基于光學傳感器的實時無標記動力學檢測方法靈敏度和準確性高，因此成為目前主流的分子互作檢測方式，這些光學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。在特定的締合時間后（由受體結(jié)合位點的飽和度決定），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，從中可以計算出動力學締合常數(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記技術(shù)檢測分子間親和力和動力學的基本流程，如圖2所示

實驗步驟：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)做動力學表征，而antigen1因為信號值很弱被認為是陰性樣品。

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計常應用在上清液的動力學表征，而GCI技術(shù)特有的RAPID模式可實現(xiàn)脈沖式進樣縮短來樣品飽和時間，并且無需對分析物進行梯度稀釋，極大的縮短了樣品準備時間，獨特的微流路外置在芯片上（圖9）的設計避免了管路堵塞的風險，同樣適用于上清液的動力學表征。下面讓我們一起來看幾個案例。

實驗步驟：將胞外表達的培養(yǎng)基上清液中未知濃度的8個抗體固化在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個樣品中，BLI中有5個超過了檢測限，而GCI只有2個，這是由于BLI無管路的設計,導致親和力較高的樣品二次結(jié)合（rebinding）。

 8個樣品BLI總耗時1個半小時，GCI耗時2個半小時，但BLI技術(shù)因其浸入式的傳感器設計導致樣品揮發(fā)所以樣品放置時間不宜過長，運行過程中需人員值守。而GCI的微流路外置在的設計既不會使樣品揮發(fā)，又避免了微流路堵塞的風險，可實現(xiàn)120h無人值守運行。因此當樣品量繼續(xù)增加到96個樣品以后，GCI與BLI（8通道）通量相當，且無需對分析物進行梯度稀釋，大大節(jié)約了樣品準備時間。

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