SPRm表面等離子體共振顯微鏡（免標(biāo)記檢測(cè)）
活細(xì)胞上免標(biāo)記生物分子結(jié)合過(guò)程的檢測(cè) 
SPRm200是將表面等離子體共振技術(shù)和光學(xué)顯微鏡巧妙結(jié)合為一的生物傳感檢測(cè)儀。它為免標(biāo)記研究分子相互作用的領(lǐng)域開(kāi)辟一個(gè)嶄新的前沿。專(zhuān)門(mén)針對(duì)細(xì)胞膜蛋白和相關(guān)分子免標(biāo)記檢測(cè)而設(shè)計(jì)的SPRm200儀器可幫助您在實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的同時(shí)能夠測(cè)量藥物和靶點(diǎn)在細(xì)胞上的結(jié)合過(guò)程，并且可以在其自然狀態(tài)下完成對(duì)藥物和膜蛋白之間相互作用的測(cè)量。應(yīng)而不在需要從細(xì)胞中提取和分離膜蛋白。依靠它出色的靈敏度和穩(wěn)定性，SPRm200也能夠測(cè)量納米尺度的結(jié)合行為，可用于研究細(xì)菌或病毒與抗菌性藥物的相互作用，以及發(fā)展納米級(jí)顆粒藥物遞送的新方法。 
SPRm200把SPR技術(shù)和光學(xué)成像結(jié)合起來(lái)，能夠把活細(xì)胞成像和對(duì)藥物分子結(jié)合反應(yīng)定位分布圖像實(shí)時(shí)地表征出來(lái)。如圖1所示，明視場(chǎng)聚光燈將生長(zhǎng)于芯片表面的細(xì)胞照亮，在底部的照相機(jī)捕獲活細(xì)胞的明視場(chǎng)。同時(shí)SPR光源沿共振角度投射光線到傳感器芯片上，由SPRm200探測(cè)器捕捉反射光，并把在每一個(gè)像素點(diǎn)上的SPR響應(yīng)信號(hào)記錄下來(lái)構(gòu)成SPR像圖。 
凝集素- 糖蛋白相互作用 
基本的細(xì)胞和治療過(guò)程通常開(kāi)始于配體與膜蛋白的結(jié)合，并且膜蛋白在其天然狀態(tài)中的結(jié)合活性研究對(duì)于理解它們的生物學(xué)功能至關(guān)重要。這里是研究糖蛋白（膜蛋白）和凝集素（配體）之間的特異性相互作用以及單個(gè)細(xì)胞膜上的受體的結(jié)合活性和空間分布的實(shí)例。 將神經(jīng)瘤細(xì)胞SHEP1在芯片上的細(xì)胞室中被孵化，然后置于SPRM樣品臺(tái)上。將PBS緩沖液在25℃以300ul/min的流速加入細(xì)胞室。將凝集素，80ug/ml的小麥胚芽凝集素（WGA），注入細(xì)胞室，然后用PBS緩沖液沖洗。用不同的WGA濃度（5, 10, 40, 80, 100, 200ug/ml）重復(fù)對(duì)細(xì)胞的類(lèi)似測(cè)量。使用50mM GlcNAc 溶液來(lái)再生細(xì)胞表面上的膜糖蛋白受體。 如下圖2所示在每個(gè)像素處記錄傳感曲線圖，通過(guò)平均細(xì)胞圖像內(nèi)的像素點(diǎn)，可以使用一級(jí)結(jié)合動(dòng)力學(xué)理論（參見(jiàn)下文）導(dǎo)出每個(gè)細(xì)胞的結(jié)合動(dòng)力學(xué)參數(shù)。這里的測(cè)量結(jié)果與以前發(fā)表的數(shù)據(jù)一致[4]。 
繪制nACHRs的結(jié)合行為 nAChR膜受體在神經(jīng)傳遞和尼古丁成癮中起關(guān)鍵作用。確定它們?cè)诩?xì)胞中分布的常規(guī)方法基于熒光標(biāo)記的二次抗體，其不提供直接的動(dòng)力學(xué)并且易于發(fā)生假陽(yáng)性。SPRm200直接測(cè)量第一抗體與不含第二抗體的nAChR的結(jié)合。該過(guò)程更加簡(jiǎn)單，克服了使用被標(biāo)記的第二級(jí)抗體所帶來(lái)的缺陷。 
上圖中，SH-EP1工程化細(xì)胞在細(xì)胞膜上表達(dá)α4β2受體，并結(jié)合初代抗體抗α4（右圖）。通過(guò)SPR 像圖所顯示的nAChR 同其初代抗體結(jié)合的分布（粉紅色），可以明顯看出這是一個(gè)非均相的表面結(jié)合。用SH-EP1野生型細(xì)胞來(lái)作為對(duì)照， 傳感曲線右下圖A顯示了兩種類(lèi)型的細(xì)胞對(duì)nAChR的反應(yīng)具有顯著差異。如傳感圖B中所示，從SH-EP1工程化細(xì)胞反應(yīng)減去野生型細(xì)胞反應(yīng)（主要出于體積折射率效應(yīng)）給出nAChR與其第一抗體的結(jié)合動(dòng)力學(xué)，kon =6×104/Ms，koff = 3×10-3/s 和KD=45nM。 
納米顆粒檢測(cè)
在納米尺度上，由一個(gè)納米顆粒所產(chǎn)生的SPR響應(yīng)信號(hào)非常獨(dú)特。就好像把一個(gè)小石子放在一個(gè)緩緩流動(dòng)的淺溪中，水面上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)波紋圖案（參考下圖）。SPR光源按共振角度投射到傳感器芯片上使其產(chǎn)生一個(gè)沿著金屬膜表面?zhèn)鞑サ谋砻娴入x子體(SP)波，如圖3所示。當(dāng)一個(gè)納米顆粒結(jié)合到芯片表面時(shí)，它便成為SP波的散射點(diǎn)，因而會(huì)在SPR像中產(chǎn)生波紋圖案。其形狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于納米顆粒的實(shí)際尺寸（100 倍以上）。這放大的波紋圖案使得SPRm200能夠檢測(cè)到粒子尺度遠(yuǎn)小于其光學(xué)衍射的極限，通過(guò)對(duì)這個(gè)放大的波紋圖案進(jìn)行跟蹤和測(cè)量，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)分子在納米尺度下的結(jié)合行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究。 
在SPR像中，這些波紋的產(chǎn)生以及其強(qiáng)度的變化為納米顆粒和芯片表面或和溶液中其它分子的相互作用提供了非常豐富的信息[1，5]。 
活的大腸桿菌O157:H7 在LB肉湯培養(yǎng)基中通過(guò)抗體偶聯(lián)被系在傳感器芯片上。他們因散射芯片中的SP波而在SPR像上產(chǎn)生許多點(diǎn)波紋如下圖右邊所示。 
雖然明視場(chǎng)的細(xì)菌細(xì)胞像（小黑點(diǎn)）穩(wěn)定，SPR像中的點(diǎn)波紋強(qiáng)度有著顯著的變化。通過(guò)監(jiān)測(cè)這些波紋在納米尺度下的強(qiáng)度波動(dòng)，可為我們提供細(xì)菌細(xì)胞的新陳代謝的重要信息。當(dāng)將500μg/mL的殺菌性抗生素多粘菌素B（PMB）加入細(xì)胞室時(shí)，細(xì)菌細(xì)胞的波動(dòng)急劇減弱（下右圖），從而表征細(xì)菌的死亡。 
系統(tǒng)規(guī)格表
系統(tǒng)規(guī)格表
傳感器和耗材
金傳感器晶片 
參考文獻(xiàn) K Syal, R Iriya, Y Yang, H Yu, S Wang, S Haydel, HY Chen, NJ Tao, "Antimicrobial Susceptibility Test with Plasmonic Imaging and Tracking of Single Bacterial Motions on Nanometer Scale", ACS Nano, 10, 845-852, 2016 F Zhang, S Wang, L Yin, Y Yang, Y Guan, W Wang, H Xu, NJ Tao, “Quantification of Epidermal Growth Factor Receptor Expression Level and Binding Kinetics on Cell Surfaces by Surface Plasmon Resonance Imaging", Analytical Chemistry, 87(19), 9960-9965, 2015 W Wang, L Yin, L G-M, S Wang, X Yu, S Eaton, S Zhang, H Chen, J LaBaer, NJ Tao, “In situ drug-receptor binding kinetics in single cells: a quantitative label- free study of anti-tumor drug resistance”, Scientific reports, 4, 1-7, 2014 W Wang, Y Yang, S Wang, V Nagaraj, Q Liu, J Wu and NJ Tao, "Label-free measuring and mapping of binding kinetics of membrane proteins in single living cells", Nature Chemistry, 4, 846-853, 2012 Wang, Shaopeng, et al. "Label-free imaging, detection, and mass measurement of single viruses by surface plasmon resonance." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.37 (2010): 16028-16032.
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