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        OWLS光波導(dǎo)模式譜儀
        OWLS光波導(dǎo)模式譜儀

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        上海載德半導(dǎo)體技術(shù)有限公司

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        第2年

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        光波導(dǎo)模式譜(optical waveguide lightmode spectroscopy, OWLS)是一種非標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)方法,主要是研究生物分子相互作用/定性定量的多功能儀器,在集成光學(xué)領(lǐng)域中是一個(gè)相對(duì)較新的產(chǎn)物。OWLS 是一種通過檢測(cè)波導(dǎo)附近的有效折射率的變化進(jìn)行傳感,同時(shí)對(duì)TM/TE 兩種傳導(dǎo)模式進(jìn)行測(cè)定,可以實(shí)時(shí)原位分析樣品質(zhì)量與相互作用動(dòng)態(tài)過程的生物傳感技術(shù)。

        此設(shè)備含有兩組測(cè)試模塊:

        1,表面光波導(dǎo)模式譜模塊,原理類似于等離子共振(SPR, Surface Plasmon Resonance)技術(shù),表面用于表征折射率改變的光學(xué)專業(yè)技術(shù)。所以SPR技術(shù)的應(yīng)用均適用于光波導(dǎo)模式譜,但光波導(dǎo)模式譜比SPR優(yōu)異性在于:

        波導(dǎo)模式譜(OWLS)可以測(cè)試表面相互集合涂層的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù):厚度和折射率的**值,這樣可以準(zhǔn)確地計(jì)算出集合涂層的質(zhì)量,技術(shù)可靠。 SPR只能測(cè)試折射率的相對(duì)變化。

        另外波導(dǎo)模式譜(OWLS)使用玻璃芯片,可以非常容易修飾,例如使用金屬氧化物,可以拓展各種表面研究。SPR只能使用金膜芯片。

        2,石英晶體微天平模塊(QCM)

        波導(dǎo)模式譜(OWLS)是一個(gè)開放平臺(tái),非常容易拓展:可以結(jié)合電化學(xué)技術(shù),稱之為EC-OWLS。

        應(yīng)用領(lǐng)域包括:

        薄膜、自組裝單分子層的形成及性質(zhì),蛋白質(zhì)、核苷、醫(yī)藥品、表面活性劑等分子間的交互作用。

        免疫反應(yīng),細(xì)胞動(dòng)力學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué),核酸組學(xué),配體/受體的結(jié)合,分子自組裝,藥物研發(fā),病毒檢測(cè),

        功能材料研究,食品質(zhì)量監(jiān)測(cè),環(huán)境污染監(jiān)測(cè),原位檢測(cè),納米科學(xué)領(lǐng)域,聚合與分解的動(dòng)力學(xué)分析

        * 廣泛應(yīng)用于(不局限于)DNA低聚體、RNA、多肽、蛋白質(zhì)相互作用;

        * 蛋白質(zhì)/多肽與脂質(zhì)/囊結(jié)合;

        * 動(dòng)力學(xué)速度常數(shù)(on-forward-association, off-reverse-dissociation);

        * 濃縮監(jiān)控;

        * 序列識(shí)別,抗原決定基篩選及掃描;

        從各類小分子化合物、多肽、蛋白質(zhì)、寡核苷酸和寡聚糖直至類脂、噬菌體、病毒和細(xì)胞,為了滿足分析各種生物體系的要求,公司專門設(shè)計(jì)了多種傳感器芯片,每一種芯片都具有良好的品質(zhì)能提供給科學(xué)工作者。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-DNA、DNA-DNA、抗原-抗體及受體-配體等的相互作用通過OWLS技術(shù)得到進(jìn)一步量化的闡述,免疫反應(yīng)/藥物研發(fā)/病毒檢測(cè)/細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析/功能材料研究/納米科學(xué)領(lǐng)域/環(huán)境監(jiān)測(cè)……與熱生物傳感器和酶電極技術(shù)相比,OWLS以其樣品不必標(biāo)記、高靈敏度、基線穩(wěn)定、再生方法廣泛、響應(yīng)快速、反復(fù)使用性、重現(xiàn)性好、試劑準(zhǔn)備簡單和操作簡易而獨(dú)樹一幟。

        波導(dǎo)模式譜儀(OWLS)產(chǎn)品性能價(jià)格比高,可以加載石英晶體微天平模塊(QCM),功能更為強(qiáng)大。

        修飾芯片種類多且便宜,成功使用我們?cè)O(shè)備做研究并發(fā)文章的用戶有:

        浙江大學(xué),山東大學(xué),廈門口腔研究院,蘇州大學(xué),華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等

        技術(shù)參數(shù):

        原理:光柵將氦-氖激光以一特定的共振角度耦合進(jìn)入波導(dǎo)層,耦合角度會(huì)敏感地隨著吸附分子種類及芯片表面覆蓋介質(zhì)的折射率變化而變化。當(dāng)精確地測(cè)量到耦合角度時(shí),可極其靈敏的檢測(cè)出被吸附物質(zhì)的量。

        檢測(cè)方法:檢測(cè)反射光強(qiáng)度和檢測(cè)相位

        傳感器:氨基修飾波導(dǎo)傳感器表面,可使傳感器表面再生;抗體共價(jià)結(jié)合在傳感器表面,可使測(cè)量再生循環(huán),檢測(cè)并延長傳感器壽命,穩(wěn)定、優(yōu)化傳感器

        激光器:穩(wěn)功率 He-Ne 激光器

        入射光:入射光包含 TM 和 TE 兩種模式

        系統(tǒng)加樣元件:可實(shí)現(xiàn)無氣泡、樣品池的液體流速可控的目的,可選20μl~500μl的加樣環(huán)用于控制加樣體積

        溫控部件:可加熱和冷卻系統(tǒng)感應(yīng)架,無震動(dòng);溫度范圍大(20~80℃),控溫穩(wěn)定,誤差小于±0.1℃

        表面?zhèn)溆门浼号c各種質(zhì)譜**匹配,目前**的生物分子作用分析與質(zhì)譜分析結(jié)合的OWLS-MS技術(shù),能快速有效地鑒定未知蛋白

        可選配件:電-化學(xué)OWLS系統(tǒng):ITO覆膜的OW2400傳感器和EC樣品池,可在電場(chǎng)中檢測(cè)表面吸附。熒光-OWLS測(cè)量系統(tǒng):特制熒光樣品池可將熒光標(biāo)記和OWLS法結(jié)合,熒光-生物感應(yīng)軟件模塊用于數(shù)據(jù)分析

        自動(dòng)折射計(jì):為緩沖液特別設(shè)計(jì)的,可在線和離線測(cè)量覆蓋介質(zhì)的折射率,增強(qiáng)計(jì)算準(zhǔn)確度

        穩(wěn)壓/穩(wěn)流裝置:可運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),如循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電流法、方波法及微分脈沖伏安法

        生物感應(yīng)分析軟件:BioSense是與MS Windows兼容的應(yīng)用軟件,可靈活控制OWLS120設(shè)備的測(cè)量、數(shù)據(jù)的獲取、分析和存儲(chǔ)。(1)測(cè)量:可實(shí)時(shí)高效地監(jiān)控、跟蹤、定量化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)或吸附,快速而簡便地進(jìn)行測(cè)量和分析。(2)對(duì)設(shè)備全程控制:步進(jìn)電機(jī)控制,對(duì)光電流、溫度測(cè)量的自動(dòng)控制,定時(shí),角度參考點(diǎn)的自動(dòng)校準(zhǔn)等。(3)可視化:嵌入圖表工具使測(cè)量過程持續(xù)實(shí)時(shí)可視化。(4)分析:提供傳感芯片光學(xué)參數(shù)的評(píng)估,包括:光導(dǎo)膜和吸附物質(zhì)的折射率、厚度,覆蓋介質(zhì)的折射率,芯片參數(shù)的自我校準(zhǔn),每cm2吸附的質(zhì)量,結(jié)合動(dòng)力學(xué)信息。 (5)數(shù)據(jù)導(dǎo)出:測(cè)量結(jié)果可轉(zhuǎn)換為常用制表和電子制表格式(Excel, Origin,等),密碼保護(hù)使用者的文件。 (6)多人使用環(huán)境:密碼保護(hù)使用者的文件、個(gè)性化登錄和測(cè)量的條件設(shè)置。(7)存儲(chǔ):全面的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為多層文件夾和文檔提供密碼保護(hù)。每個(gè)測(cè)量可按項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)歸類,關(guān)鍵詞和文檔區(qū)可填入測(cè)量條件的細(xì)節(jié)描述,所有與測(cè)量、傳感器、用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)均可作為研究條件出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中

        進(jìn)樣體積:10~750ul

        速度(分析時(shí)間):1~15分鐘/樣品

        折光率范圍:1.30~1.80

        在線去背景對(duì)照:手動(dòng)

        溫度:20~80℃

        基線噪音:<10-7(折射率)

        基線漂移:<10-8>

        濃度分析:10-7ng/ml

        *重復(fù)性:單個(gè)點(diǎn);在同一芯片上檢測(cè),且檢測(cè)條件可控,重復(fù)性好

        能否實(shí)時(shí)檢測(cè):能實(shí)時(shí)檢測(cè),動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)生物分子相互作用的全過程

        能否跟蹤監(jiān)控:能跟蹤監(jiān)控固定配體的穩(wěn)定性

        *靈敏度:高靈敏度,適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分

        可靠性:為藥物研發(fā)和制藥企業(yè)提供全面的技術(shù)控制和結(jié)果論證

        檢測(cè) 極 限:

        *HSP-70蛋白:1pg/ml(用70 KDa熱休克蛋白HSP70的單克隆抗體測(cè)得)

        *TNFa: 從數(shù)量級(jí)達(dá)100pg/ml的部分純化樣品中檢測(cè)出TNFa。

        *E.Coli : 3×103CFU/ml(用埃希氏菌屬E.Coli的單克隆抗體測(cè)得)。

        *二硝基苯胺除草劑氟樂靈:可增強(qiáng)對(duì)10ug/ml抗原和1:2000抗血清稀釋液的感應(yīng)性,提供2×10-7~3×10-5ng/ml范圍內(nèi)氟樂靈的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

        *結(jié)論:pg級(jí),適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分

        主要特點(diǎn):

        (1) 凡是色譜儀、光譜儀、質(zhì)譜儀、酶標(biāo)儀、FT-IR、BIACORE等儀器或方法能做到的領(lǐng)域或?qū)嶒?yàn),OWLS都能做得更好,更快,也可與這些方法聯(lián)合使用;而且OWLS價(jià)格上更能接受;

        (2) 新型的非標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)方法,即:待測(cè)物無需標(biāo)記,保持原有生物活性,試劑準(zhǔn)備簡單和操作簡易。

        (3) 連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué),即:OWLS可以得到用其他技術(shù)方法難以得到的結(jié)果,因?yàn)樗梢詫?shí)時(shí)反映分子結(jié)合過程中每一秒變化的情況,提供了實(shí)時(shí)觀察生物分子間相互作用的技術(shù)。

        (4) OWLS 描繪的實(shí)時(shí)檢測(cè)圖譜有利于研究特異性吸附過程中的結(jié)合動(dòng)力學(xué),根據(jù)結(jié)合曲線,可以方便地計(jì)算出結(jié)合量,結(jié)合(解離)速度,以及兩種物質(zhì)的親和常數(shù)等參數(shù)(Ka103~107M-1S-1,Kd5×10-6~1S-1,親和性104~2×1010 M-1)。通過它能觀察兩種分子結(jié)合的特異性,能知道兩種分子的結(jié)合有多強(qiáng),還能了解生物分子的結(jié)合過程共有多少個(gè)協(xié)同者和參與者;研究兩分子之間相互作用的比例、結(jié)合位點(diǎn)、抗原決定族的位點(diǎn)、突變后活力大小的變化、復(fù)合物形成次序等等,都可以用OWLS來完成。

        (5) 檢測(cè)更靈敏,即:高靈敏度pg級(jí),適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分;

        (6) 如果簡單地測(cè)量一個(gè)純物質(zhì)的濃度,有很多方法可以選擇。但是如果想知道,某種復(fù)合物中其中一個(gè)組分的濃度,則很難實(shí)現(xiàn)。用OWLS技術(shù)可以很輕松做到這一點(diǎn)。先將待測(cè)物的抗體耦聯(lián)到芯片表面,再將一系列不同濃度的標(biāo)樣流過芯片,得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線,此時(shí)將混合物流過芯片,根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度大小就可以得到原混合物中某組分的濃度。如果待測(cè)物很小,可以采取競(jìng)爭的方法實(shí)現(xiàn)。

        (7) 快捷,即:1~15分鐘/樣品。

        操作和維修成本低廉

        優(yōu)異的性能價(jià)格比,功能=SPR+QCM,價(jià)格是一臺(tái)設(shè)備價(jià)格

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