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分子相互作用仪

加拿大 Nicoya 突破“零技术门槛”的SPR技术

产品简介

加拿大Nicoyalife2014年成立,是滑铁卢大学科技孵化器重点培养的科技公司,并获得加拿大政府创新资金支持。公司致力于以纳米光子学为基础的传感器技术研究,其致力于构建“能够助力科学家们下一个重大发现”的专业工具,2015年底推出创新LSPR专利技术(美国专利号:US8693003B2)系统OpenSPR分子互作仪,为生物医学基础研究,药物研发及肿瘤研究、抗体研发等提供了一款高灵敏的体外大小分子间相互作用检测系统。

OpenSPR LSPR技术以纳米金颗粒为检测基质,通过检测LSPR共振吸收峰位移即波长变化测定分子之间的相互作用,仪器操作简单,检测高效且不失精度,,LSPR技术区别于传统的SPR基于折射率的SPR角度的改变, LSPR检测技术具有诸多优势:

l 不受温度及缓冲液折射率的变化影响,且可忽略的“bulk”效应,无需专用参照通道,检测更稳定和灵敏。

l 操作简单,1小时即可掌握

l 高性能:大于90Da以上的分子都可检测,

l 易维护: 光源为LED灯,光路系统相对简单,稳定且寿命长

    l 可清洗和更换的样本环,便于不同实验要求的灵活应用。


局域性的表面等离子共振(LSPR)

入射光子频率与贵金属纳米颗粒传导电子的整体震动频率相匹配时,纳米颗粒会对光子能量产生很强的吸收作用,发生局域表面等离子体共振现象(LSPR),当溶液中的分子与固定的探针结合引起生物分子层厚度的变化,从使LSPR吸收峰发生位移,基于LSPR检测方法可对这种即时变化做动态检测.


纳米金颗粒技术

OpenSPR 传感芯片

共价偶联传感器

普通金- 构建自己的表面化学

羧基 - 用于偶联很多氨基酸群到配体上到 – 固定任何带 EDC NHS 耦合的蛋白

氨基酸 – 用于偶联激活的羧基到配体上

捕获偶联传感器

链酶亲和素 – 用于偶联生物素化配体

生物素 –用于偶联链酶亲和素标签的配体

次氮基三乙酸(NTA– 用于偶联His标签配体 )



产品优势

低成本仪器以及耗材

液相体积干扰小,3ul流通池,等离子场作用距离20-40nm

检测灵敏度达pM (5pg/mm2)

低浓度范围 (0.1nM1mM)

实时无标记

高亲和力,高效结合/脱离

蛋白,抗体,核酸,小分子等等

无需培训

产品特点

OpenSPR 分子相互作用分析仪特点:

前期和运营成本很低

无标记,实时相互作用数据呈现

直观和易于使用的软件

紧凑和便携式

高灵敏度、低噪音和漂移

自动校准和方案设定

TraceDrawer csv数据导出,便于后期处理

适合初次用户和低通量需求客户

附加透明池转换OpenSPR VIS 分光光度计的时间分辨检测

OpenSPR-XT高通量分子相互作用分析仪特点:

全自动96/384孔上样

24小时自动运行

高通量

技术参数



OpenSPR(老版) OpenSPR(新版
OpenSPR(双通道) OpenSPR-XT
传感器

纳米金颗粒芯片
纳米金颗粒芯片 纳米金颗粒芯片
纳米金颗粒芯片
结合速率(ka) 103 - 107 M- 1S- 1
103 - 107 M- 1S- 1
103 - 107 M- 1S- 1
103 - 107 M- 1S- 1
解离速率(kd) 10- 1- 10- 5S- 1
10- 1- 10- 5S- 1
10- 1- 10- 5S- 1
10- 1- 10- 5S- 1
亲和力范围(KD) fM – mM
fM – mM
fM – mM
fM – mM
分子检测极限 1.0 pg/mm2
1.0 pg/mm2
1.0 pg/mm2
1.0 pg/mm2
分子量极限(Da) 90
90 90 90
自动化程度 半自动(可升级)
半自动(可升级)
半自动(可升级)
全自动
上样类型 注射器
注射器
注射器
注射器
检测通道 1 1 2 2
温度控制 无(可升级温控模块)
无(可升级温控模块)
带温控 带温控
样本上样体积 20μL- 2500μL
5μL- 2500μL
5μL- 2500μL
5μL- 2500μL
流速 20-150μL/min 5-200μL/min
5-200μL/min
5-200μL/min
蛋白用量 0.5μg-2μg/flow cell 0.05μg-2μg/flow cell
0.05μg-2μg/flow cell
0.05μg-2μg/flow cell
分析温度 室温 室温
室温
室温
折射率检测范围 任意 任意
任意
任意
仪器尺寸(cm) 16 x 21 x 12
16 x 21 x 12
48 x 28 x 23
48 x 28 x 23
文件输出 CSV,TraceDrawer
CSV,TraceDrawer
CSV,TraceDrawer
CSV,TraceDrawer

应用领域

1.免疫学研究

OpenSPR可用于鉴定蛋白类药物体内抗体产生,早期心机梗塞心型脂肪酸束缚蛋白质(H-FABP)癌症病人体液,组织液成分快速分析,以建立临床分析数据库,快速确定癌症标志物与疾病或机体功能相互的蛋白、核酸、脂类等相互作用检测


抗体检测 [实例] OpenSPR分析 蛋白与抗体相互作用动力学分析

抗体活性鉴定
高通量筛选:抗体库,抗体药物筛选
表达蛋白相互作用
提取蛋白相互作用
粗提抗体偶联检测和相关的定量
抗体质量控制
抗体药物开发

蛋白研究   [实例] OpenSPR对蛋白与蛋白相互作用动力学分析
通过OpenSPR检测蛋白间的相互作用以确定机动性
检测Kon,Koff和KD值 (亲和性)
不同发育阶段蛋白数量水平
不同表达水平的蛋白数量水平
蛋白偶联或非偶联
蛋白/抗体是否存在
粗提抗体滴度水平
配体偶联配对筛选
蛋白相互作用特异性分析



2。药理学研究

药物发现及完整动力学参数检测(ka,kd,KD)
小分子药物开发及筛选
药物特性及机理分析
给药模型构建
纳米载体药物开发及构建优化
多肽药物开发
药物安全性评估

药物靶标寻找及鉴定





3.细胞信号通路研究---实时Co-Ip检测

免疫共沉淀 Co-IP:是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的蛋白相互作用研究的经典技术,也是肿瘤学、
免疫学信号通路研究及药物靶点发现最常用的方法,但是其过程涉及电泳、转膜及杂交显色等,实验步骤繁
琐且周期长,一般需要2天半,并且存在很多不足:检测不到弱亲和力和瞬时的蛋白相互作用,检测到作用可
能是非直接的,假阳性率较高,需要正确的实验对照。
Nicoya OpenSPR 系统采用创新的LSPR技术,可实时检测分子之间的相互作用,并计算出动力学参数(ka,kd,KD);
不但仪器操作简单,而且灵敏度更高,出结果速度更快,可在2-3个小时完成 Co-IP检测,结果实时显示;
与传统western结果一致,并且同一张芯片可以检测多个信号通路的相关蛋白,以更快更简单的方法解析信号
通路调控关系及药物作用靶点等。

用OpenSPR实时检测了目标蛋白catenin与YAP,E-CAD的相互作用,用IgG 做阴性对照,基本无非特异性,阳性结果与之前传统Co-IP做

Western获取的结果一致,时间缩短了2天,并且一张芯片上可以验证多个蛋白,数据平行性更好,极大提高了工作效率!




4.农业污染检测

牛奶中抗微生物药物残留分析如检测黄胺二甲嘧啶、恩氟沙星、链菌素霉素、
检测水中的阿特拉津除草剂残留
兽药残留检测:用于孔雀石绿、阿特拉津残留(MIP技术)


5.食品安全检测
食品微生物检测:食品中细菌和病毒的检测,如牛奶中的病原菌
微生物代谢物检测:如乳酸菌,真菌如伏马菌等产生的毒素
食品过敏源的检测、食品添加剂的检测:如防腐,增香,着色剂等
食品中农药、兽药残留检测:抗生素类、合成菌株、杀虫剂、促生长剂

6.法医学鉴定

过敏性休克死亡:过敏致死血清类胰蛋白酶
犯罪现场PSA检测:提取毛发或衣服等PSA检测,判断强奸案现场罪犯情况(传统方法包括elisa,飞速免疫电泳,放射扩散等方式)

中毒死亡检测:如辣椒素的检测,催泪素等检测(因在样本运输过程,有些物质逐渐消失,影响检测结果,现场检查工具有助于更精准的检测和快速现场定案)

7.海洋生物学研究


海洋生物毒素     病原微生物检测           RDG-水蛭素与凝血酶的研究




引用文献


2018

1. Ligand Size and Conformation Affect the Behavior of Nanoparticles Coated with In Vitro and In Vivo Protein Corona
(ACS Appl. Mater. Interfaces,2018.sichuan university,IF:8.09)
Huajin Zhang, Tianmu Wu, Wenqi Yu, Shaobo Ruan, Qin He, and Huile Gao
2. Comparison of two docking methods for peptide-protein interactions
AuthorsQiuying Yu,Fangyu Wang,Xiaofei Hu,Guangxu Xing,Ruiguang Deng,Junqing Guo,
Journal of the Science of Food and Agriculture, 26 February 2018
3. Novel compounds TAD-1822-7-F2 and F5 inhibited HeLa cells growth through the JAK/Stat signaling pathway
Tianfeng Yang, Xianpeng Shi, Yuan Kang, Man Zhu, Mengying Fan, Dongdong Zhang, Yanmin Zhang
(Biomedicine & Pharmacotherapy,2018, Xian Jiaotong university)
4. Ameliorating mitochondrial dysfunction restores carbon ion-induced cognitive deficits via co-activation of NRF2 and PINK1
signaling pathway
(Redox Biology,2018, Chinese Academy of Sciences,IF:6.3)
5、Nanoparticles Targeted Against Cryptococcal Pneumoniaby Interactions Between Chitosan and Its Peptide Ligand
Nano Letters,September 27, 2018 (IF:12)

2017年


1. Investigating the Binding Interactions Between CaM EF-Hand Pair Mutants and NOS Calmodulin Binding Domain Peptides
Using SPR(Poster). J. Lape, J. Dong, and J. Guillemette, Chemical Biophysics Symposium 2017, Toronto, Canada
2. Study on neuroprotective effect of schisandrin B by regulating the Aβ and its downstream NF-κB/TNF-α pathway.(China Journal
of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy)
YANG Qing;LI Na;SUI Xin;LI Xiao-hua;SHI Xiao-zheng;
3. Targeted Delivery to Tumor-associated Pericytes via an Affibody with High Affinity for PDGFRβ Enhances the in vivo Antitumor
Effects of Human TRAIL.(Theranostics, IF:8.7)
Ze Tao,1,2,* Hao Yang,1,* Qiuxiao Shi,1,2 Qing Fan,1,2 Lin Wan,1 and Xiaofeng Lu1,
4. A novel FLNC frameshift and an OBSCN variant in a family with distal muscular dystrophy.(PLOS ONE, IF:3)
Daniela Rossi, Johanna Palmio , Anni Evilä , Lucia Galli, Virginia Barone, Tracy A. Caldwell

2016年
1. Gold-plated silver nanoparticles engineered for sensitive plasmonic detection amplified by morphological changes.
(Chemical Communications  IF:6.567)K. Hobbs, N. Cathcart, and V. Kitaev
2. Stable ligand-free stellated polyhedral gold nanoparticles for sensitive plasmonic detection  (Nanoscale  IF:7.760)
R. Keunen, D. Macoreetta, N. Cathcart, and V. Kitaev
3. Structural Studies of a Complex Between Endothelial Nitric Oxide Synthase and Calmodulin at Physiological Calcium
Concentration(Biochemistry, IF:2.876)
Michael Piazza, Thorsten Dieckmann, and Joseph Guy Guillemette
4. The structure, kinetics and interactions of the β-carboxysomal β-carbonic anhydrase, CcaA.(Biochemical Journal,IF:3.562)
Leah D McGurn, Maryam Moazami-Goudarzi, Sean A White
5. Synthesis and sensing properties of D5hpentagonal silver star nanoparticles.(Nanoscale  IF:7.760)
Nicole Cathcart,a   Neil Coombs,b   Ilya Gourevichb and   Vladimir Kitaev*