蛋白质,小分子,DNA\RNA,脂类\脂质体\生物膜,多糖,多肽,全细胞,病毒,微生物。
2、SPR对于样品及配体有什么要求?
样品需要新鲜、有活性,要用0.22μm膜过滤或离心,配体的浓度要达到90%以上,分析物溶液中一般不能含有甘油、蔗糖、咪唑等高折光率物质。
3、配体和分析物的浓度如何准备?
一般的建议是,配体蛋白的准备量在1mg/mL浓度、50μL以上(实际工作浓度约50μg/mL),具体配体偶联量参见下方公式描述。
分析物浓度范围的确定与结合反应的解离平衡常数(KD)有关:在动力学分析中,一个理想的分析物浓度范围可以从10×KD作为最高浓度进行梯度稀释;在亲和力分析中,理想的分析物浓度范围可以选择从2×KD的浓度作为最高浓度进行梯度稀释。
如果分析物是小分子,蛋白与小分子结合反应的KD值,基本都在μM级别,因此可以将小分子最高浓度设为1000μM,按照3倍甚至5倍的稀释比例来配制浓度梯度(拉大范围)。
4、SPR可以提供哪些信息?
1)有无结合
2)结合的特异性和选择性
3)两种分子的结合强度--亲和力
4)结合和解离的快慢和复合体的稳定性--动力学
5)功能复合体形成的参与者、协同者和组装顺序
6)分子结合的温度与热力学特征
7)目标分子活性含量的检测
5、仪器预约及使用须知:
放置地点:医学科学楼F017
6、实验前需要准备些什么?
待检测的样品(未稀释的母液),芯片(可以自带、也可以提前咨询平台),移液枪和枪头,缓冲液瓶(500\250ml),EP管及其他所需试剂耗材。
7、平台可以提供什么试剂?
氨基偶联试剂盒,缓冲液(10XHBS-EP、10XPBSP),50mMNaOH溶液,10mM醋酸钠缓冲液(Acetate4.0\4.5\5.0\5.5)以及再生试剂(Glycine1.5\2.0\2.5\3.0)。
8、BiacoreS200仪器两边瓶子里装的都是什么液体?
左边:缓冲液,实验前需要换上新鲜配制的实验所需的缓冲液。进液管A需要插入至缓冲液瓶底部。
右边:小瓶内为去离子水,大瓶废液瓶。使用前后均需要检查两个瓶子的情况,小瓶内需要添加500ml去离子水用于清洗进样针,废液务必及时倒至实验室指定的废液桶内。
9、芯片是否可以重复使用?
针对BiacoreS200每张芯片有4个通道,一般会将1&2通道配套使用(1通道作为参比)、3&4通道配套使用(3通道作为参比),在非参比的通道上偶联配体进行检测;针对Biacore8K每张芯片有8个通道,每个通道有一对Flowcell(共16个检测点),一般在每个通道的Fc2偶联配体,Fc1作为参比通道。实验后选择合适的再生条件对芯片进行再生,并且将使用完毕后的芯片浸泡在合适的缓冲液中保存,保证偶联的配体仍有活性的情况下,芯片可以多次使用。
10、SPR芯片的放置:
1)在控制软件内选择Tools菜单中的InsertChip选项,打开芯片舱门,取出平台的维护芯片;
3)手持芯片,将有字的一面朝上,按照芯片上的箭头方向将芯片轻轻推入卡槽,最后合上芯片舱的舱门;
4)点击DockChip完成芯片置入,之后系统自动转入待机(Standby)状态;
5)选择Tools→Prime选项,点击Start。缓冲液会以较高的流速冲洗整个内部的流路系统,为下一步的实验做好准备。
注意:①实验结束后务必将自己的芯片取走并将平台的维护芯片重新放回;
②每次更换缓冲液或者芯片后,必须运行Prime程序。
11、SPR整个实验流程是什么?
配体偶联→表面测试→筛选再生条件→分析物进样(→芯片再生)→数据处理
12、配体的偶联量如何计算?
配体偶联是指将配体直接(将配体共价偶联与芯片表面、常用氨基偶联的方法)或者间接(捕获法,将捕获分子共价偶联于芯片表面,捕获分子在每个循环过程中通过亲合作用偶联配体)固定于芯片表面。
*根据以下公式计算目标偶联量:
Rmax为芯片表面最大结合容量,通常代入100RU;
analyteMW和ligandMW分别为分析物和配体的分子量;
RL为配体偶联量,实验时实际偶联量为1.5倍的RL;
Sm为化学计量比,未知时选择1。
13、再生条件如何选择?
1)理想的再生条件:
将与配体结合的残留的分析物分子从芯片表面彻底除去的同时必须保持芯片上配体分子的活性;多次进样的结合水平都能基本维持稳定,和第一次进样相比结合水平的变化在10%之内。
2)常用的再生条件:
样品类型
推荐再生条件
抗体
10mMglycine-HCl(pH3-pH1.5)
非抗体类蛋白
MgCl2(1-4M)
NaOH(1-50mM)
核酸
双链:1mMHCl单链:1-50mMNaOH
小分子
一般无需再生
脂单层
10-100mMNaOH或HCl
脂双层
异丙醇:50mMNaOH(体积比2:3)
NTA芯片
EDTA
注意:考虑再生试剂与运行缓冲液的兼容性。
14、分析小分子(DMSO为溶剂)时为什么需要做溶剂校正?如何做?
DMSO属于高折光率(refractiveindex)成分,含有DMSO的缓冲液流经活性通道时会存在一定的体积排阻效应,导致活性通道与参比通道上的信号存在差异。皆含有DMSO的缓冲液与分析物样品间的折光率误差往往难以避免。
15、如何做好溶剂校正?
16、蛋白的缓冲液中含甘油可以吗
甘油自身折光率高,含量需在10%以下,尽可能地从母液中稀释较大倍数减少含量,作为固定相用来偶联在芯片时甘油不会产生影响,可以考虑调换偶联蛋白和分析蛋白的顺序,或者在尽可能降低甘油含量以及蛋白和蛋白的亲和力足够大的基础上忽略其影响
17、蛋白缓冲液含有0.1%BSA是否影响蛋白和蛋白的亲和力
影响不大,在降低蛋白和蛋白结合过程的非特异吸附策略就包括额外添加少量的BSA减少和芯片的非特异吸附。实验结果也验证了是否含有这部分BSA,SPR测试得到的KD差别不大。
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18、小分子和蛋白的响应中呈向下的负值是怎么回事
如果呈现负值,且成浓度梯度依赖趋势,以及响应值较大的话,可以继续做重复实验验证,向下的情况虽然不常见,但向上向下本质原因也只是因为折光率不同而已,仍然可以得到动力学和稳态学信息。如果出现负值,且响应值较小的话,很大原因是因为偶联的蛋白活性很低建议更换新鲜的、高纯度的蛋白重新偶联验证。
19、分析时应该选择哪种拟合模式?
关于拟合模式的选择,是选择动力学(Kinetics)分析还是亲和力(Affinity)分析,主要是根据响应值图谱的形状来判断的。对于动力学分析,要求响应值图谱在结合和解离阶段均展现出足够的曲率(“慢结合慢解离”),而亲和力分析则要求在每次的分析物进样阶段均达到稳态(steadystate)。对于同时满足两种要求的响应值图谱,理论上两种分析模式均可以使用。
20、如何判断拟合结果的好坏?
21、如何解决非特异性吸附?
如果Bindingtoreference的值大于活性通道扣减参比通道(如Fc=2-1)后信号值的20%,则可以认为存在较显著的非特异性吸附。
解决非特异性吸附可以:1)改变芯片表面或者分析物的性质。如互换配体与分析物的位置(不适用于小分子)、参比通道可以进行活化与封闭等。2)改变缓冲液条件抑制吸附的发生。非特异性吸附发生所依赖的作用力主要就是离子型相互作用或者疏水型相互作用,前者可以通过提高离子强度来抑制,而后者可以通过添加一定浓度的表面活性剂进行屏蔽。常规缓冲液中NaCl浓度在150mM附近,可以考虑在原运行缓冲液中额外添加盐(至~300mM甚至500mM)。或在运行缓冲液中添加表面活性剂P20,工作浓度一般为0.05%。3)调整分析物的浓度范围。可以考虑调整分析物的浓度范围,将非特异性吸附的信号控制在相对不显著的范围之内进行实验。