GE生命科学参会 展示集成微流控技术的产品方案
2013年5月17日，由中国化学会主办、厦门大学承办、复旦大学、浙江大学协办的第八届全国微全分析系统学术会议、第三届全国微纳尺度生物分离分析学术会议暨第五届国际微化学与微系统学术会议在美丽的海滨城市厦门隆重召开，400余名国内外学者参加了这一盛会。GE生命科学（GE Healthcare Life Sciences）赞助参会，并带来了几款拳头产品方案：用于研究分子间相互作用及生物大分子稳定性解析的非标记生物物理技术，包括Biacore系统、MicroCal ITC系统、MicroCal DSC系统；以及用于高通量药物筛选的Gyros产品。Biacore和Gyros这两种成功的商品化系统中，均集成了微流控芯片技术。
GE生命科学的展台
Biacore和Microcal非标记分子相互作用分析系统：生物分子间相互作用、动力学和热力学研究的标准方法
生物体内分子间的相互作用是维持生命活动的基础。对分子间相互作用的正确分析是了解生命活动十分必要和必须的：分子间是否存在结合（相互作用），结合的快慢、结合的强弱、结合的机理、驱动力......所有这些对于分子间相互作用的研究常常都需要采用生物物理的方法来进行，目前应用的一些研究分子间相互作用的前提是需要提前对作用的分子进行标记处理，但标记的处理常导致分子不是处于真正的原位环境，而且标记的处理会带来其他无法预测的额外因素，为分子间相互作用的研究增加了难度。
GE生命科学提供的表面等离子共振技术（Biacore）和微量热技术（Microcal）却很好地克服这些缺陷，其特点是：非标记、原位、灵敏、快速、动态、全过程地实时、定量表征结合的过程；由于这两种技术得到的信息相互补充、相互印证，可为正确全面判定分子间相互作用的全面机制，提供充分的信心：不仅可定量研究结合的快慢（Ka\Kd，Ka为结合速率常数，Kd为解离速率常数），结合的强弱（KD\G，K
D 为解离平衡常数，G为吉布斯自由能）；而且可定量研究结合的位点（n），结合的驱动力及机理（ΔG\ΔH\ΔS，G为吉布斯自由能，H为焓，S为熵），由此也可评判结合的稳定性，这些将有助于科研工作者对生命本质的探索。
研究分子间的相互用作用-亲和力，对生命科学意味着很多：可以帮助了解生物学过程和分子识别过程；驱动药物先导物的产生和发现；选择最优的生物药物；优化药物的安全性和药效；优化药物剂型和制造工艺；监控制造工艺过程中蛋白质的质量。但研究亲和力，还需要考虑：
（1）即使同样的亲和力，却有不一样的动力学（结合\解离速率），这可以用Biacore来研究。例如，人们需要安眠药物能够及时中止发挥作用，就需要通过Biacore来选择能从靶点快速解离的候选药物；反之，为实现抗癌药物在体内保持长时间有效，就要选择解离速度慢而能够长时间与靶点结合的候选药物。Biacore能实时监测生物的动力学全过程，这是单点测试筛选（只提供亲和力的测试）如蛋白质免疫印迹分析（ELISA）无法做到的分子结合反应。
（2）同样的亲和力，还有不一样的热力学，这可以根据Microbal获得的热力学信息来研究，它可推测出与相互作用相关的结合的种类。通过Microbal，能够获得焓变（ΔH）于熵变（ΔS）的值。该图谱表示三个不同的化合物结合在同样的靶标上，它们均具有同样的亲和力或ΔG（见蓝色条柱）。如果单以此来评级筛选药物，它们是完全相同的。但是如果你研究它们各自的结合机理（见红色和绿色条柱），它们又是完全不同的。
A. 结合亲和力来自于专有的氢键或范德华力的相互作用，表示为焓变ΔH；同时也存在由于构象变化带来的熵变ΔS。药物的这种结合模式，表明药物具有很好的结合 特异性和选择性，是使药物成为最佳选择的好的开端，但是同时由于极性较高（熵变为负），也有容易引起膜透性的问题。
B. 结合亲和力来自于非特异性的疏水效应，表现为显著有利的熵变ΔS，同时由于表面无氢键形成所带来的去水合过程需要消耗的不利焓变ΔH。药物的这种结合模式，说明药物结合不具有特异性，而且溶解度较差，容易产生副作用和抗药性。
C. 结合亲和力来自于有利的氢键效应和疏水效应。药物的这种结合模式是较为理想的：既具有结合作用的特异性，又可以保持一定的膜透性。
因此，在目前的药物设计中，来自于热力学方面的信息，愈来愈成为一种不可或缺的证据。
（3）稳定性研究的重要性：蛋白质等生物大分子及其相关复合体系的稳定性研究是进行相互作用分析的重要基础之一（见下图），它关乎蛋白质及其复合体系构象整体系的评估和检测。分子间相互作用在蛋白质分子内实际上就是蛋白质结构的稳定性和可折叠性，而蛋白质天然结构的稳定性和可折叠性是生物功能的信息流动的一个重要环节：具有适当初级序列的多肽链折叠成具有生物活性的天然结构，使得从遗传信息到生物功能的信息表达过程得以完成。在正确的物理化学条件下，蛋白质的折叠是自发的；在不正确的物理化学条件下，蛋白质通常没有紧致而特定的结构，也就没有其生物学功能。
在这个意义上，我们说，基因一旦被表达，即被翻译成一定的多肽序列，热力学就代替生物学机制起主导作用，将原本是柔性、不规则的多肽链折叠为生物学功能所需的、更紧致、特定的结构。
而差示扫描量热技术DSC是研究蛋白质等生物大分子的稳定性和折叠性的重要手段之一，是研究稳定性的第一原理技术。
基础研究中生物大分子结构、功能、活性的全面表征，使您的结论更可靠
小分子药物的研发之旅，处处可见Microcal和Biacore的身影
生物药物从研发到生产到质量控制，几乎都有Microcal和Biacore的参与
哪一种方法可用于分析？
生物体内的分子间相互作用中，各种条件（浓度、生物大分子的构象、周围分子的状态等）之间有着复杂的关系。着眼于特定的物理化学现象而对相互作用进行观测和分析，对于理解这样的系统是有帮助的。例如，通过检测出伴随着结合而发生的质量变化，Biacore能够掌握结合/解离的速度。这些信息能够用来预测生物体内的分子动力学。一方面，ITC将结合时发生的热量变化捕获，因而能够预测蛋白质的构象变化及结合的数量及种类。这些多方面的信息，可用于开发药效更高、副作用较少的高特异性药物。
Biacore和MicroCal系统在功能上互补：首先启动差示扫描量热仪对丹巴和其它生物分子的稳定性进行表征和鉴定。一旦各个组分之间形成稳定的相互作用，则可启动表面等离子共振系统即Biacore和等温滴定量热法即MicroCal ITC系统对分子之间相互作用动力学和热力学进行研究。综合这些仪器，可详尽地描述生物分子稳定性和结合的动力学、结合机制，而无需标签的引入。
其它参考：如何全面分析分子间相互作用
Gyrolab：使生物治疗药物开发的效率最大化
GE Healthcare 生命科学部和Gyros合作，将在中国地区销售其全自动微流控免疫测定工作站Gyrolab xP workstation及其相应的耗品和试剂Gyrolab Bioaffy CD 和Rexxip 缓冲液。
Gyrolab免疫测定平台是灵活的生物分析系统，并成功将微流控免疫测定技术实现小型化和自动化，适用于早期的药物开发，生物工艺过程中的蛋白质定量、杂质测定，以及临床前和临床研究的药代动力学分析、药效和毒代、免疫原性分析和生物标志物监测等应用分析。从早期的候选药物筛选到临床试验完成的整个过程中，Gyrolab不仅显著提升了工作效率，而且满足了治疗性蛋白药物和疫苗开发过程中所要求的高选择性、高灵敏度、快速、高通量等关键需求。Gyrolab几乎克服了传统技术耗费时间且操作繁琐等缺点，正快速成为领先的生物制药公司及其CRO/CMO机构所必需的工具。
该分析平台有三个主要部分组成，包括处理微流控CD（microfluidic CD）的自动化工作站，直观的软件和独有的可视化工具，以及整个平台的技术核心――微流控CD。通过这样的组合，将定量免疫测定小型化、集成化，明显提高了生产能力，具有独特的优势。该平台既具备了可扩展性――以满足日益增长的分析数量要求，又具备了易转移性――可以快速、简单地在不同实验室间实现方法转移或转至CRO/CMO机构。
作为极具前瞻性的生物分析技术，Gyrolab具备以下的特点：
更少的样品耗费：微型化的测定模式仅需要纳升级体积，因此将珍贵样品和试剂的消耗降到最低，有效降低了成本。该微流控平台以高精确度、高准确度和高回收率确保了测定的可靠性。
更广的动态范围：Gyrolab免疫测定有着很广泛的动态范围；通常可达到四个数量级。选择不同样品容量的CD，可以进一步扩展动态范围，降低样品的重复率，将繁复的稀释操作减到最少。
更快的分析速度：Gyrolab的流过式分析形式（flow-through format）加快了分析速度，而且显著地降低了基质效应。在相同的分析条件下，可以同时处理数百个样品，从而显著增加了通量。
更易的方法开发：开放、灵活的系统，以及独特的方法开发可视化工具，这些特点意味着在Gyrolab上开发并优化新的测定方法可以在几日内而不是几周内完成，可轻松的转换现有的酶联免疫吸附测定方法。
更佳的工作状态：简单、自动化的系统便于使用者在整个药物开发过程中轻松测定各种参数。自动化操作意味着用户可以将更多的时间花在更重要的任务上，而不必花在乏味的常规优化和数据获取上。自动化同时也提高了工作流程的稳定性。
Gyrolab可适用于以下领域，并获得了极高的用户评价：
生物工艺开发：“因为我们正在工艺开发中，对于我们而言，无论是在我们需要处理的样品数量方面，还是在每项试验需要花费的时间方面考虑，高通量都非常重要。我们正面临着需要进行越来越多试验的压力。”——美国加州生物技术公司副研究员 Lily Chu
临床前评估与临床评估：“样品和试剂的用量少是Gyrolab的关键优势，有利于成本控制。对于药代动力学和抗药性抗体研究而言，灵敏且样品用量小的方法非常重要。”——美国新泽西州普林斯顿市百时施贵宝公司Johanna Mora
方法开发：“使用Gyrolab检测抗药物抗体可实现高通量筛选。而且分析的自动化实际上每天给了我更多的时间可以集中于其它重要的问题。”——美国新泽西州普林斯顿市百时施贵宝公司Johanna Mora
关于通用电气（中国）医疗集团生命科学部
GE医疗中国生命科学部隶属于GE医疗中国，我们的产品和技术主要应用于基因科学、蛋白质科学、药物开发研究、以及生物制药、诊断、法医和环保等行业。 我们为制药公司提供完整解决方案，以减少新药筛选和开发的时间和费用，迅速、简单地将研究成果转为规模化生产，并更好地从药物开发候选方案中选择开发药物的方案，更快地研制新药，为医药研发领域的重大突破铺平道路。
我们提供：
• Biacore和Microcal非标记分子相互作用分析系统是生物分子间相互作用、动力学和热力学研究的标准方法。
• ÄKTA系统是专为生物分子纯化而设计的平台，集成了液相层析系统、软件和预装柱；市场上有众多生物药及制品都使用基于相同设计理念的可放大平台AKTAProcess系统和填料来进行生物药物分子的提纯。
• 在蛋白研究领域我们硕果累累，开创了基于电泳为原理的多种技术方法。从2D-DIGE蛋白质组学研究到电泳，从常规的western blot到浓度定量、多功能生物样品成像等，我们都为用户提供解决方案，满足多方面的实验需求。
• Whatman过滤分析产品线提供在全球享有盛誉的过滤产品和技术，及时为分析领域、个人身份识别、医疗保健和生物科学市场提供解决方案。
• WAVE、PAA及Xcellerex为用户提供从实验室到生产规模的简单、稳定、可靠的高密度细胞培养技术。
• Incell高内涵细胞成像系统具有出色的灵活性让研究人员用单个仪器就能完成过去具挑战性的实验：从研究用显微成像到高内涵筛选，从细胞器到细胞到完整生物体，从终点反应到深入细致的活细胞研究。
100多年来，GE一直与学术界、工业界以及各领域的科学家和研究人员保持长期良好的合作，着力于技术研发和提高产率。无论在医疗系统和基础生命研究中面临怎样的挑战，您都可以通过GE来获得高品质的产品和杰出并系统化的服务和支持。
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