药学院中心实验室

负责人：刘翠  电话：020-39943080

 

主要规格及技术指标

 

　　1.基于微流体芯片技术及Mobility Shift Assay，适用于针对各种酶类及部分GPCR药靶的体外筛选、mechanism of action研究及kinase profiling实验；

 

　　2.无需抗体或其他任何中间体，直接检测荧光标记之酶的底物及产物，并给出定量的底物产物转化比例；

 

　　3.具备终点检测和实时动力学检测两种模式，实时动力学检测模式下，一个反应即可获得一条动力学曲线；

 

　　4.可进行荧光检测，至少满足4通道(样品)同时检测，488nm激发(LED)，530nm检测(CCD)；

 

　　5.纳升级的反应液消耗；

 

　　6.高通量：可进行4-384反应/轮，兼容96孔板及384孔样品板；

 

　　7.快速：一个载样、分离及检测Cycle通常<1min；

 

主要功能及特色

 

　　原理及实验流程：基于微流体芯片的Mobility Shift Assay

 

　　1)终点法检测(筛选及Profiling用)：

 

　　以针对磷酸化激酶的筛选为例，在96或384孔板中构建如下反应体系：

 

　　酶＋底物(带荧光标记)＋ATP＋Buffer＋待筛药物，孵育一定时间后终止反应，放到EZR上去检测，EZR的chip的sipper会吸若干nl的反应液到chip上，在液流跟电场作用下，底物跟产物(多一个磷酸化基团，所以带更多负电)在chip的channel中被分离，进而其所带的荧光基团在检测窗口被激发跟检测到，根据底物跟产物峰的荧光信号强度，软件会计算出底物转化成产物的比例；如果当反应中没有加任何待筛药物(正对照)的时候，这一转化比40%，而加了某待测药物后，转化比变为30%，则说明该成为对该激酶有抑制作用，反之亦然；不加ATP的反应作为负对照；

 

　　2)实时动力学检测(实验方法优化及MOA研究时)：

 

　　类似方法构建反应体系，不终止反应，直接放到EZR上去读，每个孔隔若干时间(比如1分钟)取一次样，同样在芯片上分离检测，这样一个孔的反应就可以做出一条动力学曲线了，做一组梯度(比如ATP浓度梯度)，则可计算出相应的动力学参数如Km、Vmax<

 

设备使用相关说明

 

　　EZ Reader系列药物筛选平台的核心是基于微流体芯片技术的迁移率检测技术(Mobility-Shift Assay)，该技术将毛细管电泳的基本理念应用到微流体环境中，在不加入中止试剂的情况下检测酶学实验。

 

　　功能：针对各种酶类及GPCR类药靶的化学或天然药物的筛选及机理研究。

 

　　1微流体芯片技术及Mobility Shift Assay原理

 

　　随着基因组学、化学合成技术及实验室自动化技术的发展，在制药与生物技术企业以及学术机构从事药物筛选的科学家们需要面对开发大量新筛选实验的艰巨任务。这些实验必须是快速、经济、微量、灵敏、准确和自动化的。传统的药物筛选实验技术，比如亲近闪烁检测法(SPA)、时间分辨荧光共振能量转移检测法(TR-FRET)、IMAP检测等，往往都是相当复杂的，而且需要特殊的试剂，比如放射性试剂、特殊的抗体或其它的检测试剂。另外，酶活性的分析需要精确的测定底物的Km和抑制剂的Ki，这就需要测定酶促反应过程中产物生成的速率。大多数药物筛选技术都局限于终点法检测，因而很难实现对整个酶促反应过程的跟踪与检测。为了突破传统药物筛选技术的种种局限，美国Caliper Life Sciences公司将其领先的微流体芯片技术(Microfluidic Lab-on-Chip)应用于药物筛选领域，开发了不需要抗体和放射性试剂并具有实时动力学检测功能的EZ Reader系列药物筛选平台。

 

　　微流体芯片技术是将样品制备、生化反应和结果检测等步骤集成到芯片上，将微型化、集成化、自动化的特点集于一身，被视为未来生命科学及医药研究革新的方向之一。微流体芯片是在微型化的芯片上蚀刻出微米级直径的复杂管路系统。生物大分子进入这一管路系统后，便在电场、压力、及温度的控制下，在这一管道系统中运动、混合并分离，进而在特定的检测窗口中被检测，从而实现了多种功能，包括生物大分子的鉴定，生化反应的实时进行和在线监测等。

 

　　EZ Reader系列药物筛选平台的核心是基于微流体芯片技术的迁移率检测技术(Mobility-Shift Assay)，该技术将毛细管电泳的基本理念应用到微流体环境中，在不加入中止试剂的情况下检测酶学实验。用于实验的底物是带有荧光标记的多肽，在反应体系中酶的作用下底物转变为产物，其所代的电荷也发生了相应的变化，Mobility-Shift Assay正是利用底物和产物所带电荷的不同，将二者进行分离，并分别进行检测的。在微流体芯片中对样品进行分离的力量来源于两个不同的方面，电动力学和液体压力。工作时，96或384孔板中的反应体系在负压的作用下通过芯片底部的吸样针被吸入芯片内部的管路中。由于芯片中分离管路上被施加了电压，带有荧光标记的多肽底物和反应产物由于电荷的不同被分离，然后在检测窗口进行信号的激发和检测。在检测每一个样品时，都可以同时看到底物和产物的信号。产物的量通过计算Conversion值，即产物峰的高度比上底物峰和产物峰高度之和(Product peak height/(Substrate＋Product peak height))，来进行评估。在进行实时动力学检测时，仪器会根据设定的时间间隔将样品吸入芯片中进行分析。

 

　　2微流体芯片技术的优势和应用

 

　　基于微流体芯片技术的EZ Reader系列药物筛选平台的应用覆盖了药物筛选过程的多个方面，包括筛选实验开发、化合物筛选、效用机理研究(MOA，Mechanism of Action)及构效关系研究(SARs，Structure-Activity Relation