Biacore是一种基于光学表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)原理的用于分子互作分析的实验方法。
SPR光学原理：入射光源照射在芯片金属膜表面上发生全反射现象时，会形成消逝波进入到金属介质中，而在金属介质中又存在一定的等离子波，当两波相遇时可能会发生共振。当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强会大幅度地减弱。入射光的大部分能量被表面等离子波吸收，使反射光的能量急剧减少。当反射光能量最小时，此时对应的入射光波长为共振波长，对应的入射角θ为SPR角。SPR角随着金属表面折射率变化而变化，而折射率的变化又与金属表面结合的分子质量成正比，因此可以通过对生物反应过程中SPR角的动态变化获取生物分子之间相互作用的特异信号。
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当检测两个蛋白间的相互作用时，我们把其中一个蛋白偶联在芯片上作为配体蛋白，另外一个蛋白作为分析物从微流路系统中跟随缓冲液流经芯片表面。如果两个蛋白之间有相互作用，会增加芯片表面的质量，从而改变SPR角度。SPR角度的变化被Biacore仪器实时检测，记录为响应信号（RU值）并实时在显示设备上显示出来。
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基于Biacore的蛋白-蛋白互作
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Biacore仪器组件
Biacore互作系统的核心由微流控系统，SPR光学组件，传感芯片及显示设备四部分构成。
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微流控系统：
Biacore具有集成化、自动化的微流路控制系统，样品消耗量低，为互作分析而设计优化。
含有分析物的液体样品通过微流控系统供应到芯片表面。芯片表面本身形成流动池的一个壁，是微流控系统的组成部分。微流控系统由塑料块中的一系列通道相应的阀门组成，即集成微流体盒(IFC)。通过将芯片压在IFC表面上的一组开放通道的方式来形成流通池，从而可以容易地更换芯片。泵系统和IFC中的阀门可以精确控制样品和缓冲液到流通池的输送。通过在整个分析过程中传感器表面上液体的连续流动，检测缓冲液和样品之间信号值的差异情况来检测分子之间的相互作用。
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Biacore的微流控系统具有多种控制方式，以Biacore T200仪器为例，可以把芯片分为4个通道互相搭配灵活使用，增加重复利用率和节约样品。
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Biacore传感芯片
Biacore系统使用的金膜芯片为SPR信号的生成提供了必要的物理条件。以常用的CM5芯片为例，CM5芯片主要由镀有50nm金膜的玻璃片所组成，表面共价结合有羧基基团的葡聚糖基质。含有羧基基团的葡聚糖基质具有良好的化学反应性质，可以让生物分子通过多种自身的官能团共价连接在基质上，良好的亲水特性也可以为多种生物分子的相互作用提供一种亲水的环境，可以最大程度地模拟体内的相互作用方式。
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实验流程
Biacore的基本流程包括固定配体，样品进样（自然解离），芯片再生和数据分析四个步骤。通过重复的芯片再生和样品进样，可以用于分析多个浓度或者多个样品间的相互作用。
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随着实验的进行，配体蛋白和分析物的结合和解离实时通过RU值显示在屏幕上，芯片偶联配体蛋白之后，RU值处于基线状态；分析物和配体蛋白结合，RU值逐渐上升，并最终到达稳态；此时，继续注入不含有分析物的缓冲液，使分析物从芯片上自然解离，RU值随着分析物的解离而逐渐下降。通过结合和解离的数值，可以得到亲和力，动力学，结合浓度等参数。自然解离之后使用再生缓冲液对芯片进行再生，彻底清洗掉上一轮结合在配体蛋白上的分析物，以便于下一轮继续进行其他浓度或者其他分析物的检测。当RU值又回到了基线状态，此时可以停止再生并进行下一轮的上样。
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