基于光學(xué)傳感器的實(shí)時(shí)無標(biāo)記動力學(xué)檢測方法靈敏度和準(zhǔn)確性高，因此成為目前主流的分子互作檢測方式，這些光學(xué)檢測方法目前主要分為GCI（光柵偶合干涉），SPR（表面等離子共振）以及BLI（生物層干涉）技術(shù)。在這些方法中，通常將蛋白質(zhì)受體分子固定在傳感器表面，然后注入配體（稱為分析物）使其流過傳感器。在特定的締合時(shí)間后（由受體結(jié)合位點(diǎn)的飽和度決定），將不包含配體的溶液通過流通池注入以解離受體-配體復(fù)合物（圖1）。受體和配體的結(jié)合和解離的變化將轉(zhuǎn)化為光的干涉圖案。這些變化基于與表面受體與配體分子結(jié)合的數(shù)量，并以傳感圖表示，從中可以計(jì)算出動力學(xué)締合常數(shù)（kon）和解離常數(shù)（koff），以及Kd（圖1）[1]。

在分享一些案例之前，我們先了解一下無標(biāo)記技術(shù)檢測分子間親和力和動力學(xué)的基本流程，如圖2所示

實(shí)驗(yàn)步驟：將2ug/mL的Antibody1作為配體固化在ProteinA芯片上，固化水平為200RU。不同種屬的分析物Antigen1和Antigen2以100nM，30uL/min流經(jīng)固化有配體的芯片表面。結(jié)果如圖3（SPR），圖4（GCI）所示。

在這種情況下，研究員會對antigen2會繼續(xù)做動力學(xué)表征，而antigen1因?yàn)樾盘栔岛苋醣徽J(rèn)為是陰性樣品。

在配體固化水平及分析物濃度相同的條件下，GCI技術(shù)在單一濃度分析的過程中可得到穩(wěn)定的結(jié)合信號，研究人員在這種情況下會繼續(xù)完成此樣品的動力學(xué)分析。為后續(xù)的研究提供更多可參考的信息。

接著我們繼續(xù)對比一些SPR信號值很弱的陰性樣品，同樣保持相同的固化水平，濃度，流速等條件。結(jié)果如圖5，圖6所示

在這些案例中不難看出，GCI的靈敏度非常高，這是由于SPR的漸逝場檢測的范圍僅有100nm，（圖7）,而GCI技術(shù)將光路延伸至整個(gè)2mm傳感器（圖8），漸逝場覆蓋范圍更廣，可檢測的相互作用更多。

BLI技術(shù)因其較高的通量以及無管路的設(shè)計(jì)常應(yīng)用在上清液的動力學(xué)表征，而GCI技術(shù)特有的RAPID模式可實(shí)現(xiàn)脈沖式進(jìn)樣縮短來樣品飽和時(shí)間，并且無需對分析物進(jìn)行梯度稀釋，極大的縮短了樣品準(zhǔn)備時(shí)間，獨(dú)特的微流路外置在芯片上（圖9）的設(shè)計(jì)避免了管路堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，同樣適用于上清液的動力學(xué)表征。下面讓我們一起來看幾個(gè)案例。

實(shí)驗(yàn)步驟：將胞外表達(dá)的培養(yǎng)基上清液中未知濃度的8個(gè)抗體固化在ProteinA傳感器上，與100nM的分析物（抗原）相互作用的結(jié)果如圖10（BLI），圖11（GCI）。

所測的8個(gè)樣品中，BLI中有5個(gè)超過了檢測限，而GCI只有2個(gè)，這是由于BLI無管路的設(shè)計(jì),導(dǎo)致親和力較高的樣品二次結(jié)合（rebinding）。

 8個(gè)樣品BLI總耗時(shí)1個(gè)半小時(shí)，GCI耗時(shí)2個(gè)半小時(shí)，但BLI技術(shù)因其浸入式的傳感器設(shè)計(jì)導(dǎo)致樣品揮發(fā)所以樣品放置時(shí)間不宜過長，運(yùn)行過程中需人員值守。而GCI的微流路外置在的設(shè)計(jì)既不會使樣品揮發(fā)，又避免了微流路堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，可實(shí)現(xiàn)120h無人值守運(yùn)行。因此當(dāng)樣品量繼續(xù)增加到96個(gè)樣品以后，GCI與BLI（8通道）通量相當(dāng)，且無需對分析物進(jìn)行梯度稀釋，大大節(jié)約了樣品準(zhǔn)備時(shí)間。

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