德国Nanion耐尼恩SURFE²R全自动转运体研究仪

德国Nanion SURFE²R N1全自动转运体研究仪

SURFE²R全自动转运体研究仪是目前为止全世界唯一一款可对转运体进行非标记性实时定性定量研究的设备，它广泛应用于膜蛋白的研究，能够高灵敏度、高效率地研究各种质膜上的转运体、离子泵和离子通道。已成功应用于活体组织、哺乳动物和昆虫细胞系、细菌、细胞器以及脂蛋白体。

SURFE²R技术可以高效率的进行功能测量，并提供独有的以转运体为靶点的药物研发平台。对于学院的蛋白质科学研究活动是必不可少的，是细胞质膜转运体、离子泵和离子通道研究的基本工具。

 

SURFE²R N1 全自动转运体工作站

SURFE²R N1一次测量一种质膜样本。它含有内置的控制电路、高精度的加样器和低噪音放大器，是高效的转运体蛋白质分析的划时代产品。它适用于基础研究与大学教学的设备。如果需要高通量，SURFE²R 96SE可提供最多平行96芯片的转运体记录。

SURFE²R N1能够精确测量膜转运体蛋白质的活动和深度分析膜转运体蛋白质的功能。仅需少量的膜即可进行记录。膜可来源于活体组织、哺乳动物细胞、昆虫细胞、细菌、细胞器和脂蛋白体等。

SURFE²R N1单感受芯片用于记录，含有一薄层金电极，其表面包裹了层仿生膜以便质膜样本贴附。多种靶蛋白可以在同种质膜样本上得到研究，其是进行转运体为靶点的药物开发、药理学研究、药物筛选和毒理学实验的高效平台。

SURFE²R N1能够高灵敏度高效率地研究各种各样质膜上的转运体、离子泵和离子通道，从而进行转运体为靶点的药物开发、药理学研究、药物筛选和毒理学实验。

与传统膜片钳设备相比，SURFE²R 表面电荷事件读取器（surface electrogenic event reader），是专用于测量带电转运体（同向转运体、交换体与单向转运体）与离子泵的技术。通常这些蛋白相对与离子通道的转运率较低。SURFE²R技术通过更大的芯片面积从而同时记录Zui多达109个转运体从而获取最佳的信噪比。

 

SURFE²R N1的特点

• 支持最多52种不同溶液的自动记录
• 每天可记录150数据点
• 移液设备、电生理设备与电脑整合的一体化设备
• 易学易用，适用于教学与科研

基于SSM的电生理技术特点

• 已在超过100 目标上通过验证，发表了超过 100篇同行评审过的文献
• 可测量转运体、离子泵与配体门控通道
• 也可测量电中性交换体、糖结合蛋白
• 可使用从细胞提纯的生物膜与囊泡或蛋白脂质体
• 非标记电学测量手段
• 每孔仅需要0.1 – 1 µg蛋白样品，并足够进行Zui多100次实验
• 实时数据与5 ms的高时间分辨率，非单点读取
• 相对膜片钳更高信号放大率
• 可完成快速绑定动力学测量
• 可完成EC50、 IC50、转运速度常数、转运体亚型比较

 

基于固体支撑膜技术（solid-supported membrane，SSM) 的电生理技术建立于90年代末，关于SSM电生理技术的详细资料请参考 技术细节。 可重复使用的芯片包含一个镀金电极，在上面可以通过一次快速移液形成SSM，然后将包含转运体的样品加到SSM表面上。任何包含目标蛋白的膜制成品都可以用来测量，包括细胞破坏后形成的膜囊泡或重建提纯的蛋白形成的蛋白脂质体。这些样品可以冷冻保存数月甚至数年，因此不需要细胞培养室。

基于SSM的电生理技术的关键是通过溶液交换来施加底物或者配体来激活转运体，然后电荷的迁移可以被检测出来并被分析以得出需要的数据。由于SSM的高稳定性，同一个样品可以进行上百个实验，所以可以测定诸如EC50或IC50等参数。拥有目前Zui先进的溶液交换的时间分辨率，SURFE²R N1不但可以测量慢的转运过程，也可以分析快速的结合反应以及确定其反应速度常数。

SURFE²R N1易学易用，可以在一天时间内学会并掌握。该设备通过机械臂自动进行实验，极大的减少了操作人员的工作量。SURFE²R N1在一个设备里包含了实验所需的所有设备，包括溶液处理元件、电生理硬件和电脑主机。

The SURFE²R N1 设备：固体支撑膜（SSM）--测量转运体电流

基于固体支撑膜（SSM）的电生理技术不同于传统的电生理技术，例如膜片钳，因为不需要活细胞，而是多种天然或人工膜囊泡。使用的样品范围从蛋白脂质体中的重构蛋白到来自细胞器或质膜的膜碎片。对于样品制备，可以使用细菌细胞，真核细胞培养物或天然组织。在实验之前将膜样品添加到SSM中。这导致膜稳定地吸附到SSM并形成电容耦合的复合膜。 SSM本身由硫醇化金涂层传感器芯片顶部的脂质单层组成。与膜片钳相比，一个重要的优点是传感器尺寸Zui大可达3 mm。这允许同时测量大约10^9个转运体并且产生信噪比的显着改善。因此，可以研究低转运率的目标电生理学表征。

 

与传统电生理学的差异：

基于SSM的电生理技术与传统电生理技术之间的重要区别在于测量原理。在膜片钳电生理学中，由于在测量期间电压（驱动力）钳制，可以获得静止电流。在基于SSM的电生理学中，通过快速溶液交换建立的底物梯度是主要驱动力。带电底物或离子向脂质体或囊泡的转运产生膜电位。可以通过膜和传感器金层上的SSM之间的电容耦合来检测该电位。简而言之：测量由于电生质传递引起的膜电位的变化。在某些时候，膜电位等于化学驱动力，运输过程停止。这就是为什么用基于SSM的电生理学测量的任何电流都是瞬态的。峰值电流幅度反映了稳态条件下的转运蛋白活性。

由于电流衰减很快，因此一次测量仅需一秒钟。由于SSM的高稳定性，可以使用相同的传感器和不同的缓冲条件进行多次测量，以确定动力学参数，例如EC ₅₀ ，IC ₅₀ 或甚至速率常量。

 

SURFE²R N1 控制软件与自动化

该设备内置了预先安装在内部计算机上的SURFE2R N1控制软件。这就形成了记录和分析软件。SurfControl的功能包括管理和编码表示SURFE2R检测协议的工作流程。工作流程可以包含多种测量，例如使用不同的底物浓度或抑制前后运输的比较。该工作流程包括实验过程中溶液流动的持续时间、速度和体积，不同缓冲液的数量和顺序，每次测量的重复次数，实验之间的培养时间和实验后用于冲洗传感器的体积等参数。在一个工作流程的运行过程中，不需要研究人员的干涉。除了实验本身的设计，SurfControl还能让研究人员查看和比较记录下来的痕迹。图形窗口允许峰值检测和峰值积分的计算，包括基线减法。附加的结果窗口用于自动记录轨迹，包括文件名、峰值和积分值以及测量时间。为了进一步分析，例如拟合动力学参数或减去负控制电流，该软件能够将数据导出为标准文件格式ASCII。