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藥物研發(fā)過程中常涉及到復(fù)雜樣本的高通量檢測,如在藥物早期研發(fā)階段使用全長蛋白/多元復(fù)合物、臨床前用血清/血漿樣本進行PK檢測、ADA檢測等,在進行復(fù)雜樣本尤其是血清/血漿樣本的高通量檢測時,瑞孚迪AlphaLISA可為您提供簡單便捷且準確的高通量檢測方法!
瑞孚迪均相免洗技術(shù)包含HTRF和Alpha,Alpha除了具備均相免洗技術(shù)無需洗滌、信號穩(wěn)定、靈敏度高、易于自動化等優(yōu)勢外,還適用于復(fù)雜樣本的高通量檢測。下面小編就帶你走進瑞孚迪Alpha技術(shù),展示它的魅力!
01
什么是Alpha技術(shù)?
Alpha (即Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay) 是一種基于微珠的高靈敏度均相檢測技術(shù),該技術(shù)使用供體和受體兩種微珠,當結(jié)合于供體微珠上的分子1與結(jié)合于受體微珠上的分子2發(fā)生相互作用,距離<200 nm時,即可檢測出發(fā)光信號,該技術(shù)突破了其他反應(yīng)體系的局限性,不但可以檢測常規(guī)的小分子相互作用,如抗原抗體、第二信使、配體、細胞因子與受體間相互作用,還可以用于檢測完整蛋白質(zhì)、酶復(fù)合體、噬菌體等相對分子質(zhì)量巨大或非常復(fù)雜的復(fù)合物和相互作用。
02
Alpha技術(shù)檢測原理
Alpha技術(shù)供體微珠表面含有化學(xué)物質(zhì)光敏劑,在680 nm的光激發(fā)下,將周圍的氧氣分子 (O2) 變成單線態(tài)氧 (1O2),單線態(tài)氧在溶液中擴散將能量傳遞給200 nm范圍以內(nèi)的受體微珠,引發(fā)一系列級聯(lián)放大的化學(xué)反應(yīng),從而產(chǎn)生特定波長的光。以AlphaLISA細胞因子檢測試劑盒為例,當待檢樣本中含有相應(yīng)細胞因子時,供體微珠和受體微珠可特異性與該細胞因子結(jié)合,從而拉進供受體微珠的距離,引發(fā)受體珠中的級聯(lián)能量轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致在615 nm處出現(xiàn)尖銳的發(fā)光峰值,AlphaLISA檢測信號則與樣本中存在的細胞因子的量成正比,原理圖如圖1所示。
圖1. Alpha技術(shù)檢測原理
03
Alpha技術(shù)分類
在Alpha技術(shù)中,供體微珠是相同的,受體微珠根據(jù)表面化學(xué)染料的不同,可分為四種類型:
1.AlphaScreen——第一代Alpha技術(shù)
受體微珠化學(xué)染料:紅熒烯;發(fā)射波長:520-620 nm
2.AlphaLISA——升級后的Alpha技術(shù)
受體微珠化學(xué)染料:銪Eu;發(fā)射波長:615-623 nm
相比于AlphaScreen的寬波譜,AlphaLISA受體微珠所在的波長區(qū)域 (615-623 nm) 可有效避免血清和血漿樣品的熒光背景干擾 (波長區(qū)域300-600 nm) 以及氧合血紅蛋白的吸收干擾 (波長區(qū)域<600 nm),適用于各種臨床前和臨床中血清和血漿樣本的高通量檢測。
3.AlphaPlex 545——Alpha技術(shù)的多重檢測
受體微珠化學(xué)染料:鋱Tb;發(fā)射波長:515-555 nm
供體微球與AlphaLISA、AlphaPlex 545 和AlphaPlex 645 受體微球相互作用,可以在一個微孔板孔內(nèi)檢測2-3種指標。
4.AlphaPlex 645——Alpha技術(shù)的多重檢測
受體微珠化學(xué)染料:釤Sm;發(fā)射波長:645 nm
供體微球與AlphaLISA、AlphaPlex 545 和AlphaPlex 645 受體微球相互作用,可以在一個微孔板孔內(nèi)檢測2-3種指標。
四種受體微珠的發(fā)射波譜示意圖如下:
圖2. 四種受體微珠的發(fā)射波譜
04
Alpha技術(shù)應(yīng)用案例
案例一 血清樣本非洲豬瘟檢測方法建立
非洲豬瘟病毒(ASFV)基因組范圍在170~190 kb之間,共注釋了151個基因,衣殼蛋白p72是ASFV自然感染的主要免疫原,是ASFV免疫診斷試驗的候選分子。本實驗建立AlphaLISA具有高靈敏度、強特異性和強相關(guān)性,對快速準確檢測ASFV具有良好的應(yīng)用前景[1]。
標準曲線的建立
分別兩倍連續(xù)稀釋ASFV p72 (100~1.5625 ng/ml) 和ASFV陽性血清 (1:2~1:256) ,如圖3顯示,AlphaLISA信號與ASFV p72及ASFV陽性血清稀釋度之間存在良好的線性或非線性關(guān)系。
圖3. p72的標準定量曲線 (A) 和ASFV陽性血清倍比稀釋曲線 (B)
Cut-off值、靈敏度和特異性
通過20份SPF豬血清確認AlphaLISA檢測方法的cut-off值為264.05,檢測下限(靈敏度)為0.78 ng/ml。并進行交叉反應(yīng)實驗驗證 (CSFV、 PRV、PRRSV、PPV、PCV2和PEDV) 以證明AlphaLISA方法的特異性和準確性,結(jié)果如圖4所示。
圖4. p72 cut-off值和交叉反應(yīng)實驗結(jié)果
方法評估
采用AlphaLISA、Real-Time PCR檢測和抗原檢測試劑盒分別檢測60份臨床血清樣本,Real-Time PCR檢測結(jié)果顯示,29份ASFV陽性,31份ASFV陰性;抗原檢測試劑盒結(jié)果顯示ASFV陽性24例,ASFV陰性36例,而AlphaLISA結(jié)果顯示ASFV陽性27例,ASFV陰性33例。與Real-Time PCR檢測相比,AlphaLISA的敏感性為93.1%,特異性為100%,相關(guān)系數(shù)為0.967,與抗原檢測試劑盒相比,AlphaLISA的敏感性、特異性和相關(guān)系數(shù)分別為100%、91.7%和0.95。
案例二 PBMC上清細胞因子檢測
PBMC通常用作體外模型篩選和鑒定針對靶向免疫途徑的藥物,因此,測量PBMC細胞模型的細胞因子分泌的能力往往需要靈敏、穩(wěn)定的檢測方法。本案例使用高靈敏度和穩(wěn)定性的AlphaLISA 高性能細胞因子檢測試劑盒,是細胞因子研究,實現(xiàn)以小樣本量準確檢測簡單到復(fù)雜基質(zhì)中的內(nèi)源細胞因子。
本實驗涉及到AlphaLISA高性能版細胞因子檢測試劑盒Human IFN-γ (#AL3153), Human IL-2 (#AL3155), Human TNF-α (#AL3157), Human IL-10 (#AL3159), Human IL-1β (#AL3160), Human IL-17A (#AL3161), Human CXCL10(#AL3163), and Human IL-8 (#AL3164)等細胞因子檢測試劑盒。
實驗結(jié)果
收集了所有測試細胞因子的數(shù)據(jù)后,計算LDL和LLOQ值。如圖5所示,所有的試劑盒的LLOQ都達到pg/mL級別的高靈敏度。
圖5. 檢測下限和定量下限列表
在圖6中可見,以IL-2為例,PBMC上清待測樣本可進行大倍數(shù)稀釋或不稀釋,都能獲得較大的實驗窗口。因此,當需要在一個樣本中檢測多個細胞因子時,則可以選擇相同的稀釋倍數(shù)來稀釋樣本后再分別進行檢測,可減少多種稀釋倍數(shù)帶來的實驗干擾與誤差,從而更快速準確地獲得多個細胞因子的檢測數(shù)據(jù)。同時又因為AlphaLISA檢測只需要5-10 ul的樣本量,一個96樣本孔的上清足夠同時支持多個細胞因子的檢測,大大節(jié)省PBMC的使用成本。同時,均相免洗的實驗操作以及小體積的檢測更兼容自動化儀器,實現(xiàn)真正的高通量樣本檢測。
圖6. 檢測梯度稀釋PBMC上清中的IL-2
案例三 PROTAC三元復(fù)合物結(jié)合實驗
AlphaLISA tool box試劑可以成功地用于檢測靶向蛋白降解應(yīng)用的三元復(fù)合物形成,篩選用于藥物發(fā)現(xiàn)的PROTAC分子。當靶蛋白和E3連接酶通過PROTAC成功地以三元復(fù)合物的形式連接時,抗標簽供體和受體微珠將靠近并產(chǎn)生Alpha信號。
圖7. AlphaLISA三元復(fù)合物結(jié)合實驗?zāi)P?/p>
案例以BRD4和CRBN三元復(fù)合物結(jié)合實驗為例,介紹AlphaLISA在三元復(fù)合物檢測中的應(yīng)用。該實驗的BRD4蛋白為重組GST-BRD4,CRBN復(fù)合物為重組人Cereblon/DDB1/Cul4A/Rbx1復(fù)合物,在Cereblon和DDB1亞基上帶有N端flag標簽,在Cul4A和Rbx1亞基上帶有N端6x His標簽,作為E3連接酶。
如圖8所示,PROTAC dBET6的滴定顯示出鐘形曲線,在~100 nM處觀察到鉤點。PROTAC dBET1也產(chǎn)生了鐘形曲線,表明與該PROTAC成功形成三元復(fù)合物,然而,鉤點略有增加(~250 nM),表明dBET1形成三元復(fù)合物的效率低于dBET6。先前的研究提出dBET6比dBET1更有效的降解物,dBET6處理的細胞中蛋白降解更加明顯。相反,不相關(guān)的PROTAC:MT-802及對照分子則沒有AlphaLISA信號。
圖8. 三元復(fù)合物中PROTACs的滴定
05
儀器推薦
VICTOR®Nivo™Alpha
VICTOR®Nivo™Alpha是一款性價比高,檢測效果佳的Alpha儀器。對于從事Alpha檢測的實驗室,這款儀器將是您
最新的VICTOR®Nivo™多模式微孔板讀板儀配置了高靈敏Alpha技術(shù)的所有硬件:680 nm激光光源用來激發(fā)供體微珠,D660專業(yè)二向色鏡和Alpha 專用發(fā)射濾光片。同時,VICTOR® Nivo™通過特殊的設(shè)計,阻攔激發(fā)時發(fā)射信號的檢測,從而降低了背景信號。
06
微孔板推薦
瑞孚迪AlphaPlate淺灰色微孔板,專為瑞孚迪AlphaLISA和AlphaScreen檢測技術(shù)而設(shè)計,是目前采用淺灰色設(shè)計的微孔板,可顯著降低信號交叉干擾多達17倍,優(yōu)化檢測信號信噪比值并提高整體Z'值。
如果您對Alpha技術(shù)感興趣,或需要更詳細的產(chǎn)品資料,可以聯(lián)系上海瑋馳。
參考文獻
[1] Dongjie Chen, Di Wang, Caixia Wang, F. Wei, Hongyuan Zhao, Xiangmei Lin, Shaoqiang Wu less. Application of an AlphaLISA method for rapid sensitive detection of African swine fever virus in porcine serum. Applied Microbiology and Biotechnology. 29 May 2021. DOI:10.1007/s00253-021-11339-2