1、GE 医疗中国等温滴定量热仪（ITC）发掘是什么能让您的相互作用能够如此发生发掘相互作用的奥秘23技术优势：极少的样品制备极多的实验结果瞬间完成KD值的测量在研究生物分子间的相互作用时，除了KD值是一个关键参数外，成功的关键还取决于对于生物分子间相互作用机制的详细表征。在一个简单易行的实验中，等温滴定量热法（IT C）能为你提供亲和力常数KD、化学计量学n和结合的焓（H）与熵（S）。更重要的是，它使您能够不受限地研究各种生物分子间的相互作用。无需标记、无需检测方法开发，快速获得结果ITC是基于复合物形成时所放出或吸收的热量的精确测定，它是在一个实验中能够同时测量所有结合参数的先进技术。它测量在
2、天然状态下结合伴侣的亲和力，无需使用荧光标签修饰组分或使样品固定化。总而言之，IT C是与众不同的。Isothermal Titration Calorimetry (ITC) 应用研究领域目录 Protein-Small Molecule Interactions（蛋白质-小分子相互作用） Protein-Protein Interactions（蛋白质 - 蛋白质相互作用 ） Protein-Nucleic Acid Interactions（蛋白质-核酸相互作用 ） Drug Discovery and Design（药物发现与设计 ） Antibiotics, Antimicrobia
3、ls, Antifungals and Antibacterials（抗生素、抗菌剂、抗真菌、抗菌药 ）* 具体应用参考文献查阅可登陆4技术优势：解密分子间的相互作用Isothermal Titration Calorimetry (ITC) 应用研究领域目录 (续上页) Protein Receptor Studies（蛋白质受体研究） Enzyme Activity Studies（酶活性研究） Protein Engineering and Mutagenesis（蛋白质工程与突变) Antibody Studies（抗体研究） Vaccine and Virus Studies（疫苗与
4、病毒研究） Protein-Carbohydrate Interactions（蛋白质与糖类相互作用） Protein-Lipid Interactions（蛋白质与脂质体相互作用） Protein Subunit Association/Dissociation and Aggregation Studies（蛋白质亚单元结合、解离和聚集研究） Amyloid/Prion Studies（淀粉质样、阮病毒研究 ） Nucleic Acid-Small Molecule Interactions（核酸-小分子相互作用） Nucleic Acid-Nucleic Acid Interaction
5、s（核酸-核酸相互作用） Lipid-Small Molecule Interactions（脂质体-小分子相互作用）* 具体应用参考文献查阅可登陆你无需成为一名相互作用热力学研究的专家俗话说：“有三样东西你不能与朋友讨论：政治、宗教和热力学。”今天，微量热测量系统已经变得简单易用和超灵敏，能为你的有关生物分子相互作用的疑问提供明确的答案。这正是值得谈论的东西。等温滴定量热技术能够测量热力学性质，它能告诉你为什么相互作用能发生。热力学数据揭示了促进复合物形成的驱动力，并在分子水平上描述功能和发生机制。A. ITC测量热力学性质包括：相互作用的化学计量学（n）、亲和力常数（K D）、焓变化（H）
6、、熵变化（S）。B. 利用三个具有相同结合能（ G）的相互作用解释热力学特征。结合亲和力是结合焓( H)和结合熵( S)的共同作用的结果。结合焓反映了由于氢键形成和范德华力产生的相互作用强度。结合熵是复合物形成时来自去溶剂化和构象变化的熵变化的组合。210A0-2-4-6-8-10-12-14;2 ( H)kcal/mole : (n)U (KD)B1050-5-10-15-20kcal/mole G H-T S5Isothermal Titration Calorimetry (ITC) 应用研究领域目录 (续上页) Lipid-Lipid Interactions（脂质体-脂质体相互作用）
7、 Lipid-Nucleic Acid Interactions（脂质体-核酸相互作用） Cyclodextrin-Guest Interactions（环糊精-客体相互作用） Colloids, Surfactant Studies, Critical Micelle Concentrations（胶体、表面活性剂和临界胶束浓度） Surfactant-Polymer Interactions（表面活性剂-聚合物相互作用）技术优势及应用实例：将药物的先导化合物的优化带到一个新的水平更深刻的见解药物应该以高亲和力和选择性结合目标。传统上，先导化合物的优化一直被剖析亲和力组成的研究所推动。然而，
8、热力学变量( H, S)也是结合的基础，它们能够提供有关相互作用的更深刻的见解。MicroCal 量热仪具有足够的灵敏度和通量用于有效测定先导化合物优化所需的所有结合参数，以指导先导化合物的优化。热力学的重要性ITC允许多维测定方法，其中焓和熵对亲和力的贡献可以为更快地设计出更好的药物指出有利的化学修饰。下面的例子比较了一系列HIV-1蛋白酶抑制剂的热力学特征，并且对于更有效的药物显示出有利的焓变。第二代HIV-1蛋白酶抑制剂，例如Darunavir，对于总的结合能具有比第一代药物如Indinavir更高的焓作用。这项研究得出的结论是：在结构/活性关系（S AR）中焓和熵之间相互作用的研究将有
9、助于设计出具有更高亲和力和更好选择性的新药。一个完整系列的HIV-1蛋白酶抑制剂的热力学特征。这些特征显示，最有效和最近开发的药物比原来的药物更多是由焓驱动的。数据来自Freire, Drug Discov Today, 2008 October; 13(19-20): 869-874。* 具体应用参考文献查阅可登陆-12-16-20IndinavirSaquinavirNelfinavir RotonavirAmprenavirLopinavir AtazaavirTipranavir Darunavir-8-40G kcal/mole H-T S6技术优势及应用实例：令人信服的通用性不仅仅
10、是研究蛋白质-蛋白质相互作用在参考文献数据库中成千上万的引用表明MicroCal ITC系统（Micr oCal VP-ITC, MicroCal iTC200，Micr oCal Auto-iTC200）的多种不同应用（见应用文献目录）。它们不仅能够被用于测量影响结合伴侣之间识别的任何生物分子的结合亲和力和热力学性质的改变，而且当与结构数据相结合时，IT C数据提供了结构-功能关系和结合机制的更深刻见解。利用ITC，您能够： 在筛选药物前验证目标活性。 把结合解析为亲和力、结合位点数、焓和熵。 获得对于任何生物分子间相互作用的结合机制的更深刻的理解。Isothermal Titration
11、Calorimetry (ITC) 应用研究领域目录 (续上页) Endotoxin Binding Studies（内毒素结合研究） Carbohydrate-Small Molecule Interactions（糖类-小分子相互作用） Small Molecule-Small Molecule, Non-Biologicals, and Other Interactions（小分子-小分子，非生物系统其它相互作用研究） Nanoparticles Studies（纳米颗粒研究） Polymer Studies, Including Nanoparticles（聚合物，包括纳米颗粒研究）
12、Bacteriophage Studies（抗菌素研究）* 具体应用参考文献查阅可登陆野生型SEC3和三种进化的变异体SEC3与mV8.2相互作用的热力学特征（改编自Cho等 Biochem., 49(43): 92569268 (2010)的表2。20-2-4-6-8-10-12-14-16G H-SSEC3-WTSEC3-1D8 SEC3-1D3 SEC3-1A4kcal/mole分子识别蛋白质-蛋白质相互作用是所有细胞过程的基础，当它们出现故障时往往成为疾病的根源。Cho和他的同事们使用ITC理解分子识别中蛋白质无序区域的作用。这是通过比较含有无序区域(SEC3-WT)的野生型蛋白与三种
13、进化的变异体获得。结果表明，无序区域明显影响了结合的能量学。作者得出结论，这类ITC研究具有提高预测蛋白质-蛋白质相互作用的能力。7利用ITC优化酶促反应动力学木聚糖酶的动力学在生物漂白木浆和生物燃料的制造中是十分重要的。Baumann和他的同事们开发了一个利用ITC测量木聚糖酶动力学的系统，因为传统的方法十分复杂，而且容易出现系统误差。而ITC方法能够提供更高的灵敏度，并且只需使用很少的材料。通常，与木聚糖水解有关的热量变化太小以至于不能用ITC直接测量。为了提高热流量，他们开发了一种含有糖氧化酶和过氧化氢酶的焓放大系统。这个系统产生的焓变化可以用MicroCal iTC200测定，热流信号
14、对应于注入的混合低聚木聚糖的量。反应示意图（改编自Baumann, M.J. et al., Anal. Biochem. 410, 19-26 (2011)）。“ “ %“W H2O2OOOOHHO O2+ H2O+O2锌诱导的分子伴侣二聚化Zambeli和他的同事们使用ITC了解螺杆菌UreG无序区域的作用。Ur eG是一种通过提供两个镍离子激活脲酶的分子伴侣。这个过程涉及GTP水解，并使用多个蛋白质和金属离子相互作用。由于UreG在溶液中是无结构的，一直很难理解其结构与功能的关系。相互矛盾的证据表明，Ur eG能够以单体或二聚体形式存在。化学计量学的ITC测定表明UreG以何种形式存在取
15、决于金属离子的种类。锌以两个蛋白结合一个金属离子的形式结合UreG（亲和力0.33 M）表明锌离子引起二聚化。而与其相近的类似物HpUreG以比锌低20倍的亲和力结合镍。化学计量学表示，在这个过程中每个蛋白结合两个镍离子，不需要蛋白二聚化。UreG能够以单体或二聚体形式存在取决于与它相互作用的金属离子种类（改编自Zambelli, B. et al., Proteins 74, 222-239 (2009)的图4）。n = 0.5KD= 0.33 M0 0.5 1 1.5 2 Zn2+0-2-4-6-8-10-12-14;2kcal/mole n = 1.8KD= 10 M0 1 2 3 4
16、5Ni2+0-0.5-1-1.5-2;2kcal/mole 8Power Compensition Principle Microcal ITC技术与原理等温滴定量热（IT C）是一个功能强大的分析工具，可测量任意两种分子间相互作用的亲和力和热力学。 IT C被认为是检测亲和力的“金标准”。在一个实验扫描中，IT C就可以测定： 结合亲和力 -KD 结合位点的数目 可检测多个不同的结合位点 结合的焓变（H）和熵变（S）热力学数据，特别是焓变（H）和熵变（S），揭示的是推动复合物的形成和作用机制的力量。热力学提供的信息可表征构象变化，氢键结合，疏水相互作用，以及电荷电荷相互作用。这些信息对于描述
17、在分子水平上的功能和机制是必须的。ITC应用范围包括： 小分子，蛋白质，抗体，核酸，脂质体和其他生物分子的分子间的相互作用的表征。 新药物发现的先导化合物优化。 酶促反应动力学。 评估分子结构变化对结合过程的影响机制和机理。 评估的生物活性。任何两个分子之间的相互作用，均可以采用ITC技术进行研究，包括： 蛋白质与小分子 蛋白质与蛋白质 药靶与药物 酶与抑制剂 蛋白质与核酸 蛋白质与脂质体 小分子与小分子等.9Microcal ITC特点与优势圆币状的测量池设计，同样容积下的与样品的最大接触表面积，提高了量热的灵敏度。1半自动、全自动的上样，自动排除气泡，确保实验结果的真实、可靠。2独有的自动
18、清洗平台，确保清洗效果的一致性及客观性，方便、快捷、易操作，减少实验操作者的劳动强度。310精确的滴定体积控制确保数据质量。4020406080 100046810212Time (min)DP (cal/s)0.1 l injection即使小体积低蛋白浓度样品，也能生成高质量数据的能力帮助用户节省了宝贵的样品。5Time (min)10.2010.1810.1610.1410.1210.1010.0810.0620 30 40 501001 cal injectioncal/s020403010 508.08.59.09.510.0Time (min)cal/s1.25 M3.13 M 6
19、.25 M 12.5 M 25.0 M MicroCal iTC200可升级至MicroCalTMAuto-iTC200。6软件仪器控制和数据分析软件可提高数据质量和简化数据分析。70 0.5 1.0 1.5 2.0-16-14-12-10-8-6-4-20-1.0-0.8-0.6-0.4-0.200.20105152520 30Time (min)cal/sMolar ratiokcal mol-1of injectant11MicroCal VP-ITC是一种易于使用和操作的，灵敏的等温滴定量热仪，使用软件界面用于快速和准确的分析, 也是目前市场保有量最大的等温滴定量热仪之一。MicroC
20、al VP-ITC的应用包括蛋白质、抗体、核酸、脂类和以及其他生物分子的分子间相互作用表征。它在工业中被广泛地应用于新药物的先导化合物的优化、药物靶标的验证、分子构效变化对结合机制影响的评估以及酶促反应动力学等。MicroCal VP-ITC特征： 直接测量毫摩尔到纳摩尔的结合常数（102到109M-1） 使用竞争结合技术测量纳摩尔到皮摩尔的结合常数（109到1012M-1） 非反应性Hastelloy 测量池具有极好的化学耐受性 固定测量池具有重现性好、灵敏度高的性能，而且维护费用低 精密的液体分配系统可用于准确和可重现的注射。 三个用户可选择响应时间可满足多种用途。 用户可选择的混合速度以
21、匹配样品的条件。 半导体温度控制以达到快速的温度平衡 包含ThermoVac 样品制备和清洗装置 由VPViewer 软件控制，并利用Origin 进行数据分析MicroCal VP-ITCMicroCal VP-ITC技术规格：操作温度范围2到80响应时间20秒测量池设计硬币形状，在位固定，不可移动，非反应性测量池容积1400 l测量池材质哈氏合金进样注射器容积300 l样品处理量每天8小时4-8个样品重量11.5 kg尺寸（WHD）20.343.836.5 cm12MicroCal iTC200的设计目的是简单易用和超常的灵敏度。广泛的亲和力范围使它能够对弱的和高亲和力结合物进行分析且具有
22、卓越的可重复性。检测池的填充、注射和池清洗功能是半自动化的，需要较少的操作人员的手动参与。简单易用的软件指导所有的操作，促进快速和准确的分析。对于任何研究生物分子相互作用的实验室，当高灵敏度和快速获得结果最重要时，Micr oCal iTC200是一个必要的工具。 在一个实验中获得所有结合参数（亲和力、化学计量学、焓和熵） 无需检测法开发、无需标记就可以快速获得首个结果 高灵敏度，使用低至10 g蛋白(甚至可以更低)就可以研究任何生物分子间相互作用 具有从亚毫摩尔到皮摩尔结合常数（102到1012M-1）的出色的数据质量 实验设计向导和自动化数据分析用于快速和可靠的分析 可升级为完全自动化的M
23、icroCal Auto-iTC200系统MicroCal iTC200技术规格：所需样品体积280 L平衡时间从 255 6 min 响应时间10 s* 通量 8-12 per 8 h day注射器容积40 L 测量池材质Hastelloy 测量池形状Coin-shaped 测量池容积200 L 噪音 0.2 ncal/s温度范围2to 80 温度稳定性 0.00015 at 25 多种反馈模式 Yes (passive, high gain, low gain) 可升级至自动配置Yes重量9.4 kg尺寸 (WHD) 21.033.734.9 cm* high feedback cell
24、temperature = 25, no feedback, 5 s lter period,stir speed = 1000 rpm MicroCal iTC20013MicroCal Auto-iTC200对于任何繁忙的研究实验室都是一个宝贵的财产。该系统结合了出色的MicroCal iTC200性能与全自动化和无人值守操作。简单易用的软件确保有效的实验设计，并且为快速和可靠的分析提供自动化的数据分析。由这个系统提供的自动化和通量使它成为药物发现应用中微量热技术的极好选择：特别是针对靶标验证和先导化合物优化时，生产效率是十分重要的。 完全自动化，能够无人值守运行4块96孔微孔板 优化的自
25、动化脚本，以提高性能和检测法的可靠性 软件简化了工作流程，并提高数据分析的一致性，从而使研究者自信地作出决策MicroCal Auto-iTC200技术规格：所需样品体积 370 L平衡时间从 25 5 6 min 响应时间10 s* 通量 Up to 75 per 24 h (SIM)注射器容积40 L 测量池材质 Hastelloy 测量池形状Coin-shaped 测量池容积 200 L 噪音 0.2 ncal/s 温度范围2to 80温度稳定性 0.00015 at 25 多种反馈模式 Yes (passive, high gain, low gain) 重量 90.7 kg尺寸 (W
26、HD) 62.576.857.2 cm* high feedback cell temperature = 25, no feedback, 5 s lter period,stir speed = 1000 rpm MicroCal Auto-iTC20014生产效率不仅仅是实验通量生产效率的提高不仅仅取决于一天处理几十个样品-虽然MicroCalTMAuto-iTC200有这个能力。也不是因为可以快速建立ITC检测法和需要很少的准备步骤的事实。生产效率提高的真正标志在于MicroCalTMITC能够提供的数据信息的较高预测质量。可预测的准确性和生产效率MicroCalTMAuto-iTC2
27、00用于在药物耐受性肿瘤治疗的早期药物发现项目中鉴定和优化潜在的先导化合物。MicroCalTMAuto-iTC200数据被用于验证初步筛选中的目标，并对片段亲和力进行准确的分级，以便只有最强的结合物被选定用于共结晶尝试和基于结构的药物发现项目。这种方法成功地预测了那些选中的化合物将与靶标形成共结晶复合物。当从ITC验证中选择的14个蛋白复合物有12个被成功地结晶时，这种方法已得到明确的论证。这个研究强调指出，IT C的预测能力能够简化基于片段的药物发现（FBDD）的工作流程，并极大地节省时间。新药物开发的必须步骤 ;NUifsnbm!tijguITC X MITC;6115来自基因组学研究的
28、快速扩增的信息是ITC期望成为未来药物设计和蛋白质相互作用调控的一种必要分析工具的原因之一。这些研究可以鉴定出与疾病和病理学有关的几千种蛋白质相互作用，并且为分子水平的定制疗法打开了机会之窗。出色的数据质量在MicroCal ITC系统中使用的先进技术为生物分子间相互作用研究提供了出色质量的数据。这些数据使我们能够深刻理解生物分子结合机制。需要特别指出的是该技术适用于任何分子间的相互作用，并不局限于生物分子间的相互作用。Micr oCal 产品系列是基于超过30年的微量热技术经验和在研究与开发领域中验证我们的技术的数以万计的研究论文。您需要的帮助我们在数据质量方面的专业性体现在专业的技术支持和
29、服务： 本地技术支持和应用专家 应用开发和方法学开发的网络支持 培训课程 仪器维护和维修展望未来2013-GE公司版权所有（第一次印刷于2013年01月）GE公司有权在任何时候，在不另行通知的情况下，不负有任何义务地对上述规格和性能等进行更改，并有权终止该产品的供应。详情请与您当地的GE业务代表联系。GE，GE Monogram，healthymagination, imagination at work，健康创想以及GE梦想启动未来是GE公司的注册商标。MyWorkshop No：1267431北京办公室北京市经济技术开发区永昌北路1号邮政编码：100176电话：010-58068888传真
30、：010-67873597上海办公室上海市浦东新区张江高科技园区华佗路1号邮政编码：201203电话：021-38777888传真：021-38777499广州办公室广州市天河区珠江新城花城大道87号通用电气大厦10楼邮政编码：510623电话：020-38157777传真：020-381577 97成都办公室成都市高新西区西芯大道3号创智联邦3号楼邮政编码：611731电话：028-62722345传真：028-62722466GE医疗中国关于GE医疗集团GE医疗集团通过提供革新性的医疗技术和服务，开创医疗护理的新时代。我们在医学成像、信息技术、医疗诊断、患者监护系统、药物研发、生物制药技术、卓越运营和整体运营解决方案等领域拥有广泛的专业技术，能够帮助客户以更低的成本为全世界更多的人提供更优质的服务。此外，我们还和医疗行业领袖一道，正努力通过全球政策，打造成功的、可持续的医疗体系。我们的“健康创想”愿景普及全球。我们不断通过创新在世界范围内推动降低医疗成本、增加医疗机会、提供医疗质量。GE医疗集团总部设在英国，是通用电气公司（纽约证券交易所：GE）下属的业务集团之一。GE医疗集团的员工分布于全球100多个国家和地区，致力于为医疗专业人士和患者服务。欲了解更多有关GE医疗集团信息，请访问公司网站咨询热线：800-810-9118400-810-9118
