質量光度計

質量光度計—TwoMP

質量光度法是一種革命性的分析生物分子的新方法。它能夠在溶液中精確測量單個(ge) 分子的質量，不需要任何偶聯固化或者標記標簽，在天然狀態下，完成對生物分子的分析。這種方法為(wei) 生物分析和生物分子功能研究開辟了新的可能性。

★  無標記無需 修飾；

★  保持結構完整性和活性；

★  測量隻需要幾微升的樣品；

★  設計緊湊的台式儀(yi) 器，無特殊安裝要求；

★  軟件自動控製采集過程，並在幾分鍾內(nei) 進行質量分析；

★  直觀地解釋質量分布的結果，而不需要任何經驗和知識；

★  準確測量在溶液（而不需真空）中的蛋白分子質量；    

★  單分子分析，可靠區分樣品中所有已知和未知組分，高精度捕獲高豐(feng) 度和低豐(feng) 度分子；

★  單分子分析，可靠區分樣品中所有已知和未知組分，高精度捕獲高豐(feng) 度和低豐(feng) 度分子；

★  快速、簡單、最小樣本量：納米濃度下的微升樣品體(ti) 積，幾分鍾內(nei) 獲得結果，寬質量範圍和高動態範圍；

這麽(me) 優(you) 秀的分子分析技術，您還不動心麽(me) ？

技術背景：

2018年，牛津大學的Philipp Kukura團隊宣布他們(men) 開發的一種全新技術：質量光度法（Mass photometry），通過單分子散射光的方式測量單分子的質量。這種方法提可以精確測量溶液中單個(ge) 分子的質量——處於(yu) 原始狀態、無需標記，提供了一種全新的分析生物分子的方法，為(wei) 生物分析和研究生物分子的功能開辟了新的方法。

英國Refeyn公司的質量光度計One MP於(yu) 2019年3月上市，2020年進入中國市場，2021年，推出更新型號的產(chan) 品---質量光度計的二代機，Two MP，在硬件和軟件上均有升級。2022年2月，北京佰司特貿易有限責任公司中標 北京生命科學研究所質譜招標采購項目（質量光度計二代機）TwoMP，其分辨率和穩定性，相對之前的質量光度計的一代機OneMP，有大幅提升。北京佰司特貿易有限責任公司借此機會(hui) ，也為(wei) 國內(nei) 科研人員提供更有更好的產(chan) 品和服務。

2021年開始，北京佰司特貿易有限責任公司獲得中國大陸地區的代理權；2023年開始，北京佰司特貿易有限責任公司全權負責英國Refeyn公司的質量光度計在中國所有高校、科研院所、政府實驗室、醫院等研究單位的市場推廣、產(chan) 品宣傳(chuan) 、銷售和售後工作。

全新的英國Refeyn公司的質量光度計—TwoMP，將質量光度法（Mass photometry）技術引入到日常的實驗室生活中，這種儀(yi) 器可以讓你以很高的靈敏度、速度、準確度和簡單性來表征你感興(xing) 趣的分子，是監測蛋白質純化、優(you) 化樣品、研究蛋白質功能和相互作用的理想儀(yi) 器。所有測量都可在各種各樣的天然緩衝(chong) 液中逐個(ge) 分子地完成，還不需要標簽，就可以直觀地解釋質量分布結果，且無需任何先驗知識。

圖1：質量光度法原理。附著在測量界麵上的分子散射的光幹擾了該界麵反射的光。幹涉對比度與(yu) 質量成線性關(guan) 係。

粒子散射的光與(yu) 粒子體(ti) 積和折射率成線性關(guan) 係。由於(yu) 蛋白質的光學性質和密度隻有百分之幾的變化，它們(men) 的散射信號與(yu) 它們(men) 的序列質量成正比，這使得在高精度和大質量範圍內(nei) 用光來“稱量"單個(ge) 分子成為(wei) 可能。許多生物分子（糖蛋白、核酸或脂類）的散射信號與(yu) 質量的相關(guan) 性是成立的，使得質量光度法能夠成為(wei) 溶液中生物分子的通用分析工具。    

圖2：質量光度法測量溶液中蛋白質和蛋白質組合的分子質量。通過校準，質量光度法可以高精度（平均2%）測量未知物質的質量。

質量光度計—TwoMP技術的特點：

★  準確測量蛋白分子在溶液中的真實、天然行為(wei) ；

★  適用於(yu) 在各種緩衝(chong) 液中，與(yu) 膜蛋白相容；

★  無標簽標記，無需要修飾樣品或幹擾分子表麵；

★  可檢測樣本中所有亞(ya) 群體(ti) 的信息：單分子分析能夠可靠地區分已知和未知樣品成分，無需先驗知識；

★  單分子計數：以高精度捕獲高豐(feng) 度和低豐(feng) 度分子；

★  寬質量範圍和高動態範圍；

★  一種分析形式可提供多個(ge) 結果；

★  保持同質性、結構完整性和活性；

★  快速、簡單、最小樣本量—納米濃度下的微升樣品體(ti) 積，從(cong) 一滴樣品中在幾分鍾內(nei) 獲得結果；

質量光度計—TwoMP儀(yi) 器的特點：

★  緊湊的台式儀(yi) 器，安裝要求低。測量隻需要幾微升的樣品、和幹淨、高質量的蓋玻片，幾分鍾內(nei) 可獲得結果；

★  直觀高效——Refeyn的軟件自動控製采集過程，並在幾分鍾內(nei) 完成質量分析。您可以直觀地解釋質量分布結果，而無需任何先驗知識；

★  精確性——由於(yu) 其高靈敏度，非常適合在生理（低）濃度下進行測量，而單分子計數技術固有的高動態範圍確保低豐(feng) 度分子仍能被準確捕獲。質量光度法能輕鬆量化不同種類的蛋白質分子，具有高分辨率和重複性；

質量光度計—TwoMP儀(yi) 器的參數：

※ 原理：幹涉光散射，無需標記

※ 質量範圍：30kDa – 5MDa

※ 測量精度：±2% @ 10 nM

※ 單次測量質量誤差：±5% @ 10 nM

※ 分辨率（FWHM）：25kDa @ 66kDa，60KDa @ 660 kDa

※ 濃度範圍：100pM - 100nM（粒子濃度）

※ 靈敏度：< 1ng蛋白質

※ 樣品體(ti) 積：5 - 20 μ l

※ 幀率（標準設置）：1 kHz（原始），100 Hz（集成）

※ 視場：4 x 11µm （@ 500 Hz）至12 x 17µm（@ 135 Hz）

※ 波長：488 nm

※ 像素尺寸：12nm

※ 控製計算機（Core i7, 16 GB RAM, 256 GB SSD, 2TB HD, Windows 10）

質量光度計—TwoMP應用領域：

     ★  樣品純度和成分分析 Sample characterization；

樣品的純度和穩定性是成功的生化和結構研究的關(guan) 鍵因素。在製藥生產(chan) 的背景下，蛋白質的純度是特別重要的，特別是隨著蛋白質類產(chan) 品如生物製劑的日益流行。

質譜光度法提供了在單個(ge) 分子水平上樣品異質性的快速評估，使用最小的樣品體(ti) 積和在幾分鍾內(nei) 。通過質量光度法獲得的質量分布提供了樣品中現有物種的直接信息，由於(yu) 條件變化而產(chan) 生的任何變化都可以用於(yu) 樣品優(you) 化。

     ★  異質生物分子的質量分析測量 Protein oligomerization；

許多生物係統的一個(ge) 關(guan) 鍵特征是蛋白質自組裝成特定的四級結構，這往往決(jue) 定和調節它們(men) 的功能。蛋白質低聚化的評估對於(yu) 詳細了解複雜的生物過程是至關(guan) 重要的。在這種情況下，分子質量是一個(ge) 重要的參數，因為(wei) 它作為(wei) 低聚化的直接度量。

質量光度法提供了高分辨率的分子質量分布與(yu) 單分子靈敏度。這使得我們(men) 的技術能夠有效地檢測出占主要樣本總數不到1%的稀有物種。

     ★  生物分子間相互作用 Biomolecular interactions；

生物分子之間的相互作用在每個(ge) 生物過程中起著關(guan) 鍵作用。質譜光度法非常適合於(yu) 定量低濃度下的相互作用，其主要優(you) 點是檢測溶液中存在的生物複合物。分子質量是反映生物分子和生物分子複合物的同質性、結構完整性和活性等多種性質的通用讀數。這使得質譜光度法不僅(jin) 可以用於(yu) 簡單的純度測定，還可以用於(yu) 活性和結合性評估，提供了*水平的數據完整性和其他類似技術的可比性。

     ★  蛋白質複合物的組裝與(yu) 化學計量 Macromolecular assemblies；

在分子自組裝中，分子或分子的一部分在沒有外部因素的情況下自發形成有序結構。大分子組合包括多種蛋白質，而且通常包含其他分子，如DNA、RNA、糖和/或脂類。大分子複合物在細胞內(nei) 的組裝是一個(ge) 高度調控的多步驟過程。質量光度計能夠高效、準確地表征這些複雜的粒子，使新型超分子結構的工程具有巨大的醫學研究潛力。

用戶評價(jia)

質量分布是蛋白質樣品相對純度和穩定性的基本特征，可作為(wei) 蛋白質純度、複雜組裝、聚集或各種緩衝(chong) 液中蛋白質-蛋白質相互作用的直觀讀數。監測質量可以指導緩衝(chong) 條件的優(you) 化，避免蛋白質聚集或促進蛋白質複合物的穩定性和組裝。單分子水平上的質量測量為(wei) 分子相互作用的穩態分析提供了一種直接的方法。由於(yu) 其高靈敏度，質量光度計OneMP非常適合在生理（低）濃度下進行測量，而單分子計數技術固有的高動態範圍確保低豐(feng) 度分子仍能被準確捕獲。

英國Refeyn公司營銷官Matthias Langhorst表示，該工具的應用範圍從(cong) 簡單的純度檢測（質量峰的數量可顯示樣本中有多少種蛋白質），到更複雜的分析，例如在不同條件下分析生物分子組裝行為(wei) 等。

在麻省理工學院研究細胞核孔複合體(ti) 的Thomas Schwartz是該裝置的早期測試者，他一聽說質量光度測定法就聯係Kukura：“這台儀(yi) 器最有價(jia) 值的地方在於(yu) ，我們(men) 可以觀察複雜的蛋白質-大分子複合物，找出混合物中的成分，是否能檢測出任何與(yu) 穩定性有關(guan) 的問題。"“在典型的工作流程中，這是一個(ge) 非常耗時的過程。"

“這些原理並不新鮮，但這種新裝置的實現非常聰明和強大，因為(wei) 它可以測量一個(ge) 場中的每一個(ge) 粒子。非常強大，具有潛在的革命性。"

發表的文獻舉(ju) 例

The structural mechanism of dimeric DONSON in replicative helicase activation

Cvetkovic, M.A., Passaretti, P., Butryn, A., Reynolds-Winczura, A., Kingsley, G., Skagia, A., Fernandez-Cuesta, C., Poovathumkadavil, D., George, R., Chauhan, A.S., Jhujh, S.S., Stewart, G.S., Gambus, A., Costa, A.

Molecular Cell (2023)

Development of a 1:1-binding biparatopic anti-TNFR2 antagonist by reducing signaling activity through epitope selection

Akiba, H., Fujita, J., Ise, T., Nishiyama, K., Miyata, T., Kato, T., Namba, K., Ohno, H., Kamada, H., Nagata, S., & Tsumoto, K.

Communications Biology (2023)

The structural mechanism of dimeric DONSON in replicative helicase activation

Cvetkovic, M.A., Passaretti, P., Butryn, A., Reynolds-Winczura, A., Kingsley, G., Skagia, A., Fernandez-Cuesta, C., Poovathumkadavil, D., George, R., Chauhan, A.S., Jhujh, S.S., Stewart, G.S., Gambus, A., Costa, A.

Molecular Cell (2023)

Antagonistic roles of canonical and Alternative-RPA in disease-associated tandem CAG repeat instability

Gall-Duncan, T., Luo, J., Jurkovic, C., Fischer, L.A., Fujita, K., Deshmukh, A.L., Harding, R.J., Tran, S., Mehkary, M., Li, V., Leib, D.E., Chen, R., Tanaka, H., Mason, A.G., Lévesque, D., Khan, M., Razzaghi, M., Prasolava, T., Lanni, S., Sato, N., Pearson, C.E.

Cell (2023)

Structural insights into the complex of oncogenic KRas4BG12V and Rgl2, a RalA/B activator

Tariq, M., Ikeya, T., Togashi, N., Fairall, L., Kamei, S., Mayooramurugan, S., Abbott, L.R., Hasan, A., Bueno-Alejo, C., Sukegawa, S., Romartinez-Alonso, B., Muro Campillo, M.A., Hudson, A.J., Ito, Y., Schwabe, J.W.R., Dominguez, C., Tanaka, K.

Life Science Alliance (2023)

A morpheein equilibrium regulates catalysis in phosphoserine phosphatase SerB2 from Mycobacterium tuberculosis

Pierson, E., De Pol, F., Fillet, M., & Wouters, J.

Communications Biology (2023)

Elucidation of structure–function relationships in Methanocaldococcus jannaschii RNase P, a multi-subunit catalytic ribonucleoprotein.

Phan, H., Norris, A.S., Du C., et al.  

Nucleic Acids Research (2022) 
 

Colocalized targeting of TGF-β and PD-L1 by bintrafusp alfa elicits distinct antitumor responses. 

Lan, Y., Yeung, T., Huang, H., et al.  

Journal for ImmunoTherapy of Cancer (2022) 
 

Shelterin is a dimeric complex with extensive structural heterogeneity. 

Zinder, J. C., Olinares P.D.B.,  Svetlov V., Bush, M. W., et al.  

Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 119, Issue 31, e2201662119 (2022) 
 

Diadenosine tetraphosphate regulates biosesynthesis of GTP in Bacillus subtilis. 

Giammarinaro, P.I., Young, M.K.M., Steinchen, W. et al. 

Nat Microbiol (2022)
 

A haem-sequestering plant peptide promotes iron uptake in symbiotic bacteria.

Sankari, S., Babu, V.M.P., Bian, K. et al. 

Nat Microbiol (2022)
 

Small-molecule screening of ribonuclease L binders for RNA degradation.

Borgelt, L., Haacke, N., Lampe, P., et al. 

Biomedicine & Pharmacotherapy, Volume 154, 113589, ISSN 0753-3322, (2022)
 

Structural basis for shape-selective recognition and aminoacylation of a D-armless human mitochondrial tRNA.

Kuhle, B., Hirschi, M., Doerfel, L.K. et al. 

Nat Commun 13, 5100 (2022)
 

Structure of a nucleosome-bound MuvB transcription factor complex reveals DNA remodelling. 

Koliopoulos, M.G., Muhammad, R., Roumeliotis, T.I. et al. 

Nat Commun 13, 5075 (2022)
 

Direct observation of the molecular mechanism underlying protein polymerization. 

Hundt N, Cole D, Hantke MF, Miller JJ, Struwe WB, Kukura P. 

Sci Adv. 2022 Sep 2;8(35): eabm7935, (2022)