Affinity SPR技術(shù)與ELISA的比較及優(yōu)勢
ELISA酶聯(lián)免疫吸附測定，在過去50年中一直是抗體，多肽，蛋白質(zhì)和其他生物分子定量和檢測的金標(biāo)準(zhǔn)。ELISA檢測有3種主要類型：直接法，間接法和三明治夾心法。所有這些方法都依賴于二次反應(yīng)產(chǎn)生可測量的信號，由標(biāo)準(zhǔn)吸收光光度計，分光光度計，熒光計等檢測。ELISA的主要優(yōu)點是高靈敏度和特異性。以標(biāo)準(zhǔn)三明治ELISA測定為例，鏈霉親和素化學(xué)的使用允許多種酶（例如辣根過氧化物酶）與檢測抗體結(jié)合，導(dǎo)致靶標(biāo)分子的信號放大。但是，三明治ELISA具有以下缺點：
01 繁瑣耗時的洗滌和孵育步驟 - 需要數(shù)小時至數(shù)天才能獲得結(jié)果
02 需要優(yōu)化選擇捕獲抗體和檢測抗體，以防止交叉反應(yīng)
03 需要標(biāo)簽或酶和底物進行反應(yīng)間接檢測
04 終點檢測，不提供動力學(xué)數(shù)據(jù)
05 洗滌步驟可能洗去任何感興趣的低親和互作的靶標(biāo)分子
表面等離子體共振（SPR）作為一種光學(xué)檢測技術(shù)，其靈敏度和特異性[1-3]可以解決這些問題。本文將重點介紹 SPR 技術(shù)（圖 1）相對于夾心 ELISA（圖 2）的主要優(yōu)勢。
圖1,SPR技術(shù)工作原理示意圖
圖2, ELISA技術(shù)工作原理示意圖
SPR 是一種無標(biāo)記的實時互作檢測技術(shù)
SPR是一種光學(xué)的無標(biāo)記技術(shù)，通過檢測傳感器表面折射率的變化來實現(xiàn)測量。在SPR實驗中，平面偏振的單色入射光在全內(nèi)反射條件下照射在高折射率（RI）（通常是玻璃棱鏡）的材料上。如果由于分析物與表面固定受體結(jié)合而導(dǎo)致折射率發(fā)生變化，則SPR響應(yīng)信號將發(fā)生變化。此外，可以實時收集SPR信號以確定動力學(xué)和親和力信息。ELISA是一種終點檢測方法，只能提供親和力數(shù)據(jù)。SPR實驗的兩種模式都涉及收集不同濃度的分析物的傳感響應(yīng)數(shù)據(jù)（SPR隨時間的響應(yīng)）。有兩種類型的SPR進樣模式，分別是手動進樣和泵輔助進樣。手動進樣模式僅通過確定傳感器圖的平衡解離常數(shù)（KD）來獲取親和力數(shù)據(jù)。泵輔助模式通過確定結(jié)合和解離速率來獲得 KD，從而產(chǎn)生親和力和動力學(xué)數(shù)據(jù)。
SPR技術(shù)可快速獲得結(jié)果
在ELISA實驗中，洗滌、孵育、阻斷、信號生成步驟都需要額外的時間和手動步驟。相比之下，SPR繞過了二級反應(yīng)步驟（不需要第二個抗體和檢測步驟）的需要，因為它通過折射率的變化直接檢測任何結(jié)合。此外，清洗和任何其他傳感器準(zhǔn)備步驟都可以在SPR儀器本身內(nèi)部快速完成。樣品進樣和清洗步驟可以通過手動進樣或通過泵實現(xiàn)。最重要的是，與ELISA（數(shù)小時至數(shù)天）相比，SPR可以更快地獲得結(jié)果（以分鐘到幾小時為單位）。
SPR在檢測低親和力相互作用方面的優(yōu)勢
對于特定互作檢測，低親和力互作同時也是需要捕捉的信號。Nechansky的一篇文章回顧了ELISA和SPR檢測人源抗人抗體（HAHA）對治療性單克隆抗體（mAbs）反應(yīng)的研究[4]。HAHA的一個結(jié)果是可誘導(dǎo)自身免疫，其副作用可危及生命。因此，監(jiān)測免疫反應(yīng)中和抗體（IgG和IgM）濃度非常重要。在Lofgren等人的一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)SPR能識別出4.1%的陽性患者，而ELISA為0.3%[5]。在所有測試的KD值（從8.1 x 10-10 M到1.1 x 10 -6M）的抗體中，ELISA在檢測親和力最高的抗體時，靈敏度更高。相較與ELISA，SPR檢測低親和力抗體時具有更高的靈敏度 [5]。這可能是由于低親和力抗體在ELISA重復(fù)洗滌過程中丟失，而SPR即使在低KD相互作用時也能實時收集數(shù)據(jù)[4]。
低親和力抗體是早發(fā)性自身免疫的指標(biāo)，可以通過親和力成熟的過程轉(zhuǎn)變成高親和力抗體。為了確保患者安全，可將SPR用作檢測低親和力抗體[4]的高靈敏方法，即使患者不表現(xiàn)出任何臨床癥狀，醫(yī)生也可以更好地監(jiān)測患者免疫反應(yīng)的抗體水平。簡而言之，SPR能夠更早期發(fā)現(xiàn)HAHA反應(yīng)發(fā)作的患者。
Affinité Instruments P4SPR
Affinité Instruments的P4SPR是一款出色的SPR儀器，可以提供高質(zhì)量的實驗數(shù)據(jù)，以滿足您的研究需求。與ELISA測定相比，它不需要標(biāo)記或二次反應(yīng)，并減少了大量寶貴的研究時間。由于實時監(jiān)測，它還可以檢測低親和力相互作用，靈敏度高于ELISA。P4SPR可應(yīng)用于抗體、多肽、蛋白、核酸、小分子等多種樣本之間互作檢測�；谇擅畹腟型流路設(shè)計，一次樣品測試即可獲得三次重復(fù)的實驗數(shù)據(jù)，節(jié)省樣品使用量，簡化實驗流程，同時獲得高質(zhì)量的實驗數(shù)據(jù)。
References
[1] Hana Vaisocherová, Vitor M. Faca, Allen D. Taylor, Samir Hanash, Shaoyi Jiang. Comparative study of SPR and ELISA methods based on analysis of CD166/ALCAM levels in cancer and control human sera. Biosens.TM Bioelectron. 24, 2143-2148 (2009).
[2] Katrina Campbell, Anne-Catherine Huet, Caroline Charlier, Cowan Higgins, Philippe Delahaut,Christopher T. Elliott. Comparison of ELISA and SPR biosensor technology for the detection of paralytic shellfish poisoning toxins. J. Chromatogr. B, 877, 4079–4089 (2009).
[3] Marlen Zschätzsch, Paul Ritter, Anja Henseleit, Klaus Wiehler, Sven Malik, Thomas Bley, Thomas Walther, Elke Boschke. Monitoring bioactive and total antibody concentrations for continuous process control by surface plasmon resonance spectroscopy. Eng. Life Sci., 19, 681-690 (2019).
[4] Andreas Nechansky. HAHA – nothing to laugh about. Measuring the immunogenicity (human antihuman antibody response) induced by humanized monoclonal antibodies applying ELISA and SPR technology. J. Pharm. Biomed. Anal., 51, 252-254 (2010).
[5] J.A. Lofgren, S. Dhandapani, J.J. Pennucci, C.M. Abbott, D.T. Mytych, A. Kaliyaperumal, S.J. Swanson, M.C. Mullenix, Comparing ELISA and surface plasmon resonance for assessing clinical immunogenicity of Panitumumab, J. Immunol., 178, 7467–7472 (2007).
