表面等离子体共振(SPR)技术作为一种强大的生物物理工具,在分子垂钓领域展现出卓越的应用价值。该技术凭借其高灵敏度、高特异性、实时活性监测、自动化进样和回收能力,结合高分辨质谱的鉴定功能,不仅可以用于从细胞裂解液中筛选和捕获蛋白质等生物大分子,还能应用于中药和天然产物提取液中小分子化合物的筛选发现。从复杂粗样本原液中特异性垂钓发掘出高价值分子和活性成分的独特能力,使得分子垂钓技术成为现代生物医药和食品行业中备受关注的技术,更多详尽内容请参阅北京英柏生物科技有限公司网站(http://www.interbio.com.cn/)技术应用下的《基于SPR的分子垂钓应用综述》。
2025年4月10-11日,由仪器信息网主办的“第三届分子互作技术及应用进展”主题网络研讨会成功召开。此次会议特别开设“分子垂钓/抑制剂筛选新方法”专题会场,海军军医大学曹岩副教授分享题为“基于SPR的活性药物高通量筛选方法研究”精彩报告,报告中深入探讨了基于新一代 SPR 分子垂钓技术的相关内容,引发了与会者们的热烈讨论和思考。(曹老师报告视频详见英柏官网)
关于SPR分子垂钓,曹岩副教授分别从回收效率、回收模式和维护成本三方面将英柏MI-S200系列 SPR分子垂钓技术与第一代分子垂钓技术进行比较,对英柏MI-S200系列产生的实验结果给予高度肯定,并将其定义为新一代分子垂钓技术。
传统SPR分子垂钓技术局限:
回收效率低:基于传统SPR仪器,其芯片单次回收体积仅为 2μL,获取足够量回收成分用于后续分析检测需多次回收累积,耗时较长。
回收模式不灵活:SPR检测中,分子对有不同的结合模式,传统SPR的 固定回收模式只能回收部分成分,无法根据样品的结合模式选择回收特定部分如快下或慢下部分。
维护使用成本高:传统SPR无专门垂钓回收管路,用进样管路反转回收样品,导致仪器堵塞概率高,使用成本极大增高。
鉴于上述问题,英柏生物针对性开发了全新一代SPR仪器。该仪器在上述三个方面实现了质的飞跃。
新一代SPR分子垂钓技术优势:
芯片设计优化:英柏生物开发的新一代SPR仪器有专门用于分子回收垂钓的芯片,流池面积增加至标准流池面积的5倍以上,单次回收样品体积增多,单次可回收30μL,极大提高了回收效率。
具备独立回收管路:有独立的回收流入和回收接口,避免重复使用管路,可自行控制回收液体积。
双模式回收:可设定两种回收模式,能针对不同靶点和分析物进行自定义设计,选择回收快下或慢下部分的成分。
为验证新一代SPR分子垂钓技术的可行性与有效性,曹岩副教授团队以固定TF受体为靶点开展实验,在配置了分子垂钓专用模块的英柏MI-S200系列SPR上进行实验,与传统经典SPR仪器亲和力检测结果一致,证实新一代SPR仪器的可靠性(图1)。随后选取三种中药,分别在两种回收模式下对其与TF受体结合成分进行回收,发现不同模式下回收成分既有独特性又存在交叉(图2)。进一步对这些成分的亲和力进行初步筛选,并与传统仪器检测结果对比,确定强亲和力成分,结果显示两种仪器亲和力检测结果高度一致(图3)。对筛选出的化合物进行效应初步研究,证实其具有相应活性。这一系列实验充分证明,基于英柏 MI-S200 系列SPR仪器亲和力检测数据结果稳定可靠,其新一代分子垂钓技术相比传统SPR的分子垂钓功能有着明显优势,其大流池、独立管路、双模式的设计特点,为分子垂钓应用提供了更为便利、灵活、高效的模式选择,目前基于该技术开展的多项工作已取得令人满意的初步成果,这些研究成果也见证了英柏团队在该领域的持续进步。

图1 以TF受体为靶点的亲和力测试结果对比

图2 Inter-Bio MI-S200在两种回收模式下,分别回收三种中药与TF受体结合成分
回收模式:A自然解离 B洗脱解离

图3 传统SPR与Inter-Bio MI-S200测试化合物的亲和力结果对比
【英柏SPR亲和力检测数值的准确性,仪器运行的可靠性的验证】
100%原研国产、100%零部件国产的英柏MI-S200系列产品是否可靠?分子互作亲和力检测是否与进口仪器检测结果一致?稳定性、可靠性是否值得信赖?这些是广大用户最关心的问题。
2023年10月-2024年5月,受北京英柏生物科技有限公司委托,由中国仪器仪表学会科学仪器设备验证验评中心牵头,联合中国科学院生物物理研究所、清华大学蛋白质研究技术中心、北京大学医学部、中国计量科学研究院前沿计量科学中心、中国医学科学院医药生物技术研究所、北京百普赛斯生物科技股份有限公司共同实施 “表面等离子共振分子相互作用分析仪验证评价”,并形成报告。

该验评项目根据SPR仪器的特点由专家组制定了严格的评价内容和实施方案,包括基本性能指标测试,实际样品测试和耐用性测试。在这三个方面的测试中英柏生物的MI-S200系列产品表现良好,尤其是在实际样品(蛋白类Her2和Herceptin;核酸类凝血酶和核酸适配体;多肽类GLP1R和司美格鲁肽;小分子类碳酸酐酶II (CAII) 与Furosemide)的对标测试中,不仅所有分子对亲和力测试的结果全部与传统SPR产品完全一致,而且部分测试图形表现更好,特别是有挑战的小分子测试,英柏生物的MI-S200系列与传统SPR的灵敏度处于同一数量级水平,分子量检测无下限。专家表示,这是非常震撼的表现。

英柏生物历时多年研制推出的分子相互作用分析系统MI-S200系列SPR,是国内首家拥有100%完全自主知识产权、全球独有的分子垂钓模块,能够与国际垄断品牌比肩的首台商业化SPR,打破进口品牌产品垄断,解决“卡脖子”问题。

英柏生物独家首创推出的在线蛋白活性检测仪Lark-10,与液相色谱联用,同时实现复杂样本的色谱分离与亲和检测。

英柏生物独家推出的全自动蛋白质分离纯化系统采用磁珠纯化法,完成了从菌体破碎、样品自动转移、样品在线孵育到样品亲和层析分离的整合,实现大容量、高通量(8个)蛋白质分离纯化全自动操作。

英柏全新推出全球首款专为分子互作(SPR, BLI,MST等) 研制的全自动分子互作样品制备系统,支持自动样品梯度稀释,溶剂校正样品稀释,转板及分子互作常用浓度计算工具等,内置过程追溯系统。

