表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,
SPR)是一种物理光学现象,用于实时、无标记地监测生物分子间的相互作用。SPR技术广泛应用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸以及药物筛选等领域中,以研究结合特异性、动力学参数和亲和力等。
基本原理
SPR现象发生在金属(通常是金或银)薄膜与介质的界面处。当一束偏振光以特定角度入射到该金属薄膜时,如果满足表面等离子体波的激发条件,则会发生共振吸收,导致反射光强度显著下降。这个特定的角度称为SPR角。
在进行分子互作分析时,通常会在金属膜表面固定一层生物分子(如抗体、受体蛋白等),形成传感芯片。然后让含有待测分子(如抗原、配体等)的溶液流过该传感芯片。随着待测分子与固定分子之间发生结合反应,传感界面的有效折射率发生变化,从而引起SPR角的移动。通过检测这种角度的变化,可以实时监控分子间的结合过程。
动力学分析
结合速率常数(ka或kon):描述了两个分子接近并形成复合物的速度。
解离速率常数(kd或koff):反映了形成的复合物解离回原始分子的速度。
平衡解离常数(KD):是ka和kd的比值(KD = kd/ka),表示分子间结合的强度。较低的KD值意味着更强的结合。
实验流程
准备传感芯片:将一种分子(通常是较大的靶标分子如蛋白质)固定在传感器芯片表面。
运行缓冲液:使系统达到稳定状态。
注入样品:将含有另一种分子(通常是较小的分析物)的溶液注入系统中,并观察响应信号随时间的变化。
再生:使用适当的溶液去除已结合的分子,恢复初始状态以便重复实验。
SPR技术提供了一种高效的方法来研究生物分子之间的相互作用,无需标记且能提供详细的动力学数据,因此在生命科学研究和药物开发领域具有重要价值。
来源:网络