動力學研究指引 | 結合動力學與 WAVE system. Download now

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光柵耦合干涉法 (GCI)

得益於生物分子交互作用的革命性研究

Creoptix WAVE 以波導干涉分析法為基礎，並輔以專屬的光柵耦合干涉法 (GCI) 技術設計而成，可提供更優質的免標記生物分子交互作用分析數據，在訊號及時間解析度方面達到較傳統表面電漿共振更為卓越的水準。研究人員將能快速並準確地測量 動力速率 、判斷 親和力 常數，以及監控濃度，即使是生物流體等原始樣本中交互作用配體分子濃度較低的情況下依然可順利作業。WAVE 系列產品靈活度和靈敏度無出其右，將 免標記量化 帶向全新的應用可能性，並且為生物分子交互作用研究帶來前所未見的巨大變革。

GCI 是我們的頂尖生物物理特性分析法，自 2015 年在市場推出以來，就在 WAVE 產品系列中佔有一席之地。

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GCI 相較於波導干涉分析法與表面電漿共振法

我們的專利光柵耦合干涉法設計運用並強化了波導干涉分析法本身的優點，從而超越表面電漿共振的靈敏度水準。就像波導干涉分析法，漸消場穿透樣本的深度較淺，且能延長與樣本的交互作用的機會，進而改善了訊雜比 (<0.01 pg/mm2)。 

但不同的是，Creoptix GCI 數據擷取架構還具有在時域和波導內建立干涉譜的優勢，無須投射至 CCD 影像擷取器。由於是以時間相依的相偏移訊號來測量感測器表面的折射率變化，因此相較於傳統的波導干涉分析法或表面電漿共振法，可提供更穩定的讀數，且不受溫度飄移或震動的影響，因而造就了更卓越的訊號品質和時間解析度。

GCI、BLI 與 SPR 技術比較

光柵耦合干涉法 (GCI) 表面電漿共振法 (SPR) 生物膜干涉法 (BLI)
最廣泛的應用範圍
適用於各式分子，包括從低至高分子量的純化或原始分子。		 是
適合片段、小分子、胜肽、蛋白質、病毒、細胞培養上澄液、血清、細胞溶解產物		 否
適合小分子、胜肽 (對於片段、病毒、細胞培養上澄液、血清、細胞溶解產物的適用程度則有限)		 否
適合細胞培養上澄液、血清、細胞溶解產物 (對於胜肽、蛋白質、病毒的適用程度則有限)
測量最微弱的黏合劑
流動率快，取樣率高，可測量快速解離率的動力學。		 是
解離率最高達 kd=10 s-1		 否
解離率最高達 kd=1 s-1		 否
解離率最高達 kd=0.1 s-1
測量最緊密的黏合劑
即使是緊密的黏合劑和快速的締合率，仍能準確測量動力學數據。		 是
在流動條件下進行測量		 是
在流動條件下進行測量		 否
在擴散受限條件下測量 (無微流道)
低系統維護需求
很少因為保養或非預期的維修而造成停機。		 是
無阻塞微流道		 否
傳統微流道		 是
無微流道

經常問的問題

波導干涉分析法較表面電漿共振的優勢
如同表面電漿共振，波導干涉分析法也會測量感測器表面的折射率變化。然而，與傳統表面電漿共振不同的是，波導干涉分析法中的光可穿透整個樣本。因此有更多的結合事件發生，進而為整體訊號帶來貢獻。這樣一來，波導干涉在本質上就對免標記交互作用分析提供了較佳的敏感度，尤其是當它與干涉讀數相互搭配時，可將波導模式的相偏移解譯成強度分佈。波導干涉分析法勝過表面電漿共振的進一步優勢在於漸消場穿透樣本的深度較淺，因而盡可能地降低了不必要的折射率變化所造成的干擾，並提高了訊雜比。

分子交互作用主要是偵測漸消場 (橘色) 中的折射率變化，它會導致波導中的光束相位偏移，與同步投射至畫面的參考光束產生干涉。

光柵耦合干涉法 (GCI) 如何有別於生物膜干涉技術(BLI)？
儘管光柵耦合干涉法 (GCI) 和生物膜干涉技術 (BLI) 的運作方式都是使用干涉來測量感測器表面上薄膜的折射率變化，但兩者是全然不同的技術。GCI 是 Creoptix WAVEsystem 中所使用的技術，它測量折射率變化對漸消場造成的效應，而此漸消場是透過光穿過感測器中的波導裝置所產生。這些折射率改變會影響穿越波導裝置之光線的相位，所以需要有參考光束的干涉 (因此稱干涉術)，才能可靠且精準地測量相位變化。相反地，BLI 則是分析從兩個表面反射之白光的干涉分布，即固定在生物感測端的蛋白質膜，以及內部參考膜。結合於生物感測端的分子數不管發生任何變化，都有可能導致干涉分布有所位移，而此分布會被即時測量為生物感測端的光學厚度增加；這樣一來，就會導致干涉分布中有波長位移。
光柵耦合干涉法 (GCI) 可否偵測構型變化？
就理論而言，Creoptix WAVEsystem 可以偵測構型變化，但必須符合下列前提：構型變化的程度足以對折射率帶來改變。WAVEcontrol 軟體也支援適用構型變化的交互作用模型。儘管如此，在實際應用中卻很難完全根據 Creoptix WAVE 動力數據或 SPR 數據來推斷構型變化。這是因為構型變化很少是單步驟流程，也就是說，徹底符合動力數據的模型將會因為過於複雜而使得分析結果的可信度降低。此外，構型變化還可能會因為表面重構而產生預期之外的反應 (例如負曲線)，因而相當難以產生一致的分析和量化資料。我們建議對任何存有疑慮的構型變化進行交叉檢驗，並確保相關動力分析盡可能愈簡單愈好，例如：分析功能突變間的動力差異。
SPR/BLI 採用的配體擷取和固定化技術是否也適合 GCI？
是的。標準固定化技術，如：胺耦合、Ni-NTA 擷取和卵白素與生物素擷取也可用於 Creoptix WAVEsystem (置於聚羧酸物表面；聚葡萄醣表面可依需求而供應)。此外，還有其他各種形形色色的固定化方法，包括脂質交互作用或蛋白質 A/G 擷取。您可經由此連結瀏覽各種可用的表面 (WAVEchip®)。
WAVEsystem

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