应用案例(便携式4通道SPR仪-P4SPR):便携式SPR仪的优势

便携式SPR仪的优势

The Advantages of a Portable SPR Instrument

Published by April Wong on September 16, 2020

翻译整理:北京佰司特贸易有限责任公司

背景介绍

在临床和研究应用中,需要一种简单、快速、敏感的诊断、筛选和分子表征工具。人们需要一种便于使用、成本低、速度快、便于携带的便携式设备。它也应该提供一个高度敏感和特异性的实时[1]检测。一种便携式表面等离子体共振(SPR)仪器可能是解决问题的方式。自从Biacore在1990年将其第一款SPR仪器商业化以来,已经有其他制造商进入了SPR仪器领域。SPR仪器大多卖给大型制药公司用于药物发现。许多这些商业仪器需要训练有素的人员来操作,而且不容易获得,特别是从成本的角度来看。因此,我们开始看到近年来越来越多的便携式SPR仪器被引入生命科学市场。在本文中,我们将讨论便携式SPR仪器与大型和高通量商业SPR系统的区别和优势。

Portable SPR vs. Large SPR System 便携式SPR vs.大型 SPR仪器

大型商业仪器通常用于获得高通量筛选(HTS)能力的候选药物的结合动力学。尽管便携式SPR仪器不是为高温超导设计的,但它具有灵活性的优势,可以重新配置用于多种用途,如生物和化学传感、结合相互作用的表征和分析开发。因此,人们可以使用这种便携式SPR快速而简单地执行任何这些任务。可移植SPR的另一个优点是它的模块化。例如,便携式SPR可以与其他附加附件集成,同时执行光谱、电化学和色谱[3]。表1概述了便携式SPR和大型SPRY仪器之间的区别。

 

Large SPR system

Portable SPR

Accessibility

Accessible often only in centralized labs through advanced booking

Any benchtop or even off-site, anytime

Consumable cost

High

Low cost sensor chips ranging from a few to tens of dollars per chip

Maintenance cost

High, yearly contract

Low to none

Type of operator

Trained personnel specifically for each SPR system

Any researcher, clinician, postdoc, or student

Applications

Binding kinetics of drug candidates

Bio-/chemosensing, characterization of binding interactions, assay development

Modularity

No

Yes

表1. 便携式SPR vs.大型 SPR仪器的对比

Affinite Instruments开发了一种便携式P4SPR(图1),使各种类型的生物分子实验室的研究人员更容易使用SPR。为了使仪器坚固耐用,光学元件被专门设计为固定的、不移动的部件 [3]。特别是,P4SPR使用了波长测量模式,显著降低了制造和维护成本[3]。P4SPR非常紧凑,只有餐盒大小,非常适合在小地区或野外环境中使用。它允许研究人员在不依赖于集中式实验室设施的情况下进行现场实时测试。下面的表2总结了使用P4SPR给研究人员带来的好处。

图1所示。P4SPR仪器图示。注意方便进样的注射端口和容纳3个样品通道和一个相邻的参比通道的4通道微流控单元。

Feature

Benefits

 

Compact, size of a lunchbox

Portability

 

Thin-film sensor

Highly sensitive to region ~200 nm from sensor surface. Well established area as opposed to localized SPR (LSPR)

 

Wavelength interrogation mode

Low equipment and maintenance costs, robust, and user-friendly

 

Label-free sample preparation

No need to buy purification kits and reagents. No effect on sample for kinetics and affinity.

 

Setup time to first analysis in less than 10 minutes

Simple setup

 

Real-time output

Fast results 

 

Triplicate multichannel microfluidic cell with separate reference channel

Simultaneous acquisition of triplicate measurements Reference corrects for any fluctuation in temperature and bulk refractive index changes Long contact time for slow kinetics

 

Direct injection with micropipette

Low sample volume 

 

Integration with other techniques such as spectroscopy, microscopy, and electrochemistry

Flexibility in experimental setup and applications

 

Simplified software control with GUI

Real-time monitoring, data processing, and quantification

 
  •  

  • 便携式和灵活性是关键特征

P4SPR已被用于临床前研究领域,如乳腺癌生物标志物检测、小肽、DNA、抗体、爆炸物和早期药物开发筛选[3]。例如,通过从拟合的亲和曲线[4]中确定平衡解离常数,有助于阐明跨膜蛋白和小肽之间的结合相互作用的详细过程。P4SPR便携性的优势的一个例子是,在夏季和冬季[5]时间,在军事基地的手榴弹射程范围,P4SPR可以用于室外探测爆炸物痕迹残留和对环境的污染的影响,该实验需要在数天或数周内连续进行野外环境的实地&实时监测,不能讲样品储存并将运送到专业的实验室中。在这种情况下,现场条件下(包括传感器校准、样品制备、数据收集和分析)),整个实验总共只需1小时,比实验室大型设备[5]测试的时间短得多。下面的应用图标轮说明了便携式SPR可以应用的许多方面。

P4SPR优势

Affinité仪器的P4SPR是模块化,便携式,多通道系统,在测定开发和优化方面具有灵活性。它的可访问性和易用性允许快速评估测定参数,例如固定方法对受体表面覆盖率的影响以及传感效率。它的多通道功能提高了结果精度,此外,已证明的测定灵敏度证明该系统是用于免疫传感的强大分析工具,这对于分析生物样品中的生物治疗剂特别有用。与常规ELISA技术相比,无需进行样品预处理以及最少且较短的测试程序是其主要优势之一。
 

公司简介

Affinité Instruments成立于2015 年,是一个从蒙特利尔大学衍生的企业。Affinité nstruments的创始人在SPR 领域积累了十多年丰富的研究结果的知识,并通过多元化的商业、科学和工程领域经验将创新的SPR 技术商业化。

参考文献
1.    Julien Breault-Turcot and Jean-François Masson, “Nanostructured substrates for portable and miniature SPR biosensors,” Anal. Bioanal. Chem., vol. 403, p. 1477, 2012.
2.    Arnoud Marquart, “SPRpages,” 2006-2020. [Online]. [Accessed 7 September 2020].
3.    Affinité Instruments
4.    Carolina Gomez-Diaz, Benoîte Bargeton, Liliane Abuin, Natalia Bukar, Jaime H. Reina, Tudor Bartoi, Marion Graf, Huy Ong, Maximilian H. Ulbrich, Jean-François Masson, Richard Benton, “A CD36 ectodomain mediates insect pheromone detection via a putative tunnelling mechanism,” Nature Communications, vol. 7, p. 11866, 2016.
5.    Thibault Brulé, Geneviève Granger, Natalia Bukar, Clarisse Deschênes-Rancourt, Thierry Havard, Andreea R. Schmitzer, Richard Martel, and Jean-François Masson, “A field-deployed surface plasmon resonance (SPR) sensor for RDX quantification in environmental waters,” Analyst, vol. 142, p. 2161, 20

Affinité的P4SPR设备的简单、低成本且易于操作等特点降低了SPR应用的难度,紧凑的P4SPR,其外形尺寸与一个A4书本相当,可以在实验室工作台上很容易地设置,并在几分钟的培训中由任何人 (从本科生到宇航员,高级化学家到周末科学家)操作。P4SPR 的坚固设计提供了从几分钟到几个小时的独特的灵活测定时间,以适应广泛的生物分子相互作用动力学。便携式4通道SPR仪-P4SPR是基于SPR原理,可实现实时无标记检测相互作用,不仅可以满足传统的大型SPR设备的参数要求,还可以用于户外现场中的农药残留、微量药物、污染物、爆炸物等环境试验。可以用于验证结合、亲和力测定、动力学测定、浓度测量;适用于小分子化合物(<100Da的小分子)、核酸、多肽、蛋白、脂类、多糖、纳米颗粒、病毒、微生物、细胞等各种样品;可检测各种复杂样品,如血液、牛奶等;4通道同时检测,实时扣除背景,自动做重复,获得可信数据;10分钟验证是否结合,并且获得亲和力和结合/解离速率;可手动进样,操作简单,无需专人操作和维护;可与其它仪器(HPLC,MS等)联合使用。


主要参数:

※ 基于SPR原理,实时无标记检测相互作用

※ 可以用于验证结合、亲和力测定、动力学测定、浓度测量

※ 适用于小分子化合物、核酸、多肽、蛋白、脂类、多糖、纳米颗粒、病毒、微生物、细胞等各种样品

※ 可检测各种复杂样品,如血液、牛奶等

※ 4通道同时检测,实时扣除背景,自动做重复,获得可信数据

※ 10分钟验证是否结合,并且获得亲和力和结合/解离速率

※ 可手动进样,操作简单,无需专人操作和维护

※ 可与其它仪器(HPLC,MS等)联合使用

※ 仪器小巧,易于携带,可在用于各种户外环境中的现场检测

※ 价格合适,单个实验室即可负担,方便日常使用

 

北京佰司特贸易有限责任公司 (https://www.best-sciences.com):

类器官培养仪-HUMIMIC;灌流式细胞代谢分析仪-IMOLA;便携式4通道SPR仪-P4SPR;蓝光/绿光LED凝胶成像;Nanocellect细胞分选仪-WOLF;微纳加工点印仪-NLP2000/DPN5000;

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创建时间:2021-02-05 17:27