MST检测常见问题解析

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一、MST检测的原理是什么?

MST工作原理

上图是仪器构造的示意图,毛细管中载有样品和梯度稀释的配体,他们其中一个标记有可以检测的荧光。然后通过红外激光,对毛细管上特别小的点进行加热,大概会比周边的温度高2℃左右。这个温差会产生热泳动的驱动力,分子就会发生热泳动的现象,并泳动出观察区域导致荧光值的降低(见下图)。随着配体和靶标的结合,热泳动的情况也不一样,然后检测器会检测荧光值的变化,并拟合出结合曲线得到Kd值。

MST检测流程

二、红外激光加热的温度为什么只比室温高两三度,这样的效果好吗?

红外激光诱导温度场

和室温相比,两三度的差异确实很小,但是激光加热的点很小,只有几微米,所以能量密度是很大的,驱动力也很强,足够让分子发生一个可观察到的热泳动现象,再配合灵敏的检测器,就能检测到热泳动的现象。

三、配体结合荧光分子后会对荧光值有影响吗,有的话怎么办?

荧光值变化

配体分子和荧光分子结合后,大多数情况,不让其热泳动的情况下,他的荧光值都是完全一样的。但在少数情况下,比如说结合之后,分子会发生变化,可能影响到了分子的发光性质,这时可以直接用荧光的变化来进行数据拟合,所以我们采用另外的拟合模式。当然,绝大多数情况是,即使结合之后,初始荧光都是一样的,热泳动之后才会有荧光值的变化。

四、配体要是有荧光怎么办?

MST实验只要有一个分子带有荧光标记就可以,如果配体有可检测的自发荧光,那实验设计中还免去了荧光标记的环节,可以直接用配体做荧光分子。

五、染料会对蛋白本身的活性有影响没?

染料与蛋白活性

比如用标记赖氨酸的染料,在标记的时候是控制了标记的时间和浓度的,尽量控制每个蛋白只标记一个荧光分子。因为蛋白上不止一个赖氨酸,所以这是一个随机标记的过程。如果有一部分蛋白因标记而失活,但是一个蛋白只要有一个赖氨酸被标记能产生信号就可以了。如果真的担心荧光标记会对蛋白有影响的时候,就换一种标记的策略,将需要实验的配体进行标记也是可以的。

六、做一次实验的蛋白量和浓度大概是多少?

结合曲线

MST的探测器最低是能探测1nM的荧光分子,比如用His标签,200nM,100uL的至少可以做两个相互作用。如果是用化学反应的方式,比如赖氨酸或者是半胱氨酸标记的,初始提供的蛋白浓度就要高一点,比如2-10uM,100uL。标记出来这是母液,稀释后才能用,工作液的荧光蛋白的浓度控制在10-100nM之间。一个梯度稀释只要10uL稀释后的标记蛋白就够了,所以总共准备200uL就够了,因为最多也就做16个梯度。配体只需要准备20uL最高的浓度的就够了,然后做梯度稀释。

七、MST实验对Buffer有没有限制?

Buffer

MST实验不像ITC,配体和蛋白的Buffer必须一样,因为我们的样品是后期预混好的,所以我们原来的Buffer可以完全不一样,但是混好后,每个梯度的Buffer就一样了。所以这就避免了像ITC那样为了维持buffer的完全一样,必须得做透析。

八、MST的Kd曲线和ITC的图形很相似,曲线代表的意义是一样的吗?

MST的Kd曲线

我们得到的图和ITC的曲线确实很像,物理意义是不一样,但是获得的Kd值都是一样的,数据对比可参见上图,几种技术得到的Kd值差异不大。

九、SPR需要对照来校正本底信号,MST需要同样的操作来去除本底信号吗?

SPR

SPR需要对照的通路,因为buffer流过芯片也会有信号, 所以需要扣减本底。对于MST,没有样品就没有荧光,没有背景的。而且SPR也需要做浓度梯度,每个梯度下都需要用纯粹的buffer做扣减。

十、MST能做供价结合吗?

共价结合是一种化学反应,没有亲和力的概念,可以理解为亲和力是无穷大。共价结合只有“有或无”的概念,没有强弱的概念。


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