SPRi技術檢測生物分子相互作用時,對小分子檢測有較大需求(分子量<1000 Da)。本文展示的技術可以檢測的分子量低至244 Da。
引言
本實驗選擇的模型為鏈酶親和素與*的相互作用。鏈酶親和素結合到吡咯分子上經電共聚合到生物芯片的金表面。然后,*通過與鏈酶親和素間的強親和力被捕捉到生物芯片上。
材料與方法
1. 生物芯片功能化
吡咯-鏈酶親和素和吡咯-小鼠IgG的制備與固定
室溫下,鏈酶親和素與吡咯-NHS在磷酸鹽緩沖液中結合2 h。反應后,在含50 mM PO4、50 mM NaCl和10%*的磷酸緩沖液中使吡咯-鏈酶親和素結合物脫鹽。
小鼠IgG與吡咯-NHS的結合與上述方法相同,并用作陰性對照。
點樣溶液(含10%苷油的磷酸鹽緩沖液)包含20 mM的自由吡咯和濃度為12 mM、8 mM和4 mM的鏈酶親和素或小鼠IgG抗體。這些生物分子通過電化學過程固定在生物芯片表面。電聚合過程中,工作電極(棱鏡金表面)和對電極(點樣針)間生成電脈沖(2 V,100 ms)。每次點樣后,針尖用蒸餾水沖洗。點樣后的生物芯片表面見圖1。
圖1: 點樣后生物芯片表面
2. SPRi 實驗
生物芯片功能化后,放入SPRi分析儀,流動相為10 mM PBS。
3. 注射溶液
用與流動相(10 mM PBS)相同的緩沖溶液將*稀釋為20 ng/mL后注入流動池中,即可在無標記狀態下實時監測這些點陣上的相互作用。
結果與討論
1. 固定在生物芯片上小分子的SPRi定量
圖2表示20 ng/mL*進樣過程中,鏈酶親和素陣列點上的動力學曲線。從圖中可以看出,無論鏈酶親和素的濃度如何,它與進樣的*間的特異性反應都可被觀測到。而無論小鼠IgG的濃度如何都沒有顯著的反應。
8 mM鏈酶親和素比其他濃度(4 mM和12 mM)的鏈酶親和素檢測更加靈敏,而同濃度的小鼠IgG僅能檢測到背景。
圖2 *進樣后鏈酶親和素斑點和小鼠IgG斑點的動力學曲線
2. 蛋白質的量與進樣次數的對比
圖3所示的柱狀圖代表結合到鏈酶親和素和小鼠IgG陣列點上的*量。
鏈酶親和素陣列點上*的量從25 pg/mm2到32pg/mm2變化,即每點在19.5 pg和25 pg之間(陣列點直徑=500 mm)。鏈酶親和素的*點樣濃度為8 mM。
圖3 *(0.02 mg/mL)進樣后鏈酶親和素和小鼠IgG 陣列點上*的量
結論
Horiba Scientific開發的SPRi技術*適合小分子的檢測,如分子量低于500 Da的*。*被吡咯-鏈酶親和素陣列點特異性的捕捉顯示了我們SPRi儀器的高靈敏度。