一、表面等離子共振技術(shù)（SPR）

表面等離子共振技術(shù)（SPR）是一種高敏感度的生物分析方法，廣泛應(yīng)用于分子交互作用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定量分析。SPR技術(shù)通過(guò)測(cè)量表面等離子波與光波之間的相互作用，揭示分子之間的結(jié)合、解離過(guò)程，從而為生物學(xué)研究、藥物研發(fā)、臨床診斷等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支持。

技術(shù)原理

SPR技術(shù)基于表面等離子共振效應(yīng)，其核心原理是在金屬薄膜表面激發(fā)等離子共振波。當(dāng)光通過(guò)金屬薄膜時(shí)，只有當(dāng)光的入射角與表面等離子共振角匹配時(shí)，光的反射強(qiáng)度會(huì)發(fā)生顯著變化。這一變化與表面上分子相互作用的發(fā)生密切相關(guān)。因此，通過(guò)監(jiān)測(cè)反射光強(qiáng)度的變化，SPR能夠?qū)崟r(shí)、無(wú)標(biāo)記地探測(cè)分子間的結(jié)合和解離過(guò)程。

適用范圍

• 生物分子間相互作用分析：如抗原-抗體、酶-底物、受體-配體等分子間的結(jié)合動(dòng)力學(xué)研究。
• 藥物篩選與評(píng)估：可以用于藥物候選分子的結(jié)合力分析，幫助篩選潛力藥物。

技術(shù)特點(diǎn)

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；2.高靈敏度；3.無(wú)標(biāo)記檢測(cè)；4.高通量篩選

• 微量熱泳動(dòng)技術(shù)（MST）

微量熱泳動(dòng)技術(shù)（MST，Microscale Thermophoresis）是一種用于高靈敏度檢測(cè)分子間相互作用的現(xiàn)代生物分析技術(shù)。MST基于熱泳動(dòng)原理，通過(guò)監(jiān)測(cè)分子在溫度梯度下的運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)、定量地分析分子間的結(jié)合動(dòng)力學(xué)、親和力及結(jié)合位點(diǎn)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，MST具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，且適用于多種分子類(lèi)型，是藥物篩選、蛋白質(zhì)相互作用研究等領(lǐng)域的強(qiáng)大工具。

技術(shù)原理

MST技術(shù)的核心原理是利用溫度梯度引起的熱泳動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)溶液中的分子在溫度梯度作用下，會(huì)出現(xiàn)向低溫區(qū)域遷移的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為熱泳動(dòng)。通過(guò)在樣本中施加微小的溫度梯度，MST可以測(cè)量分子在此梯度下的運(yùn)動(dòng)行為。結(jié)合不同濃度的分析物，可以得到分子結(jié)合反應(yīng)的熱泳動(dòng)變化，從而推算出分子間的結(jié)合親和力和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

MST技術(shù)使用熒光標(biāo)記分子，監(jiān)測(cè)分子在溫度變化下的熒光強(qiáng)度變化，通過(guò)分析分子的熱泳動(dòng)行為來(lái)提供分子間相互作用的信息。

適用范圍

• 分子相互作用研究：能夠高靈敏度地分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-小分子、核酸-蛋白質(zhì)等不同類(lèi)型的分子間相互作用。
• 藥物篩選與優(yōu)化：通過(guò)檢測(cè)小分子與靶蛋白的結(jié)合親和力和動(dòng)力學(xué)，幫助篩選和優(yōu)化藥物候選分子。
• 抗體工程：用于評(píng)估抗體與抗原的結(jié)合親和力，推動(dòng)抗體藥物開(kāi)發(fā)。
• 酶-底物動(dòng)力學(xué)：可以研究酶和底物之間的相互作用及動(dòng)力學(xué)特性。
• 生物分子功能研究：用于分析RNA、DNA及其他生物大分子之間的相互作用。

技術(shù)特點(diǎn)

1.高靈敏度2.無(wú)需標(biāo)記物3.低樣本需求4.實(shí)時(shí)定量分析5.溫和實(shí)驗(yàn)條件

• 等溫滴定量熱法（ITC）

等溫滴定量熱法（ITC，Isothermal Titration Calorimetry）是一種高度靈敏的熱量測(cè)量?jī)x器，用于精確研究分子間的相互作用及其熱力學(xué)特性。ITC通過(guò)直接測(cè)量反應(yīng)中伴隨的熱量變化，實(shí)時(shí)獲得分子結(jié)合反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，包括結(jié)合熱、結(jié)合親和力、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等信息。ITC廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、藥物研發(fā)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域，是研究分子識(shí)別和相互作用的重要工具。

技術(shù)原理

ITC的核心原理是基于熱量測(cè)量，通過(guò)監(jiān)測(cè)分子間相互作用所釋放或吸收的熱量變化。當(dāng)一個(gè)試劑（例如配體）以一定濃度逐漸加入到一個(gè)含有目標(biāo)分子（例如受體）的溶液中時(shí)，若兩者發(fā)生相互作用，會(huì)伴隨有熱量的釋放或吸收。ITC儀器能夠精確記錄每次滴定過(guò)程中產(chǎn)生的微小熱變化，并且利用等溫條件下的熱流量數(shù)據(jù)，計(jì)算出分子結(jié)合反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，如結(jié)合常數(shù)（Ka）、反應(yīng)熱（ΔH）、反應(yīng)自由能（ΔG）和反應(yīng)熵（ΔS）等。

適用范圍

• 分子間相互作用研究：ITC可以用來(lái)研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-小分子、DNA-蛋白質(zhì)等分子間的結(jié)合動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特性。
• 藥物篩選與優(yōu)化：用于研究藥物候選分子與靶標(biāo)的結(jié)合親和力、結(jié)合熱力學(xué)等，為藥物篩選和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。
• 抗體和抗原結(jié)合：ITC可以精確測(cè)定抗體與抗原之間的結(jié)合熱力學(xué)特性，幫助抗體藥物的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。
• 酶-底物反應(yīng)研究：用于研究酶與底物、抑制劑等分子之間的相互作用和反應(yīng)機(jī)制。
• 聚合物、表面活性劑等的相互作用：ITC可用于研究聚合物、表面活性劑等大分子與小分子、離子之間的相互作用。
• 熱力學(xué)性質(zhì)研究：廣泛用于研究分子反應(yīng)過(guò)程中的熱力學(xué)參數(shù)，包括結(jié)合常數(shù)、熱容變化、自由能等。

技術(shù)特點(diǎn)

1.直接測(cè)量熱量變化2.高靈敏度和高準(zhǔn)確性3.實(shí)時(shí)分析4.全面的熱力學(xué)數(shù)據(jù)5.無(wú)需標(biāo)記物6.操作簡(jiǎn)便

• 微量差示掃描熒光技術(shù)（nanoDSF）

微量差示掃描熒光技術(shù)（nanoDSF，nano Differential Scanning Fluorimetry）是一種高靈敏度、非侵入性的分析技術(shù)，用于研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱變性過(guò)程。通過(guò)監(jiān)測(cè)分子在加熱過(guò)程中熒光信號(hào)的變化，nanoDSF能夠提供關(guān)于分子折疊、熱穩(wěn)定性及分子相互作用的定量數(shù)據(jù)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)工程、藥物開(kāi)發(fā)、分子動(dòng)力學(xué)研究等領(lǐng)域，是研究生物大分子穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)變化的理想工具。

技術(shù)原理

nanoDSF技術(shù)基于熒光信號(hào)的溫度依賴(lài)性變化原理。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)等大分子在加熱過(guò)程中經(jīng)歷構(gòu)象變化時(shí)，其內(nèi)部疏水區(qū)域會(huì)暴露出來(lái)，導(dǎo)致熒光信號(hào)發(fā)生變化。nanoDSF主要通過(guò)兩種熒光信號(hào)來(lái)檢測(cè)這些變化：一是來(lái)自熒光探針，如Trp（色氨酸）的自發(fā)熒光，二是使用溶液中加入的熒光染料，如熒光素類(lèi)物質(zhì)，這些探針能夠結(jié)合到疏水區(qū)并發(fā)射特征熒光。隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)等大分子的折疊狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起熒光強(qiáng)度的改變。通過(guò)分析熒光信號(hào)的變化，nanoDSF可以精確測(cè)定蛋白質(zhì)的熔解溫度（Tm）、熱穩(wěn)定性以及可能的構(gòu)象變化。

適用范圍

• 蛋白質(zhì)穩(wěn)定性研究：nanoDSF可以用來(lái)研究蛋白質(zhì)在不同環(huán)境下的熱穩(wěn)定性，為蛋白質(zhì)工程、優(yōu)化和改造提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
• 藥物篩選和優(yōu)化：nanoDSF可用于評(píng)估小分子藥物與蛋白質(zhì)之間的相互作用，并檢測(cè)藥物對(duì)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的影響，有助于篩選和優(yōu)化藥物候選分子。
• 抗體與抗原的結(jié)合研究：該技術(shù)適用于抗體藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中，評(píng)估抗體的穩(wěn)定性和與抗原結(jié)合的親和力。
• 酶和其他生物大分子的折疊與解折疊：nanoDSF能夠幫助研究酶、核酸以及其他生物大分子的構(gòu)象變化，揭示其折疊與解折疊的機(jī)制。
• 蛋白質(zhì)-配體相互作用：通過(guò)分析蛋白質(zhì)與小分子、配體結(jié)合后的熱穩(wěn)定性變化，nanoDSF能夠提供精確的結(jié)合親和力和動(dòng)力學(xué)信息。

技術(shù)特點(diǎn)

1.高靈敏度2.無(wú)需標(biāo)記3.快速、實(shí)時(shí)分析4.小樣本量需求5.溫和的實(shí)驗(yàn)條件6.多功能分析7.定量熱力學(xué)數(shù)據(jù)

• 圓二色譜（CD）

圓二色譜（CD，Circular Dichroism）是一種重要的光譜分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究，特別是在蛋白質(zhì)、核酸等大分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)、構(gòu)象變化及相互作用分析中。圓二色譜利用分子對(duì)左右圓偏振光的不同吸收特性，為研究生物分子折疊狀態(tài)、動(dòng)態(tài)變化及藥物-靶標(biāo)相互作用提供了有力支持。由于其非侵入性、無(wú)標(biāo)記性和高靈敏度，CD技術(shù)已成為生命科學(xué)、藥物研發(fā)及生物分子結(jié)構(gòu)研究中的核心工具之一。

技術(shù)原理

圓二色譜技術(shù)基于分子對(duì)不同偏振光的吸收特性。在光學(xué)活動(dòng)分子中，左右圓偏振光的吸收程度是不同的，分子通過(guò)吸收一部分光能量后會(huì)產(chǎn)生不同的圓二色效應(yīng)。CD譜圖通過(guò)測(cè)量分子對(duì)左右圓偏振光的吸收差異，提供分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)象及動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵信息。具體而言，當(dāng)光通過(guò)樣品時(shí)，分子中的化學(xué)鍵、氨基酸殘基或核酸基團(tuán)等結(jié)構(gòu)單元會(huì)與光相互作用，導(dǎo)致光的旋轉(zhuǎn)或吸收。通過(guò)解析CD信號(hào)，可以獲得分子在不同環(huán)境下的二級(jí)結(jié)構(gòu)信息，如α螺旋、β折疊、無(wú)規(guī)則卷曲等。

適用范圍

• 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析：CD是研究蛋白質(zhì)折疊、二級(jí)結(jié)構(gòu)組成（如α螺旋、β折疊等）的常用方法，幫助科學(xué)家了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。
• 核酸結(jié)構(gòu)研究：通過(guò)CD技術(shù)，可以研究DNA、RNA等核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其在不同環(huán)境下的構(gòu)象變化。
• 藥物與蛋白質(zhì)的相互作用：CD用于研究藥物候選分子與靶標(biāo)蛋白的相互作用，揭示其對(duì)蛋白質(zhì)折疊及構(gòu)象穩(wěn)定性的影響。
• 蛋白質(zhì)折疊與變性研究：通過(guò)監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)在不同條件下的二級(jí)結(jié)構(gòu)變化，CD能夠提供蛋白質(zhì)折疊過(guò)程、熱變性等相關(guān)信息。
• 生物大分子相互作用：CD技術(shù)可以監(jiān)測(cè)多種生物分子之間的相互作用，包括蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-小分子、蛋白質(zhì)-核酸等，幫助揭示分子間的相互作用機(jī)制。
• 動(dòng)態(tài)光散射（DLS）

動(dòng)態(tài)光散射（DLS，Dynamic Light Scattering）是一種廣泛應(yīng)用于納米粒子、膠體溶液及生物大分子研究的高效技術(shù)。DLS通過(guò)分析粒子在液體中的布朗運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)定其粒徑分布，具有高靈敏度和快速分析的優(yōu)勢(shì)。它能夠準(zhǔn)確地獲取樣品中粒子的大小、分布和穩(wěn)定性等信息，是納米技術(shù)、藥物開(kāi)發(fā)以及生物物理學(xué)等領(lǐng)域的重要分析工具。

技術(shù)原理

動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)基于布朗運(yùn)動(dòng)原理。當(dāng)光束照射到溶液中的粒子時(shí)，粒子會(huì)因熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生散射。由于粒子不斷運(yùn)動(dòng)，散射光的強(qiáng)度和角度也會(huì)發(fā)生變化。DLS通過(guò)測(cè)量這些散射光的時(shí)間變化，利用相關(guān)函數(shù)（correlation function）分析粒子運(yùn)動(dòng)的速度，進(jìn)而計(jì)算粒子的擴(kuò)散系數(shù)。根據(jù)斯托克斯-愛(ài)因斯坦方程，可以從擴(kuò)散系數(shù)推算出粒子的粒徑大小。

粒子的運(yùn)動(dòng)速度與其大小成反比，較小的粒子運(yùn)動(dòng)較快，而較大的粒子運(yùn)動(dòng)較慢。通過(guò)分析散射光的時(shí)間相關(guān)性，DLS能夠提供關(guān)于粒子尺寸分布的詳細(xì)信息，適用于納米尺度到微米尺度的粒子檢測(cè)。

適用范圍

• 納米粒子表征：DLS是納米技術(shù)中常用的粒度分析方法，能夠精確測(cè)定納米粒子、納米藥物載體和膠體溶液的粒徑分布，幫助優(yōu)化納米材料的設(shè)計(jì)。
• 蛋白質(zhì)與生物大分子研究：在生物學(xué)研究中，DLS可用于分析蛋白質(zhì)、病毒、膠體和其他生物大分子的粒徑和聚集行為，研究其在不同條件下的穩(wěn)定性和折疊狀態(tài)。
• 藥物開(kāi)發(fā)與制劑：DLS能夠幫助開(kāi)發(fā)者監(jiān)測(cè)藥物納米顆粒、乳液、膠體藥物載體等的粒徑分布和穩(wěn)定性，為藥物制劑提供重要數(shù)據(jù)支持。
• 溶液與膠體研究：DLS廣泛用于研究溶液中的膠體粒子、表面活性劑溶液等體系，幫助分析這些體系的穩(wěn)定性、聚集性及粒度分布。
• 高分子與聚合物分析：DLS也可用于研究高分子、聚合物以及其在溶液中的自組裝行為，尤其是在藥物傳遞和材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。