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    单分子质量光度表征溶液中生物分子的native特征

    分子质量光度法（Mass Photometry）是一种革命性的分子分析新方法。它能够准确测量溶液中天然状态下的单个分子的质量和数量，无需标记。这种方法为生物分析和生物分子功能研究提供了独特的价值。

    单分子质量光度分析系统测量结果图示

    与传统技术的对比提供的独特价值

    • 无需标记，通过分子量及分子数量直接表征生物大分子溶液中native特性

      -单分子计数native状态下所有大分子的单体、寡聚物和非特异性聚集体等所有亚群信息；

       

    • 测试复杂体系中的分子相互作用

      -测试native状态下多价态分子相互作用，如二抗、三抗、蛋白二聚及多聚体等参与的多位点结合等；

       

    •  快速且易于使用（<3min出结果)，仅微量样品（ng样品量）

      -立刻确认蛋白及核酸样品的分子量，用于功能和其他测试。

    单分子质量光度分析系统工作原理

    分子质量光度法建立在干涉反射显微镜和干涉散射显微镜的原理之上。由牛津大学Kukura教授研究组开发，利用检测光路中的新颖空间相位装置和精细的图像分析软件，展示了所见即所得的特性。

    适用于各种生物大分子（例如蛋白、抗体、核酸、脂质和病毒等）

    分子质量光度分析系统的应用

    01 样品表征

    抗体的降解

    下图显示了分子质量光度分析系统观察到的NISTmAb（人源化IgG1κ单克隆抗体）的质量分布及其在+4°C下长期储存一段时间后的降解情况。

    载铁蛋白与全铁蛋白

    载铁蛋白（ApoF）是一种球状蛋白质复合物，由形成纳米笼的24个蛋白质亚基组成。在铁的存在下，ApoF与多个离子相互作用，形成一种称为全铁蛋白或简称铁蛋白的复合物。每个铁蛋白分子可以储存数千个铁（Fe3+）离子，从而改变其质量分布。紧密峰载铁蛋白质量分布与铁芯铁蛋白的宽质量分布之间的差异如下图所示。

    氧核糖核酸

    基因泰克公司以最小样本评估mRNA纯度，用于基因治疗药物的开发。

    02 蛋白质寡聚化

    蛋白质寡聚化的评估对于详细了解复杂的生物过程至关重要，质量光度法提供具有单分子灵敏度的分子量及分布，因为它可以直接快速量度是蛋白的寡聚化。

    低聚状态

    下图，质谱光度法表征了四种不同的蛋白质：蛋白质A、β-淀粉酶、脲酶和甲状腺球蛋白。通过质量光度表征，展示这些蛋白质表现出一系列行为 - 从纯单体（如蛋白质A）到多种状态之间的动态平衡。

    抗体寡聚化

    2G12 IgG是一种针对HIV包膜糖蛋白gp120的单克隆抗体。在下图中，质量光度法揭示了基线分离的2G12单体和二聚体的分布。

    03 大分子组装

    GroEL

    GroEL属于伴侣蛋白家族，因此有助于细胞中其他蛋白质的正确折叠和组装。它由14个单体组成，形成笼状结构。质量光度法可以在不存在或存在ATP的情况下监测该复合物的形成（如下图）。

    核糖体

    核糖体是蛋白质和RNA的大分子组装体，是蛋白质合成的中心位点。镁离子在完整（70S）配合物的组装中起着微妙而重要的作用。在没有镁的情况下，大肠杆菌核糖体迅速分解成它们的30S和50S亚基。质量光度法使我们能够监测这些过程（如下图）。

    AAV病毒（满壳和空壳率）

    腺相关病毒（AAV）是研究最活跃的基因治疗载体之一。在图中的示例中，质量光度法可分离空衣壳（~3.7 MDa）和DNA负载衣壳（~1 MDa位移）。

    脂质体

     

    脂质纳米盘是一种膜模拟物，其中一簇脂质被蛋白质带包围，质量光度法可以监测光盘的平均质量，以及它如何随着脂质组成和/或蛋白质带的变化，从而定量脂蛋白纳米盘。

     

    04 分子相互作用

    抗原抗体相互作用

    质量光度法可用于确定单价和多价相互作用的结合亲和力。

    下图说明了如何使用质量光度法来量化分子相互作用。通过单独和混合测量曲妥珠单抗抗体及其靶抗原Her2的质量，可以量化单个抗体分子与靶抗原之间的相互作用。

    脱氧核糖核酸-蛋白质

    质谱光度法不仅可以检测DNA结合，还可以提供有关DNA结合时蛋白质的寡聚状态如何变化的信息。

     

    监测PROTAC三元络合物

    • 靶蛋白（具有结合位点BD1和BD2）

    • 质子（MZ1）

    • E3连接酶（VHL）

    • MP分布显示作为MZ1函数的三元络合物形成（PROTAC）浓度

    • 靶蛋白和连接酶抑制复合物的结合位点饱和

     

    05 其他生物大分子

    Karitro分析空壳和满载的AdV样品。

            

        综上所述，单分子质量光度系统适用于生物大分子研究的各个方面，不但可以应用于样品的制备、质量验证的多个实验环节，还可以提供独特的多价态分子相互作用的研究，通过快速提供的分子质量及数量数据，极大提高研究效率！

     

     

    附：产品系列

    三款产品分别用于蛋白/核酸/抗体，病毒和其他生物大分子。

    RefeynTwoMP

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    • 测试蛋白/核酸/抗体等多种生物分子，分子量范围：30kDa-5MDa

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    SamuxMP

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    • 测试AAV 的空/实心比率等，分子量范围：500kDa-6MDa
    • KaritroMP

       

     

    测试AdV, LLV等大颗粒，粒径范围：40-150nm

     

     

     

     

     

     

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