技術原理：

蛋白跟核酸不一樣，核酸都是由四個堿基組成，只是組成的順序不一樣，但是整體的結構都是類似的雙螺旋結構。而蛋白由20多種不同氨基酸組成，需要折疊成正確的三維結構才能發揮自身作用。所以每個不同功能的蛋白長得樣子其實都是不同的。

蛋白的高級結構決定其功能，行使功能需要正確折疊。蛋白由20多種不同氨基酸組成，需要折疊成正確的三維結構才能發揮自身作用。蛋白質在一定的物理和化學條件（加熱、加壓、脫水、振蕩、紫外線照射、超聲波、強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、十二烷基SDS）下，其空間構象容易發生改變而失活，因此研究蛋白的構象和構型變化對其應用有重要的價值。蛋白質的變性作用主要是由于蛋白質分子內部的結構被破壞。天然蛋白質的空間結構是通過氫鍵等次級鍵維持的，而變性后次級鍵被破壞，蛋白質分子就從原來有序的卷曲的緊密結構變為無序的松散的伸展狀結構（但一級結構并未改變）。熱變性是蛋白質變性中常見的一類現象。

蛋白質的熱穩定性是指蛋白質多肽鏈在溫度影響下的形變能力，主要體現在溫度改變時多肽鏈獨特的化學特性和空間構象的變化，變化越小熱穩定性越高。蛋白質的熱穩定性受到不同溫度、pH值、離子強度等外界因素的影響，在生物技術、藥物研發以及食品工業等領域，具有重要意義。

蛋白質變性溫度是生物學家們研究蛋白質的熱穩定性的一個重要的概念，是指蛋白質在特定溫度條件下受到熱力作用時，其結構發生變化的溫度點，一般溫度較高時，蛋白質從穩定的三維結構變化成松散的無序結構。蛋白質的熱穩定性一般使用熔解溫度Tm（melting temperature，Tm，也稱為熱變性溫度）來表示，即蛋白質解折疊50%時的溫度。蛋白質的熱變性過程與其空間構象的改變密切相關，Tm值能反映變溫過程中蛋白質構象改變的趨勢，是衡量蛋白質熱穩定性的一個重要指標。蛋白質Tm值的測定在生物醫藥行業具有廣泛的應用，如嗜熱蛋白、工業酶等的改造與篩選，蛋白質藥物與配體、制劑或輔料的相互作用，蛋白質藥物的緩沖液穩定條件篩選等。

差示掃描熒光法(differential scanning fluorimetry, DSF)是一種方便快捷的高通量藥物篩選及靶標發現的方法，通過熒光染料或蛋白內源熒光信號檢測升溫過程中蛋白構象的變化計算其熔解溫度Tm（melting temperature，Tm，也稱為熱變性溫度）。差示掃描熒光法(differential scanning fluorimetry, DSF)包括兩種：染料法DSF、內源DSF（intrinsic DSF）。

常用的染料法DSF是通過標記染料來檢測升溫過程中蛋白構象的變化。比如SYPRO Orange，是一種環境敏感的疏水染料，當溫度升高時，蛋白去折疊，疏水部分暴露出來，染料與蛋白質的疏水部分特異性結合，熒光增強。在有特定化合物或配體結合的情況下，蛋白穩定性會上升，表現為熔解溫度的上升。內源DSF（intrinsic DSF）則是基于蛋白去折疊過程中色氨酸發射光譜的位移進行檢測。通過檢測溫度變化/變性劑濃度變化過程中蛋白內源紫外熒光（350 nm/330 nm比值）的改變，獲得蛋白的熱變性溫度(Tm值)、化學變性濃度（Cm值）等參數，反映蛋白的熱穩定性和化學穩定性。相比傳統的方法，無需添加染料，通量高，樣品用量少，數據精度高。蛋白中的色氨酸和酪氨酸可以被280 nm的紫外光激發并釋放出熒光，其熒光性質與所處的微環境密切相關。蛋白變性過程中，色氨酸從疏水的蛋白內部逐漸暴露到溶劑中，熒光釋放的峰值也從330 nm逐漸轉移到350 nm。

該方法具有蛋白樣品消耗量少、通量高、溫度變化范圍廣及數據準確等優點，被廣泛用于蛋白質穩定性（蛋白質熱穩定性參數及其影響因素）、蛋白結構和構象、蛋白-配體相互作用及蛋白質穩定劑、抑制劑、輔助因子等領域的研究。

1.    抗體或疫苗制劑、酶制劑的高通量篩選

2.    抗體或疫苗、酶制劑的化學穩定性、長期穩定性評估、等溫穩定性研究等

3.    生物仿制藥相似性研究（Biosimilar Evaluation）

4.    抗體偶聯藥物（ADC）研究

5.    多結構域去折疊特性研究

6.    物理和化學條件強制降解研究

7.    蛋白質變復性研究（復性能力、復性動力學等）

8.    膜蛋白去垢劑篩選，膜蛋白結合配體篩選（Thermal Shift Assay）

9.    基于靶標的高通量小分子藥物篩選（Thermal Shift Assay）

10.    蛋白純化條件快速優化等

產品介紹：

多功能蛋白穩定性分析儀PSA-16基于內源差示掃描熒光（ifDSF）技術，無需加入熒光染料、高通量、低樣品消耗量檢測蛋白質穩定性的設備。該設備基于內源差示掃描熒光技術（intrinsic fluorescence DSF），在天然條件下，根據內源熒光和散射光的變化與三級結構變化的關系，通過檢測溫度變化/變性劑濃度變化過程中蛋白內源紫外熒光的改變，獲得蛋白質的熱變性溫度(Tm值)、化學變性濃度（Cm值）等參數，無需對蛋白進行熒光標記，可以直接測定蛋白在不同緩沖液條件中的Tm值。

廣泛應用于蛋白質穩定性研究、蛋白質類大分子藥物（抗體）優化工程、蛋白質類疾病靶點的藥物小分子篩選和結合力測定等領域，去垢劑環境中的膜蛋白和高濃度抗體制劑的穩定性研究。此外，PSA-16具有非常高的數據采集速度，從而可提供超高分辨率的數據。同時一次最多可同時測定16個樣品，通量高；每個樣品僅需要10-20 uL，樣品用量少，非常適合進行高通量篩選。操作簡單，使用后無需清洗，幾乎無維護成本，具有快速、準確、高通量等諸多優點。

PSA-16可用于測定不同buffer中蛋白的Tm值變化，獲得蛋白質正確折疊的最ZUI YOUbuffer條件；測定不同detergent條件下膜蛋白Tm值，進行detergent篩選；測定不同添加劑對蛋白穩定性的影響；測定添加配體后Tm值變化進行配體結合篩選；測定蛋白中變性部分的比例，進行質量控制；測定蛋白Tm值與濃度的相關性，獲得最ZUI YOU蛋白濃度進行后續結晶等實驗；測定蛋白去折疊過程，進行蛋白復性條件篩選；測定蛋白folding enthalpy，研究蛋白的長期穩定性；測定不同批次和存儲后的蛋白的穩定性，并進行相似性評分，對蛋白進行質量控制。

★    280nm激發光下，蛋白以色氨酸(Trp)釋放的紫外熒光為主

★    Trp熒光光譜與其所處微環境密切相關

★    折疊狀態Trp在蛋白內部疏水核心；蛋白去折疊后，Trp暴露到溶劑中

★    去折疊過程, Trp Emission峰值從330nm轉變到350nm，蛋白紫外熒光發生紅移現象

★    350nm與330nm熒光值的比值變化，即可檢測到蛋白去折疊過程

★    測定參數：Tm、Ton、Cm、ΔG等

★    條件無限制，可測定去垢劑環境中的膜蛋白

主機參數：

★    直接檢測蛋白質內源紫外熒光，測定時無需額外添加染料，不限制蛋白緩沖液。

★    可同時測定16個樣品。

★    樣品管材質：高純度石英管，8聯排設計，可使用多通道移液器批量上樣，亦可單管使用。

★    樣品體積：15 μL/樣品。

★    樣品濃度范圍：0.01 mg/mL–250 mg/mL。

★    溫控范圍：15-110℃可選。

★    升溫速度范圍：0.1-15℃/分鐘可調。

★    溫控精度：+ 0.2℃。

★    采樣頻率：1 HZ，1/60 HZ可選。

★    應用范圍：熱穩定性實驗、化學穩定性實驗、等溫穩定性實驗、溫度循環實驗、TSA實驗。

★    軟件具備比對功能，可通過熱變性曲線對蛋白進行相似性評分。

★    測定參數：Tm、Ton、Cm、ΔG、Similarity。

★    Tm測定精度：<0.5% CV。

★    儀器使用時無需預熱及預平衡，實驗完成后無需清理，無后續維護費用。

★    一體機，可以通過觸摸屏進行試驗設置，實時采集數據和顯示數據，生成詳細的結果報告。

耗材參數：

★    一次性耗材，樣品不接觸儀器內部，無需清洗；成本低；

★    樣品管采用高純度石英材質，紫外透過率高，可檢測低濃度的蛋白樣品；

★    八聯排設計，使用靈活，適配多通道移液器進樣；

★    可密封式設計，防止實驗過程中的樣品蒸發；

軟件參數：

★    熱穩定性、化學穩定性、等溫穩定性、變溫穩定性、變性曲線比對、歷史數據查詢、操作記錄查詢；

★    數據和分析結果自動保存，數據圖可導出，結果能輸出至Excel表；

★    歷史數據查詢，實驗設置參數可以在結果報告里面進行溯源和查詢；

★    支持用戶權限管理和審計追蹤，三級管理權限以及登錄密碼；

★    軟件具備數據比對功能，可通過熱變性曲線對蛋白進行相似性評分；

★    軟件FREE升級，可授權多臺電腦安裝使用，無需軟件密碼狗；

應用領域：

蛋白質是生物體中廣泛存在的一類生物大分子，具有特定立體結構的和生物活性以及諸多功能，根據這些功能我們可以將其應用于蛋白質的分子設計、蛋白質功能的改造、疾病的基因治療以及新型耐抗藥性藥物的開發與設計甚至是發現生物進化的規律等先進科研領域上。因此，蛋白質具有非常重要的研究價值。進行蛋白質性質和功能研究的前提是獲得穩定的蛋白質樣品，而由于蛋白質自身性質的復雜性，難以保證獲得的蛋白質樣品是否具有正確的三維結構以及功能，因此急需一種技術手段或設備，對蛋白質的穩定性進行分析，確定獲得蛋白質最ZUI適宜的緩沖液條件、蛋白質的長期儲存穩定性等。另外在進行蛋白質-配體小分子相互作用研究時，因為需要篩選的小分子配體數量巨大，因此也急需一種技術手段或設備，可以高通量的對配體結合進行篩選。蛋白質Tm值測定具有重要的實際應用價值，例如輔助生物藥物開發、生產和質量控制，評估生物相似性、優化蛋白藥物配方等，還可以作為探索蛋白質高級結構的手段之一指導蛋白質工程，如比較不同突變對蛋白質穩定性的影響，研究結構域改變與功能活性改變關聯性等。比較不同Tm值測定方法，全面了解技術特點及測量效果對于Tm值測定的實際應用具有一定的指導意義，在科研或生產工作中可以靈活選用或聯用多種技術來闡明不同條件下的結構變化特點。

多功能蛋白穩定性分析儀PSA-16應用涵蓋植物、生物學、動物科學、動物醫學、微生物學、工業發酵、環境科學、農業基礎、蛋白質工程等多學科領域。蛋白質是最終決定功能的生物分子，其參與和影響著整個生命活動過程。現代分子生物學、環境科學、動醫動科、農業基礎等多種學科研究的很多方向都涉及蛋白質功能研究，以及其下游的各種生物物理、生物化學方法分析，提供穩定的蛋白質樣品是所有蛋白質研究的先決條件。因此多功能蛋白穩定性分析儀PSA-16在各學科的研究中都有重要的意義。多功能蛋白穩定性分析儀PSA-16可用于評估蛋白（抗體或疫苗）熱穩定性、化學穩定性、顆粒穩定性等特性，實現非標記條件下的高通量的抗體制劑篩選、分子結構相似性鑒定、物理穩定性、長期穩定性、質量控制、折疊和再折疊動力學研究等功能。

1.    抗體：抗體作為最主要的蛋白類制品，其穩定性研究至關重要，而且主要集中在上游階段。在上游的抗體發現階段，需要從眾多候選抗體中篩選出少量的候選抗體轉移到下游，傳統測定的指標主要有表達量和結合能力（親和力，結合動力學）等，而抗體的熱穩定性也是一個非常重要的補充指標。在完成抗體發現后，需要研究抗體在什么buffer條件下具有更好的成藥性（粘度合適，滲透壓合適，長期儲存穩定等），其中抗體的熱穩定性是一個重要的判斷指標。

2.    酶制劑：酶作為另一類重要的蛋白制品，對其穩定性的考察也非常重要。工業酶的工作環境非常苛刻，溫度高，酸堿條件苛刻，某些發酵產物本身也會降低蛋白活性（例如產乙醇酶需要耐受高濃度的乙醇），因此需要對酶進行大量的篩選和改造，以獲得活性更高，耐受性更好的酶。通過測定不同候選酶突變體的熱穩定性，以及酶在不同條件下（例如添加不同濃度的乙醇）的熱穩定性，可以非常迅速有效的進行酶的質量的評價。

3.    疫苗：滅活疫苗和重組蛋白疫苗，都是蛋白制品。重組蛋白疫苗和抗體非常類似，都是通過外源重組表達的方式獲得蛋白，因此蛋白穩定性分析的應用點也類似，主要集中在上游的蛋白發現和蛋白制劑階段。而滅活疫苗略有不同，滅活疫苗的產品是病毒顆粒，只有完整的病毒顆粒才具有好的免疫源性。熱穩定性分析可以測定顆粒打破和單個蛋白變性這兩個階段，因此可以應用到制劑開發和下游的質量控制環節。不僅在人用疫苗中有應用，獸用疫苗企業也同樣有應用。

4.    化合物藥物：小分子藥物的作用靶點多數是蛋白。在小分子藥物篩選中，有一個實驗叫做Thermal shift assay（TSA），通過檢測蛋白結合小分子前后的熱穩定性變化，來判斷是否發生了結合。因此在化合物藥物企業中，可以推TSA實驗這個應用點。同時熱穩定性也可以作為靶點蛋白質量控制的手段，檢查蛋白是否有活性。

實際案例：

多功能蛋白穩定性分析儀PSA-16推出市場后，在短短時間內測試過各種不同類型的樣本，在多個客戶實驗室進行現場DEMO，數據顯示測試結果良好，重復性優異，相關參數達到甚至超過國外同類產品的水平。

發表文獻：

• An attachment glycoprotein nanoparticle elicits broadly neutralizing antibodies and protects against lethal Ni pa h virus infection, npj Vaccines, 2024

• Attenuation of cardiac ischemia/reperfusion injury via the decoy receptor DcR2 by targeting the PLAD domain of the death receptor DR5, IJBM, 2025

• Structural-guided high stable fusion urate oxidase engineering to self-assemble with cellulose modified electrode for enhanced uric acid sensing, IJBM, 2025

• Epitope-Optimized Influenza Hemagglutinin Nanoparticle Vaccine Provides 3 Broad Cross-Reactive Immunity against H9N2 Influenza Virus, ACS Nano, 2025

• Structure and function of the nairovirus cap-snatching endonuclease, Nucleic Acids Research, 2026

• Structural study of Nicotiana benthamiana NADPH-dependent thioredoxin reductase C and its molecular mechanism of interaction with 2-Cys peroxiredoxin, Acta Cryst, 2026

• The role of linker on the elevated biosensing performance of a carbohydrate-binding module-tagged sarcosine oxidase, IJBM, 2026

北京佰司特科技有限責任公司:

灌流式類器官培養及代謝分析儀—IMOLA；類器官串聯芯片系統—HUMIMIC；光片顯微鏡—LSM-200；

蛋白穩定性分析儀—PSA-16；單分子穩定性分析儀（磁鑷力譜測量儀）—HiMT；單分子質量光度計—TwoMP；超高速視頻級原子力顯微鏡—HS-AFM；微流控擴散測量儀—Fluidity One-M；

微納加工點印儀—NLP2000/DPN5000；臺式原子力顯微鏡—ACST-AFM；全自動半導體式細胞計數儀—SOL COUNT；農藥殘留定量檢測儀—BST-100；