光学生物传感器

综合亲和力和动力学

从本质上讲,传感器是一种测量物理变化并将其转换为可检测输出(例如电流变化)的设备。让我们通过一些简单的例子来探索什么是传感器和生物传感器。 

变化可能发生在环境中。一个很好的例子是冰箱里的温度传感器。随着温度的升高,电阻发生变化。这意味着在温度过高时,传感器会让电流通过并激活冷却系统。  

当传感器暴露在样品中时,这种变化也会发生。例如 pH 计,它可以测量浸入样品时电流的变化,并读出样品的 pH 值。在生物传感器中,传感组件属于生物学来源(例如抗体),且可以感知变化(例如抗原的结合),然后这种变化会被转换成可检测的输出(例如光源强度的变化)。 

什么是光学生物传感器?

生物传感器是一种检测化学反应的装置,其中传感化合物(抗体、酶或核酸)属于生物学来源。这种生物传感化合物与样品(分析物)相互作用。在光学生物传感器中,这种相互作用会产生入射光源和出射光源之间的变化。这种光学变化可由检测器检测到。光学生物传感器是一种功能强大的分析仪器,可以实时、无标记地测量生物分子相互作用。结合亲和力动力学可通过高灵敏度进行衡量。  

许多光学生物传感器具有微流控,这意味着缓冲液和样品的流动在系统中交替进行。在实验中,其中一种相互作用物固定在传感器表面(配体),另一种相互作用物在通过传感器表面的溶液(分析物)中自由存在。

Image right: GCI 光学生物传感器原理图 

具有微流控的光学生物传感器及其灵敏,且可以通过无标记定量测量生物物理的相互作用。非无标记的技术需要对组件进行标记方可获得可检测到的输出(例如,荧光标记)。这些标记技术利用标记同位素、荧光标记和放射性标记,这些标记往往会改变物理化学或结合性质,让准确地分析其相互作用变得困难。而且,标记可能会改变影响实验结果的配体的结构和/或功能。此外,光学生物传感器实时测量相互作用,提供相互作用动力学的准确数据。ELISA 分析等技术只能提供端点测量。  

应用

光学生物传感器可以提供实时、无标记的综合亲和力和动力学。分析人员可以直接测量分子之间的实时相互作用,包括结合、平衡和解离的每个阶段,这为相互作用的亲和性和动力学提供了更深入的见解。从药品发明到研究,结合动力学与许多应用相关,应用范围包括: 

  • 基于片段的药品发明 
  • 生物药物 
  • 膜蛋白

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面向工业和学术研究的药物发现和生命科学的下一代生物分析仪器

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  • 高灵敏度:适用于弱粘合剂和紧密粘合剂 
  • 直观软件:快速分析和高通量 
  • 无堵塞微流体:适用于处理复杂和具有挑战性的未经纯化样品 
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测量类型
结合亲和力
结合动力学
无标记分析
技术类型
Grating-coupled interferometry (GCI)
Microfluidics