等[8] , 表 1 列出了目前报道 较多的标签融合系统 。
biacore曲线解读
biacore曲线解读引言：Biacore是一种生物分子相互作用研究的常用仪器，通过监测分子间的相互作用，可以得到实时的结合曲线。
这篇文章旨在解读Biacore曲线，详细阐述其含义和解读方法。
正文内容：1. 曲线基本特征1.1 上升阶段1.2 平台阶段1.3 下降阶段2. 结合常数与亲和力解读2.1 结合常数的计算2.2 结合常数的意义2.3 亲和力的解读3. 反应动力学解读3.1 关联常数的计算3.2 关联常数的意义3.3 反应动力学的解读4. 质量传递解读4.1 传递率的计算4.2 传递率的意义4.3 质量传递的解读5. 曲线形状异常解读5.1 峰形异常5.2 平台异常5.3 下降异常总结：通过对Biacore曲线的解读，我们可以得到关于分子相互作用的重要信息，如结合常数、亲和力、反应动力学和质量传递等。
对曲线形状异常的解读也能帮助我们发现实验中的问题。
因此，熟练掌握Biacore曲线的解读方法对于生物分子相互作用研究至关重要。
正文内容详述：1. 曲线基本特征1.1 上升阶段：曲线一开始出现上升趋势，表示配体与受体之间的结合正在发生。
上升阶段的斜率可以反映结合的速率。
1.2 平台阶段：当曲线达到一个平稳的水平时，表示配体与受体的结合已经达到了平衡。
平台阶段的水平可以反映结合的平衡程度。
1.3 下降阶段：在某些情况下，曲线可能出现下降趋势，表示配体与受体的结合正在解离。
下降阶段的斜率可以反映解离的速率。
2. 结合常数与亲和力解读2.1 结合常数的计算：结合常数是描述配体与受体结合强度的指标，可以通过Biacore曲线的斜率和平台值来计算。
斜率越大，平台值越高，结合常数越大。
2.2 结合常数的意义：结合常数越大，表示配体与受体的结合越强，亲和力越高。
2.3 亲和力的解读：亲和力是描述配体与受体结合稳定性的指标，可以通过结合常数来间接反映。
亲和力越高，表示配体与受体结合越稳定。
3. 反应动力学解读3.1 关联常数的计算：关联常数是描述配体与受体结合速率的指标，可以通过Biacore曲线的斜率来计算。
Biacore实验原理及流程
Biacore实验原理及流程Biacore可检测样品的范围十分广泛，包括蛋白、多肽、抗原、抗体、核酸、有机小分子、脂类、多糖、中草药、纳米材料、高分子材料、细胞、细菌、病毒，甚至组织裂解液、血清以及腹水等临床样品。
目前，Biacore技术主要应用于生命科学基础研究、新药的筛选和开发、食品工业等，尤其在肿瘤、蛋白质组学、免疫学和传染病、生物制药方面应用较多。
一、实验原理
Biacore是基于表面等离子体共振（SPR）技术来实时跟踪在天然状态下生物分子间的相互作用，无需任何标记物。
表面等离子体共振（surface plasmonresonance，SPR）是一种光学现象，在传感芯片发生全反射界面上有一层约50nm厚的金属膜，偏振光入射到棱镜的一端，在棱镜与金属膜的界面会产生表面等离子波，当入射光波的传播常数与表面等离子波的传播常数匹配时，金属膜内的自由电子会产生共振，即表面等离子共振体。
分析时，先将一种生物分子即配体（蛋白、抗体等）偶联在生物传感器表面，再将含有另一种能与靶分子产生相互作用的生物分子（分析物）的溶液注入并流经生物传感器表面。
生物分子间的结合引起生物传感器表面质量的增加，导致折射率的变化，通过监测SPR 的角度变化，可自动获得分析物的动力学结合和解离常数、亲和力及特异性等。
生物分子间反应的变化即被观察到。
二、实验材料
仪器：Biacore 3000；Biacore 8K
样品：a，样品是否均一，多聚物还是异构体；b，样品中是否有高折光率物质，甘油、蔗糖、咪唑等；c，分析物的纯度如何，动力学/亲和力测定：纯度>90%；d，分析物是否有活性，要新鲜有活性；e，是否存在非特异性结合，检查参比通道；f，使用运行缓冲液稀释，尽量减小容积误差。
BiaCore应用
-5
-10
25
-15 40 46 52 58 64 70 76 82 Time
20
88
94
100
106
112
118
124
130 s
15
Rmax = 20RU KD = 127μM
10
5
0 0 5e-4 1e-3 1.5e-3 2e-3 2.5e-3
动力学分析
•
Biacore Training
分子复合物的生成和解离的速度有多快?
biacore技术应用原理和典型的实验结果多重结合分析multiplebindingbiacore实验设计的灵活性很高能方便地进行交叉反应和特异性结合的测试多重结合分析multiplebinding通过测试多个抗体和同一个抗原的连续结合测定抗原决定簇标准曲线calibrationcurveresponse浓度样品不同测试种类浓度分析由于结合和解离的速率太快不能得到精确的结合和解离的速率测量结果细胞受体和mhcclassii的亲和力计算亲和力常数monitorbindingcurvesactivesurfacereferencesurfacesubtractbulkeffectsusesteadystatecalculateaffinityeq50150350550750950115013501550175070140210280350420490560630700亲和力分析典型的实验结果1510510152025303540465258647076828894100106112118124130ru101520255e41e315e32e325e3360和其mab结合mab偶联于传感芯片上152000m8种样品浓度每个浓度重复3次分子复合物的生成和解离的速度有多快
Biacore-生物大分子相互作用分析仪介绍
Biacore 生物大分子相互作用分析仪BIA是英语"Biomolecular Interaction Analysis"的缩写，Biacore提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。
通过它您能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解生物分子的结合过程共有多少个协同者和参与者。
Biacore可以让您得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况。
无需借助标记物进行分析使Biacore广泛应用于各类生物体系的测定，从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖直至类脂、噬菌体、病毒和细胞。
Biacore 是一个通用的仪器，因为您可以任意偶连如上所述任一种生物分子到传感片表面。
因此要将Biacore应用在哪个领域，由您决定!Biacore 拥有20余年表面等离子共振（SPR）生物传感器的研发经验，是生物分子相互作用领域的技术引领者和标准制定者。
Biacore系统提供独到的洞察力来揭示蛋白质以及其他生物分子之间的相互作用，能够帮助科学家们更深入的理解生物分子的功能、更好的作出决策和提高生产力。
Biacore是基于表面等离子共振(SPR)技术来实时跟踪生物分子间的相互作用，而不用任何标记物。
实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。
检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面的分子结合、解离整个过程的变化。
Biacore系统可以为很多领域提供有价值的信息包括：动力学、亲和力、特异性、热力学和浓度等，同时它所能够研究的分子范围也十分广泛-大至细胞与病毒，小至100道尔顿以下的有机化合物。
Biacore系统性能强大的硬件、种类丰富的耗材和操控智能的软件适合各个领域对于各种高质量数据的需求：无论是基础研究，还是药物开发，甚至是生产过程中的质量控制。
您可以从Biacore官方网站（）上查询到更多的信息。
表面等离子共振 biacore 8k
表面等离子共振技术（Biacore 8k）在生物化学和生物医学领域中扮演着至关重要的角色。
通过检测生物分子之间的相互作用，这一技术为疾病诊断、药物研发以及基因工程等领域提供了重要的数据支持。
在本文中，我们将深入探讨表面等离子共振技术的原理、应用以及未来发展趋势，帮助读者更深入地了解这一领域。
1. 表面等离子共振技术表面等离子共振技术（Surface Plasmon Resonance, SPR）是一种用于研究生物分子相互作用的重要方法。
其原理是通过在金属表面上固定生物分子，当有生物分子与其相互作用时，会发生局部折射率的变化，从而引起共振角的变化。
Biacore 8k作为目前应用最广泛的表面等离子共振仪器之一，能够实时、定量地监测生物分子的相互作用，具有高灵敏度和高通量的特点，被广泛应用于药物筛选、蛋白质相互作用研究等领域。
2. 表面等离子共振技术的应用Biacore 8k在药物研发中扮演着至关重要的角色。
通过监测药物与靶标蛋白的结合动力学和亲和力，科研人员可以更准确地评估药物的疗效和毒副作用，从而加快药物研发的速度。
Biacore 8k还被广泛应用于蛋白质相互作用、抗体结合特性等研究中，为基础科学研究提供了重要的技术支持。
3. 表面等离子共振技术的未来发展趋势随着生物化学和生物医学领域的不断发展，表面等离子共振技术也在不断创新和改进。
未来，我们可以预见，Biacore 8k将会更加智能化、自动化，实现更高的样品处理能力和更广泛的应用范围。
随着大数据和人工智能技术的发展，Biacore 8k在数据分析和结果解释方面也将迎来革命性的变化，使其在生物医学领域发挥更大的作用。
总结回顾：通过本文的介绍，我们对表面等离子共振技术（Biacore 8k）有了更深入的了解。
这一技术在药物研发、蛋白质相互作用研究等领域具有重要的应用价值，同时也面临着不断创新和改进的发展趋势。
我个人对此深有同感，相信随着这一领域的持续发展，表面等离子共振技术将会为生物医学领域带来更多的惊喜和突破。
biacore共价偶联指配体通过化学反应可逆地连接到芯片表面
biacore共价偶联指配体通过化学反应可逆地连接到芯片表面Biacore共价偶联是一种生物传感技术，主要用于研究分子间的相互作用。
在这个过程中，配体通过化学反应可逆地连接到芯片表面。
这种技术可以用于测量分子间的亲和力、动力学参数等，为生物科学研究提供了重要的实验手段。
1. 基本原理Biacore共价偶联技术的基本原理是将生物分子（如蛋白质、核酸等）作为配体，通过化学反应将其固定在石英玻璃芯片表面。
当待测分子与固定在芯片上的配体发生相互作用时，会引起表面张力的变化，从而改变芯片表面的折射率。
通过检测这种折射率变化，可以得到分子间相互作用的信息。
2. 操作步骤Biacore共价偶联操作主要包括以下几个步骤：（1）芯片准备：首先需要对芯片进行清洗和活化，以去除表面的杂质和活化表面的羟基。
（2）配体固定：将配体与活化剂反应，生成具有活性的酯基或胺基团。
然后将这些活性基团与芯片表面的氨基或羧基发生共价反应，将配体固定在芯片表面。
（3）样品处理：将待测分子与配体混合，使其充分结合。
然后通过洗涤和再生处理，去除未结合的分子，得到结合在芯片表面的待测分子。
（4）相互作用检测：将待测分子与固定在芯片上的配体发生相互作用，通过检测折射率变化，得到分子间相互作用的信息。
（5）数据分析：根据实验数据，计算得到分子间相互作用的亲和力、动力学参数等。
3. 优点与局限性Biacore共价偶联技术具有以下优点：（1）灵敏度高：由于采用光学原理检测分子间相互作用，因此具有较高的灵敏度。
（2）特异性强：通过选择特定的配体，可以实现对特定分子的选择性检测。
（3）可逆性：共价偶联过程是可逆的，可以通过再生处理实现多次使用。
然而，Biacore共价偶联技术也存在一些局限性：（1）操作复杂：整个实验过程涉及多个步骤，操作较为复杂。
（2）成本较高：Biacore仪器价格较高，对实验室条件有一定要求。
（3）适用范围有限：由于共价偶联过程需要特定的化学反应，因此对于某些难以进行共价偶联的分子，可能无法使用该技术进行研究。
SPR(Biacore)动力学亲和力分析
我们无需知道复合物和配体的实际浓度！
8
Biacore中的速率和亲和力
A
Biacore Training
d [AB] dt ka
B
[A]
ka kd
[B]
AB
kd [AB]
dR dt RU/s
ka M-1s-1
C
M
[R max R]
RU
kd
R
s-1 RU
A has one binding site and reacts with immobilized ligand B has n identical and independent binding sites
•
在Biacore中，所检测到的反应速率是物质迁移 现象和分子间的相互结合作用的综合结果
» 通过使用合适的反应环境，质量转移导致的影响能够 被最大程度地控制
12
什么是物质迁移? • 扩散的物质迁移
» 单一样品在静态的系统中
Biacore Training
分析物 梯度
•
经过一定的时间，靠近芯片表面的分析物的浓度将 会逐渐降低，并逐渐在溶液中形成一个分析物浓度 梯度
9
Biacore Training感图中的信息 • Rmax, Req 和 KD的关系
Biacore Training
11
物质迁移（Mass Transport） •
Biacore Training 在Biacore中，和动力学测量相关的一种现象
» 描述生物分子从溶液向芯片表面转移的过程 » 和生物分子间的相互作用无关
17
必须考虑的几个因素
动力学分析
Biacore Training
• • • • • •
biacore原理
biacore原理BIacore（表面增强拉曼散射诱导原理）技术是一种专为分析蛋白质相互作用而开发的生物传感器技术。
BIacore技术可以根据蛋白质之间的相互作用来分析它们之间的关系。
BIacore技术利用双重酶促反应（DCR）原理，结合其独特的表面增强拉曼散射诱导原理（SELEI）原理，将蛋白质相互作用转化为可以用来直接衡量的精确的测量信号。
双重酶促反应模型，也称为双重酶抑制模型，是一种能够帮助研究人员了解蛋白质之间相互作用的分析模型。
这种模型的基本原理是，当两个蛋白分子之间有结合作用时，它们会影响对方酶的活性。
比如，如果蛋白A和蛋白B彼此结合，那么它们会抑制彼此的酶活性，从而减少The反应产物的产生。
BIacore技术利用双重酶促反应模型，结合其特殊的表面增强拉曼散射诱导原理（SELEI），来分析蛋白之间的相互作用。
在Biacore 原理中，两个蛋白A和B之间有着特定的相互作用。
首先，蛋白A和B被添加到一个表面增强拉曼散射测量探头（SELEI）上，然后向表面增强拉曼散射探头上施加微弱的压力，从而催化双重酶促反应反应，并产生测量信号。
随着添加的压力越来越强，双重酶促反应反应也会随之变强，从而产生更大的测量值，这样就可以更准确的分析相互作用的蛋白质。
该测量值（动力学信息）可以进一步用来确定蛋白质之间的作用强度，以及它们的活性、亲和力和结合能力。
BIacore技术是一种强大的、可靠的分子生物学分析技术，可用于研究蛋白质之间的相互作用。
它可以提供准确可靠的结果，以及双重酶促反应（DCR）模型和表面增强拉曼散射诱导原理（SELEI）技术之间的组合。
此外，本技术具有灵活性和快速性，因此为研究不同类型的蛋白质相互作用提供了有价值的策略。
总之，BIacore（表面增强拉曼散射诱导原理）技术是一种分析蛋白质相互作用的特殊技术。
它利用双重酶促反应模型，结合表面增强拉曼散射诱导原理（SELEI），将蛋白质之间的作用转换为可以用来定量测量的信号。
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Ligand surface
• High density ligand weakened serum binding background
Binding level，regeneration
5. 解离慢的互作可以采用三倍稀释
6. Biacore 3000和T100数据的一致性
仪器 Biacore3000 BiacoreT100
0 2 4 6 ug/ml 8 10 12 14 16
200 0
测定小鼠血清中针对某种抗原的抗体浓度， 建立标准曲线时发现购买的样品有问题。
2. 寻找好的再生条件有利实验的重复性 和稳定性
Yang X, et al. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2014
Gong Y, et al. Nat Struct Mol Biol. 2011
6. 其它技术有一定局限性：亲和力太强， 超过了ITC测量的最佳范围
Ding J, et al. J Biol Chem. 2012
ITC测定的亲和力为1.6 nM，是ITC技术直接测定 亲和力的极限！
Biacore适合测定nM级亲和力，并得到动力 学数据，了解互作的动力学过程
KD = 4.83 Χ10-8 M
原因:逐项排除，最后发现是缓
冲体系的问题，pH出错。 重新制备缓冲液后验证。
100
200 Tim e
300
400
500 s
4. 浓度测定时可以不用对照通道
Gly-HCl
Negative serum
Gly-HCl
Negative serum
Blank surface
实验操作和样品准备是完全独立的，亲和力完全一致。
总结
Biacore技术：发现相互作用
确定相互作用 定量相互作用 浓度测定 准备工作非常重要：样品准备和文献调研 实验者最好全程参与Biacore实验
谢 谢！
ca p tu ring m ole c ule
Response
lig a n d
-100
0
100
200 Tim e
300
400
500 s
Streptavidin-biotin, PBST, 12.5-250 nM
RU
Anti-human IgG, HEPES
亲和力相差40倍！
Response
70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -100 0
3. 实验样品和缓冲液的认真准备
采用两种捕获方式测定某一人源抗体与抗原的亲和力
RU 120
KD = 3.35×10-8 M
RU 180 130 80 30 -20
KD = 8.31×10-10 M
a na lyte
Response
100 80 60 40 20 0 -20 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Tim e s
SPR实验证明：
4. 获得复合物结构后，通过Biacore实验 找出作用面上的关键氨基酸残基
Zhang Z, et al. Mol Microbiol. 2010
5. 样品是混合物，测定某种生物分子的 活性浓度
标准曲线
检测细胞培养上清中抗体 的活性浓度
6. 其它技术有一定局限性：快结合快解离 EMSA技术很难测出来
ka (M-1s-1) 2.38×106 2.401×106
kd (s-1) 1.63×10-3 1.651×10-3
KD (M) 6.87×10-10 6.878×10-10
Rmax（RU） 33.4 16.54
Capture level: 152 RU for 3000 and 69.2 RU for T100. Regeneration: 15-s pulse of 20 mM HCl. Kinetic assay: concentrations: 0, 1.25, 2.5, 5, 10, 20, 40, 0, 5 nM. injection time: 90 s; dissociation time: 180 s; flow: 40 µ l/min.
Biacore应用交流
陈 媛 媛 中国科学院生物物理研究所 蛋白质科学研究平台 2015.4.16
主要内容
案例分享：Biacore技术提供了哪些重要信息。
实验体会：如何得到理想的Biacore数据。
使用的仪器
Biacore 3000 （2005年启用）
Biacore T100 （2010年启用）
ka
kd
表面等离子共振技术(SPR) 分子间互作的动力学分析 KD = kd/ka
案例分享
1. 通过Biacore技术确定新的调节细菌趋 化性的方式
Li R, et al. Mol Microbiol. 2010
2. 获得重要蛋白复合物结构，补充生化 实验
Gong Y, et al. Nature, 2008
Biacore实验体会
1. 样品的活性和均一性是最重要的！
RU 250 200 150
7.8-500ug/ml
100 80 60 40 20 0
25 75 125 Time 175 225 s
7.8-500ug/m l
Response
100 50 0 -50
RelResp
Bad ligand
0 100 200 Conc 300 400 500
3. 搭建结构到功能的桥梁
Li X, et al. J Biol Chem. 2006
蛋白的生理功能是通过相互作用实现的，得到单一蛋白结构后，通过Biacore实验， 分析互作机制，将结构和功能联系起来，扩展文章的深度。
3. 搭建结构到功能的桥梁
Wang D, et al. Nat Immunol, 2010
0.01-16ug/m l
RU 2000 1500 1000
0.01-16ug/m l
1800 1600 1400 1200
Response
RelResp
1000 800 600
500 0
400
-500 -1000 50 100 150 Time 200 250 300 350 s
Good ligand