SPR(表面等离子共振)技术在检测小分子(<300
Da)时面临显著挑战,主要因为其信号强度与结合分子的质量成正比,而小分子引起的折射率变化极微弱(通常 <10
RU),易被噪声掩盖。然而,通过多种策略优化,SPR 仍可实现高灵敏、可靠的小分子-蛋白相互作用分析。
解决方案
1. 竞争抑制法(Competition/Inhibition Assay)
常用、可靠的小分子 SPR 策略
原理:
将大分子配体(如抗体、天然底物)固定在芯片上
先将小分子与过量靶蛋白预孵育
注入混合物 → 小分子占据蛋白结合位点 → 蛋白无法结合芯片 → 信号降低
信号抑制程度 ∝ 小分子亲和力
优势:
检测的是大分子(蛋白)→ 信号强(>50 RU)
避免小分子直接固定导致的失活
可测极弱亲和力( KD up to mM)
2. 高密度配体固定 + 信号放大
使用高载量芯片:如 C1(平面羧甲基)、HPA(用于脂质锚定)
优化偶联条件:
低 pH 偶联(减少空间位阻)
控制固定量(50–200 RU,避免传质限制)
添加信号增强剂:
注入抗小分子抗体(secondary Ab)→ 二次结合放大信号
使用纳米金颗粒标记(研究级)
注意:过度固定会导致非特异结合和传质效应。
3. 捕获法(Capture Coupling)
步骤:
固定通用捕获分子(如抗 His-tag 抗体、链霉亲和素)
捕获带标签的靶蛋白(His-tag, biotin)
注入小分子 → 直接测结合
优势:
蛋白保持天然构象(非共价固定)
芯片可再生(只需再生蛋白,不伤捕获层)
结合位点朝向溶液,减少位阻
适用:可溶性靶蛋白(激酶、GPCR 胞外域等)
4. 优化实验参数提升信噪比

5. 专用小分子芯片
S系列芯片(如 Biacore S系列):
更薄葡聚糖层 → 减少扩散延迟
提高小分子可达性
Flat Sensor Chips(如 C1):
无三维网络 → 降低空间位阻
来源:网络