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为你鼓掌--生物膜干涉技术文献总结
来源: | 作者:fortebio 陈老湿 | 发布时间: 2019-04-06 | 328 次浏览 | 分享到:

最近陈老湿终于完成了一项不可能的任务,那就是阅读了上千篇引用生物膜干涉技术(BLI)的文献,对每篇文献是如何应用生物膜干涉技术的作了总结。为此陈老湿可是耗费了几年的心血啊。

 

如果今天你能坚持把这篇文章啃完,那说明你真的很“饿”,因为你会发现文章里全是“饼”!




BLI文献概述


目前为止,与BLI技术相关的文献一共1800篇左右。近几年的文献增长很快,主要是因为应用BLI技术的科研客户数量在快速增长。


陈老湿阅读了其中的1000篇左右,依据检测的分子类型不同进行了分类,并标记了每种分子类型的文章数。



由此可见,BLI技术的应用非常广泛。除了检测蛋白以及抗体的动力学,在RNA/DNA/多肽/化合物/浓度测定领域也大展身手,此外也涉及到脂质体,纳米材料,病毒以及细菌和细胞等物质的检测。



从数据看,国内用户对BLI应用和国外是完全同步的。尤其在化合物DNARNA纳米材料和多聚物等领域的BLI应用,均是开拓前沿的研究。

 

目前已经有50多个国内用户应用BLI技术发表了文献,其中发表数大于3篇的单位有:





抗体亲和力的BLI文献


应用在抗体方面的BLI文献总结如下:


采取固化抗体与固化抗原检测的BLI文献数量相当。固化抗原所用传感器最多的是SA,其次是NTA、HIS和AR2G传感器;而固化抗体用的最多的是AHC、proA、AMC以及SA。


  • 如果抗体是人源或鼠源,一般用AHC或者AMC传感器进行固化检测抗原。可以减少亲合效应(avidity effect)的影响,使得亲和力更准。

  • 如果抗体是ScFv、Fab以及纳米抗体,一般固化抗原检测这些抗体。

  • 如果要比较不同抗体的亲和力,也可以用固化抗原的方法,减少不同抗体固化水平差异所带来的亲和力检测误差。

  • 如果亲和力很强,可以考虑用SA传感器进行固化。

  • 考虑到SA传感器的固化是在中性环境中进行,有利于保持抗原活性。

  

抗体配对/Epitope Binning的文献




可见,in-tandem方法用的最多,其次是sandwich方法,premix方法最少。具体方法描述请见《陈老湿聊技术--春风十里,不如你》(可在“往期回顾”中查找)。

  • In-tandem方法可以克服抗原多聚物的影响,如抗原是病毒的情况。而且比较容易设置阳性对照,将不加入第一个抗体的第二个抗体信号作为100%信号,进行normalization。

  • Sandwich方法适用于直接对表达浓度很低的粗样品进行binning,从而克服In-tandem以及premix对抗体的浓度要求。

  • Premix方法可以减少实验步骤,但是需要消耗过量的抗体和抗原,所以相对用的比较少。

 

蛋白-蛋白类文献


在蛋白-蛋白相互作用的BLI文献中,所用的传感器分布如下



SA传感器用的最多,其次是AHC、ProA、NTA等,而氨基偶联相对用的比较少。可能有以下几个原因:


  • 很多蛋白在酸性环境中不稳定,而氨基偶联对pH比较敏感,一般需要将固化蛋白溶解在酸性pH中进行固化。而生物素化和生物素固化都在中性pH中进行,比较容易维持蛋白活性。

  • 如果蛋白带有融合标签,可以用特异性的传感器进行固化,但是考虑到很多实验室的蛋白是用同一个载体表达的,固化蛋白和分析蛋白都是带有同一标签,为了克服分析蛋白与传感器结合带来的影响,一般还是用SA传感器进行固化。

 

DNA/RNA文献


DNA、RNA在BLI文献中,大多数做法都是用SA固化DNA/RNA,检测蛋白或者其他物质。如下图



  • DNA/RNA的生物素化非常方便,<200bp的DNA/RNA可以直接用合成方法,而比较长的DNA/RNA可以通过PCR来实现生物素化。

  • DNA/RNA固化的传感器比较容易再生。


多肽文献


而多肽和蛋白的BLI文献中,多数是用SA传感器固化生物素化多肽检测蛋白,其次是用SSA传感器固化蛋白检测多肽。


  • 多肽一般可以在合成的时候带上生物素,并且带上比较长的linker,从而克服空间位阻。而较大的多肽,比如20个氨基酸以上,可以考虑直接偶联。

  • 如果多肽作为分析物,参考小分子的做法,需要获得较高的蛋白密度,因此一般用SSA或者NTA传感器。

 

多糖文献


在多糖与蛋白的相互作用中,用的最多的是在SA传感器上固化生物素化的多糖,并检测蛋白。


  • 多糖的固化可以有两种方式,一种是将多糖固化在载体蛋白上,比如BSA,再用APS传感器进行固化。

  • 如果有的多糖带有氨基或者羧基,可以考虑生物素化。

 

小分子化合物检测文献


在小分子化合物的检测中,主要手段是用SSA固化蛋白检测化合物,也有少量的是固化化合物。


  • 一般用SSA传感器可以获得比较好的蛋白密度用于检测信号比较小的小分子。

  • 如果NTA传感器可以获得很高的信号,有时候也可以用来检测小分子。

  • 小分子的固化比较困难,一般是合成的时候带上生物素,但是需要保证很长的linker以克服空间位阻效应,还要保证带上生物素后不会对小分子活性产生影响。

 

浓度测定文献


在和浓度检测相关的BLI文献中,多数是用proA/proG/proL对IgG进行定量,也有对特定蛋白和化合物进行定量。


  • 通过现有的proA/G/L等传感器可以直接对粗样品中的IgG以及GST/HIS融合蛋白进行快速定量。

  • 如果有一个结合很强的抗体,也可以对一些特定的蛋白或者细菌进行快速定量。BLI技术能够快速建立方法,一般几天就能完成,10分钟完成一轮检测。

  • 小分子一般用竞争法进行检测。一般将小分子或者小分子偶联蛋白固化在传感器上,检测含有小分子的样品和抗体混合样品。

 

涉及病毒,纳米材料,脂质体和多聚物等物质分类比较繁杂,所以暂不进行统计。






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