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光波導(dǎo)模式譜(optical waveguide lightmode spectroscopy， OWLS)是一種非標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)方法，主要是研究生物分子相互作用/定性定量的多功能儀器，在集成光學(xué)領(lǐng)域中是一個(gè)相對(duì)較新的產(chǎn)物。OWLS 是一種通過檢測(cè)波導(dǎo)附近的有效折射率的變化進(jìn)行傳感，同時(shí)對(duì)TM/TE 兩種傳導(dǎo)模式進(jìn)行測(cè)定，可以實(shí)時(shí)原位分析樣品質(zhì)量與相互作用動(dòng)態(tài)過程的生物傳感技術(shù)。

此設(shè)備含有兩組測(cè)試模塊：

1，表面光波導(dǎo)模式譜模塊，原理類似于等離子共振(SPR， Surface Plasmon Resonance)技術(shù)，表面用于表征折射率改變的光學(xué)專業(yè)技術(shù)。所以SPR技術(shù)的應(yīng)用均適用于光波導(dǎo)模式譜，但光波導(dǎo)模式譜比SPR優(yōu)異性在于：

波導(dǎo)模式譜（OWLS）可以測(cè)試表面相互集合涂層的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)：厚度和折射率的**值，這樣可以準(zhǔn)確地計(jì)算出集合涂層的質(zhì)量，技術(shù)可靠。 SPR只能測(cè)試折射率的相對(duì)變化。

另外波導(dǎo)模式譜（OWLS）使用玻璃芯片，可以非常容易修飾，例如使用金屬氧化物，可以拓展各種表面研究。SPR只能使用金膜芯片。

2，石英晶體微天平模塊（QCM）

波導(dǎo)模式譜（OWLS）是一個(gè)開放平臺(tái)，非常容易拓展：可以結(jié)合電化學(xué)技術(shù)，稱之為EC-OWLS。

應(yīng)用領(lǐng)域包括：

薄膜、自組裝單分子層的形成及性質(zhì)，蛋白質(zhì)、核苷、醫(yī)藥品、表面活性劑等分子間的交互作用。

免疫反應(yīng)，細(xì)胞動(dòng)力學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)，核酸組學(xué)，配體/受體的結(jié)合，分子自組裝，藥物研發(fā)，病毒檢測(cè)，

功能材料研究，食品質(zhì)量監(jiān)測(cè)，環(huán)境污染監(jiān)測(cè)，原位檢測(cè)，納米科學(xué)領(lǐng)域，聚合與分解的動(dòng)力學(xué)分析

* 廣泛應(yīng)用于(不局限于)DNA低聚體、RNA、多肽、蛋白質(zhì)相互作用；

* 蛋白質(zhì)/多肽與脂質(zhì)/囊結(jié)合；

* 動(dòng)力學(xué)速度常數(shù)(on-forward-association， off-reverse-dissociation)；

* 濃縮監(jiān)控；

* 序列識(shí)別，抗原決定基篩選及掃描；

從各類小分子化合物、多肽、蛋白質(zhì)、寡核苷酸和寡聚糖直至類脂、噬菌體、病毒和細(xì)胞，為了滿足分析各種生物體系的要求，公司專門設(shè)計(jì)了多種傳感器芯片，每一種芯片都具有良好的品質(zhì)能提供給科學(xué)工作者。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-DNA、DNA-DNA、抗原-抗體及受體-配體等的相互作用通過OWLS技術(shù)得到進(jìn)一步量化的闡述，免疫反應(yīng)/藥物研發(fā)/病毒檢測(cè)/細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析/功能材料研究/納米科學(xué)領(lǐng)域/環(huán)境監(jiān)測(cè)……與熱生物傳感器和酶電極技術(shù)相比，OWLS以其樣品不必標(biāo)記、高靈敏度、基線穩(wěn)定、再生方法廣泛、響應(yīng)快速、反復(fù)使用性、重現(xiàn)性好、試劑準(zhǔn)備簡單和操作簡易而獨(dú)樹一幟。

波導(dǎo)模式譜儀（OWLS）產(chǎn)品性能價(jià)格比高，可以加載石英晶體微天平模塊（QCM），功能更為強(qiáng)大。

修飾芯片種類多且便宜，成功使用我們?cè)O(shè)備做研究并發(fā)文章的用戶有：

浙江大學(xué)，山東大學(xué)，廈門口腔研究院，蘇州大學(xué)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等

技術(shù)參數(shù)：

原理：光柵將氦-氖激光以一特定的共振角度耦合進(jìn)入波導(dǎo)層，耦合角度會(huì)敏感地隨著吸附分子種類及芯片表面覆蓋介質(zhì)的折射率變化而變化。當(dāng)精確地測(cè)量到耦合角度時(shí)，可極其靈敏的檢測(cè)出被吸附物質(zhì)的量。

檢測(cè)方法：檢測(cè)反射光強(qiáng)度和檢測(cè)相位

傳感器：氨基修飾波導(dǎo)傳感器表面，可使傳感器表面再生；抗體共價(jià)結(jié)合在傳感器表面，可使測(cè)量再生循環(huán)，檢測(cè)并延長傳感器壽命，穩(wěn)定、優(yōu)化傳感器

激光器：穩(wěn)功率 He-Ne 激光器

入射光：入射光包含 TM 和 TE 兩種模式

系統(tǒng)加樣元件：可實(shí)現(xiàn)無氣泡、樣品池的液體流速可控的目的，可選20μl~500μl的加樣環(huán)用于控制加樣體積

溫控部件：可加熱和冷卻系統(tǒng)感應(yīng)架，無震動(dòng)；溫度范圍大（20~80℃），控溫穩(wěn)定，誤差小于±0.1℃

表面?zhèn)溆门浼号c各種質(zhì)譜**匹配，目前**的生物分子作用分析與質(zhì)譜分析結(jié)合的OWLS-MS技術(shù)，能快速有效地鑒定未知蛋白

可選配件：電-化學(xué)OWLS系統(tǒng)：ITO覆膜的OW2400傳感器和EC樣品池，可在電場(chǎng)中檢測(cè)表面吸附。熒光-OWLS測(cè)量系統(tǒng)：特制熒光樣品池可將熒光標(biāo)記和OWLS法結(jié)合，熒光-生物感應(yīng)軟件模塊用于數(shù)據(jù)分析

自動(dòng)折射計(jì)：為緩沖液特別設(shè)計(jì)的，可在線和離線測(cè)量覆蓋介質(zhì)的折射率，增強(qiáng)計(jì)算準(zhǔn)確度

穩(wěn)壓/穩(wěn)流裝置：可運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，如循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電流法、方波法及微分脈沖伏安法

生物感應(yīng)分析軟件：BioSense是與MS Windows兼容的應(yīng)用軟件，可靈活控制OWLS120設(shè)備的測(cè)量、數(shù)據(jù)的獲取、分析和存儲(chǔ)。（1）測(cè)量：可實(shí)時(shí)高效地監(jiān)控、跟蹤、定量化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)或吸附，快速而簡便地進(jìn)行測(cè)量和分析。（2）對(duì)設(shè)備全程控制：步進(jìn)電機(jī)控制，對(duì)光電流、溫度測(cè)量的自動(dòng)控制，定時(shí)，角度參考點(diǎn)的自動(dòng)校準(zhǔn)等。（3）可視化：嵌入圖表工具使測(cè)量過程持續(xù)實(shí)時(shí)可視化。（4）分析：提供傳感芯片光學(xué)參數(shù)的評(píng)估，包括：光導(dǎo)膜和吸附物質(zhì)的折射率、厚度，覆蓋介質(zhì)的折射率，芯片參數(shù)的自我校準(zhǔn)，每cm2吸附的質(zhì)量，結(jié)合動(dòng)力學(xué)信息。 （5）數(shù)據(jù)導(dǎo)出：測(cè)量結(jié)果可轉(zhuǎn)換為常用制表和電子制表格式（Excel， Origin，等），密碼保護(hù)使用者的文件。 （6）多人使用環(huán)境：密碼保護(hù)使用者的文件、個(gè)性化登錄和測(cè)量的條件設(shè)置。（7）存儲(chǔ)：全面的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為多層文件夾和文檔提供密碼保護(hù)。每個(gè)測(cè)量可按項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)歸類，關(guān)鍵詞和文檔區(qū)可填入測(cè)量條件的細(xì)節(jié)描述，所有與測(cè)量、傳感器、用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)均可作為研究條件出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中

進(jìn)樣體積：10～750ul

速度（分析時(shí)間）：1～15分鐘/樣品

折光率范圍：1.30～1.80

在線去背景對(duì)照：手動(dòng)

溫度：20~80℃

基線噪音：<10-7（折射率）

基線漂移：<10-8>

濃度分析：10-7ng/ml

*重復(fù)性：單個(gè)點(diǎn)；在同一芯片上檢測(cè)，且檢測(cè)條件可控，重復(fù)性好

能否實(shí)時(shí)檢測(cè)：能實(shí)時(shí)檢測(cè)，動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)生物分子相互作用的全過程

能否跟蹤監(jiān)控：能跟蹤監(jiān)控固定配體的穩(wěn)定性

*靈敏度：高靈敏度，適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分

可靠性：為藥物研發(fā)和制藥企業(yè)提供全面的技術(shù)控制和結(jié)果論證

檢測(cè) 極 限：

*HSP-70蛋白：1pg/ml（用70 KDa熱休克蛋白HSP70的單克隆抗體測(cè)得）

*TNFa： 從數(shù)量級(jí)達(dá)100pg/ml的部分純化樣品中檢測(cè)出TNFa。

*E.Coli ： 3×103CFU/ml（用埃希氏菌屬E.Coli的單克隆抗體測(cè)得）。

*二硝基苯胺除草劑氟樂靈：可增強(qiáng)對(duì)10ug/ml抗原和1：2000抗血清稀釋液的感應(yīng)性，提供2×10-7～3×10-5ng/ml范圍內(nèi)氟樂靈的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

*結(jié)論：pg級(jí)，適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分

主要特點(diǎn)：

（1） 凡是色譜儀、光譜儀、質(zhì)譜儀、酶標(biāo)儀、FT-IR、BIACORE等儀器或方法能做到的領(lǐng)域或?qū)嶒?yàn)，OWLS都能做得更好，更快，也可與這些方法聯(lián)合使用；而且OWLS價(jià)格上更能接受；

（2） 新型的非標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)方法，即：待測(cè)物無需標(biāo)記，保持原有生物活性，試劑準(zhǔn)備簡單和操作簡易。

（3） 連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)，即：OWLS可以得到用其他技術(shù)方法難以得到的結(jié)果，因?yàn)樗梢詫?shí)時(shí)反映分子結(jié)合過程中每一秒變化的情況，提供了實(shí)時(shí)觀察生物分子間相互作用的技術(shù)。

（4） OWLS 描繪的實(shí)時(shí)檢測(cè)圖譜有利于研究特異性吸附過程中的結(jié)合動(dòng)力學(xué)，根據(jù)結(jié)合曲線，可以方便地計(jì)算出結(jié)合量，結(jié)合(解離)速度，以及兩種物質(zhì)的親和常數(shù)等參數(shù)（Ka10³~10⁷M^-1S^-1，Kd5×10^-6~1S^-1，親和性10⁴~2×10¹⁰ M^-1）。通過它能觀察兩種分子結(jié)合的特異性，能知道兩種分子的結(jié)合有多強(qiáng)，還能了解生物分子的結(jié)合過程共有多少個(gè)協(xié)同者和參與者；研究兩分子之間相互作用的比例、結(jié)合位點(diǎn)、抗原決定族的位點(diǎn)、突變后活力大小的變化、復(fù)合物形成次序等等，都可以用OWLS來完成。

（5） 檢測(cè)更靈敏，即：高靈敏度pg級(jí)，適合檢測(cè)痕量樣品和含量特別低的成分；

（6） 如果簡單地測(cè)量一個(gè)純物質(zhì)的濃度，有很多方法可以選擇。但是如果想知道，某種復(fù)合物中其中一個(gè)組分的濃度，則很難實(shí)現(xiàn)。用OWLS技術(shù)可以很輕松做到這一點(diǎn)。先將待測(cè)物的抗體耦聯(lián)到芯片表面，再將一系列不同濃度的標(biāo)樣流過芯片，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，此時(shí)將混合物流過芯片，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度大小就可以得到原混合物中某組分的濃度。如果待測(cè)物很小，可以采取競(jìng)爭的方法實(shí)現(xiàn)。

（7） 快捷，即：1～15分鐘/樣品。

操作和維修成本低廉

優(yōu)異的性能價(jià)格比，功能=SPR+QCM，價(jià)格是一臺(tái)設(shè)備價(jià)格