生物膜层干涉（BLI）

生物膜层干涉技术是一种基于光学干涉原理的无标记生物分子相互作用实时分析技术。其核心原理在于通过监测传感器尖端生物膜层厚度变化引起的干涉光谱位移，从而实时、定量地获取分子结合与解离的动力学参数、亲和力及浓度信息。该技术凭借其实时性、无需标记、操作简便及高通量潜力，在多个领域的质量控制和安全性评估中发挥着关键作用。

一、 检测项目

1. 蛋白质-小分子亲和力测定：通过将固定化靶蛋白暴露于不同浓度的小分子溶液中，监测结合和解离过程，拟合得到平衡解离常数。这对于药物先导化合物筛选至关重要。

2. 抗体-抗原动力学分析：将抗体或抗原固定于传感器，测定其与对应配体的结合速率常数与解离速率常数。该数据为抗体药物的效价评估、亲和力成熟提供核心依据。

3. 蛋白质-蛋白质相互作用验证：验证信号通路中或复合物内蛋白质间的直接相互作用，并定量测定相互作用的强度，用于功能学研究及生物标志物确认。

4. 受体-配体结合特异性分析：在存在干扰蛋白或复杂基质背景下，验证特定受体-配体对的结合事件，评估交叉反应性，确保诊断试剂或治疗药物的特异性。

5. 核酸杂交动力学研究：固定一段寡核苷酸探针，监测其与互补链的杂交过程，用于评估基因检测探针的特异性与结合效率。

6. 细胞外囊泡表面蛋白定量：通过捕获特异性抗原，直接定量分析复杂样本中外泌体等囊泡表面的标志物蛋白，用于液体活检开发。

7. 酶-底物/抑制剂相互作用分析：实时监测酶与底物类似物或抑制剂的结合，用于酶活性研究及抑制剂筛选。

8. 浓度定量分析：利用已知活性的标准品建立标准曲线，可对未知样品中的目标生物分子（如抗体、抗原）进行绝对定量，用于产品质控。

9. 生物膜形成与抑制评估：监测细菌在传感器表面初始粘附及生物膜形成过程，或评估抗菌涂层、药物对生物膜形成的抑制效果。

10. 病毒颗粒与宿主蛋白结合分析：分析病毒表面蛋白与宿主细胞受体的结合动力学，用于疫苗研发和抗病毒药物作用机制研究。

11. 材料表面蛋白吸附评估：直接检测医疗器械或食品接触材料表面在接触体液或食品模拟物后的蛋白吸附量及吸附动力学，评估其生物相容性或清洁度。

12. 核酸适配体筛选与表征：在SELEX筛选过程中，实时监控核酸适配体库与靶标的结合，并对筛选出的适配体进行亲和力与特异性表征。

二、 检测范围

该技术广泛应用于对材料表面生物相互作用有严格要求或需进行生物分子定量/定性的领域：

1. 食品接触材料：评估材料溶出物对生物大分子的影响、检测材料表面的微生物粘附及清洁验证。

2. 医疗器械：评价植入物或一次性医疗器械的生物相容性（如蛋白吸附）、涂层有效性及残留污染物检测。

3. 儿童玩具：检测玩具材料中特定过敏原（如乳胶蛋白）或有害生物分子的迁移。

4. 生物制药：抗体药物亲和力与动力学分析、宿主细胞蛋白残留检测、疫苗抗原-抗体相互作用评估。

5. 体外诊断试剂：诊断用抗体/抗原的配对筛选、亲和力验证及试剂盒核心原料质控。

6. 临床研究：血清中生物标志物与捕获探针的相互作用分析，用于疾病机理研究。

7. 化妆品：评估功效成分（如多肽、生长因子）与靶蛋白的结合活性，或检测禁用物质。

8. 环境监测：检测水样或土壤提取物中特定毒素（如霉菌毒素）与受体的结合。

9. 科学研究：基础生命科学研究中任何分子间相互作用的定性、定量与动力学分析。

10. 食品安全：快速检测食品中的过敏原、病原菌、毒素等有害物质。

三、 检测标准

检测实践需遵循国内外相关标准，以确保数据的可靠性与可比性：

1. GB/T 相关标准：GB/T 中关于医疗器械生物学评价、食品接触材料安全等通用要求是基础。具体方法需结合仪器特性建立。

2. ISO 标准体系：

   • ISO 10993 系列：医疗器械的生物学评价。BLI技术可用于支持ISO 10993-4（与血液相互作用）、ISO 10993-5（细胞毒性，间接评估）和ISO 10993-12（样品制备与参照材料）相关的研究。

   • ISO 15197：体外诊断血糖监测系统。BLI可用于其中抗体/酶等关键原料的质控。

3. ASTM 标准体系：

   • ASTM F1984：无标记分子相互作用筛选分析的通用指南，其原理和方法学适用于BLI技术。

   • ASTM E253：关于生物技术应用中的术语标准，为数据分析提供规范用语。

4. ICH 指南：虽然非检测标准，但ICH Q6B（生物技术产品及生物制品的测试方法和可接受标准）对生物制品的理化性质分析要求，使BLI成为关键的互补性表征工具。

四、 检测仪器

核心设备为生物膜层干涉仪，根据通量、自动化程度和功能设计，主要分为以下类型：

1. 高通量八通道系统：采用独立的光纤传感探针，可同时平行分析八个样本。特点在于样品消耗量极少（μL级），适用于早期药物筛选、抗体库筛选及多条件并行优化。

2. 96/384孔板兼容系统：与微孔板高度整合，自动化程度高，配备机械臂和温控模块。适合进行大规模、自动化的定量检测和动力学筛选，符合工业化实验室流程。

3. 多波长同时检测系统：采用多波长光源和检测器，可有效降低复杂样本（如粗提液、细胞裂解液）中浊度、颜色等基质的干扰，提高数据质量。

4. 高灵敏度专业型系统：优化光学路径与检测算法，具有极低噪声水平，适用于分析弱相互作用（低亲和力）或分子量极小的化合物。

5. 成像型干涉系统：不仅能提供结合信号，还能对传感器表面的结合分布进行成像，用于评估结合均一性或检测多靶点空间分布。

6. 便携式/小型化系统：体积小巧，适用于现场快速检测或空间有限的实验室，尽管通量或灵敏度可能低于大型台式设备。

7. 增强动力学范围系统：通过改进流体学设计和检测速率，能够精确测量极快和极慢的动力学过程，拓展了可分析的相互作用范围。

8. 集成化多功能系统：将BLI检测模块与自动样品制备、数据处理软件深度整合，提供从加样到报告生成的一体化解决方案，提升实验室效率。

仪器的核心检测能力指标包括：检测限、动力学常数测量范围、通量、样品需求量、数据采集频率、温度控制精度及对复杂基质的耐受性。选择时需根据具体应用领域（如药物研发侧重高通量动力学，质控侧重稳定定量）和样本特性进行匹配。