0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

虹科案例|基于SOLA光源的高通量Spike展示平台加速新冠病毒疫苗研制

虹科光电 2022-04-08 10:52 次阅读

01

背景提要

自21世纪初以来,三种冠状病毒已越过物种壁垒,导致人类致命的肺炎:严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒(MERS-CoV)和SARS-CoV-2(之前称为2019年新型冠状病毒, 2019-nCoV)。

SARS-CoV于2002年在中国广东省出现,并通过航空旅行路线传播到五大洲,感染8098人,造成774人死亡。2012年,MERS-CoV出现在阿拉伯半岛,并传播到27个国家,共感染约2494人,并夺走了858人的生命。如今,它仍然是阿拉伯半岛的一个主要的公共卫生问题。2019年12月在中国湖北省武汉市发现了一种以前未知的冠状病毒SARS-CoV-2(简称新冠病毒),目前已经是国际范围关注的突发公共卫生事件。

冠状病毒的刺突糖蛋白(Spike )示意图

冠状病毒的刺突糖蛋白(Spikeglycoprotein,S glycoprotein)是Ⅰ型跨膜糖蛋白,也是病毒最大的结构蛋白,其包含了病毒的主要抗原决定簇,能够刺激机体产生中和抗体和介导免疫反应,通常包括由球状的受体结合亚基S1和棒状的融合亚基S2两部分。同时,S蛋白的S1亚基决定了受体细胞的表面受体的特异性,而S2亚基又决定了病毒进入细胞的融合过程的特性,可以说Spike蛋白的结构对于设计疫苗来产生抗体或者设计药物阻断病毒吸附与侵染具有重要作用

冠状病毒Spike蛋白暴露于病毒表面并介导病毒进入宿主细胞,因此它是感染后中和抗体的主要靶标,也是药物开发和疫苗设计的重点。对 Spike 糖蛋白的体液免疫是抵抗 SARS-CoV-2 的最有效手段。SARS-CoV-2 疫苗通过免疫接种可产生强烈的多克隆抗体反应。Spike 还是预防和治疗中和性单克隆抗体(中和抗体)和 ACE2 结合抑制剂的主要靶标。但是,Spike 突变和重组,使它们部分逃避了单克隆抗体,恢复期的血清和疫苗诱导的体液免疫。

新病毒变异体的抗原性和感染性通常通过活病毒,假型病毒和动物保护实验来测定。这些分析的通量低,需要冗长的病毒准备工作,这大大影响了Spike蛋白变体表达的研究以及疫苗研制的效率。

4a04caa2-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png

02

基于SOLA光源的

高通量Spike展示平台

针对新冠病毒多变体测量步骤多、分析通量低的现状,目前迫切需要一种高通量平台能够测定数百种Spike 糖蛋白变体表达、受体结合和抗体逃逸的情况。德克萨斯大学的一组研究人员最近报告了Spike展示平台技术的发展。他们开发了一种哺乳动物细胞表面 Spike 展示技术,这是一个高通量的平台,该平台可测量哺乳动物细胞表面上的变体 Spike 同源三聚体的表达、受体结合和抗体逃逸,还可以快速表征跨多个冠状病毒家族蛋白的糖基化 spike 胞外域。研究者预计,spike 展示将加速 SARS-CoV-2 和其他新兴病毒的抗原设计、深层扫描突变和抗体表位作图,以帮助目前和未来的大流行对策。

Spike展示平台使spike糖蛋白在哺乳动物细胞表面的转基因表达成为可能。Spike糖蛋白用附加的3X FLAG标签和蛋白酶切割和亲和纯化位点表示。作为平台验证的一部分,研究人员使用高性能的SOLA光源进行双色免疫荧光显微镜检查,以确认SARS-CoV-2 Spike的细胞膜定位以及蛋白质ACE2,REGN10933和4A8的结合(图1)。使用Spike展示平台,该团队通过中和抗体测定了约200个SARS-CoV-2刺突变体的表达,ACE2结合和和 13 个 nAb 的识别,证明了Spike展示平台在加速疫苗研制和快速评估突变对新兴病毒变体的方面的巨大潜力。

4a0fc90c-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png

图 1. SARS-CoV-2 Spike糖蛋白在人胚胎肾 (HEK293T) 细胞表面定位的免疫荧光显微镜验证。在使用 SOLA 光源照明的 NikonTs2R-FL 显微镜上使用 60 倍放大率获取的图像。绿色荧光表示表达水平。红色荧光表明 ACE2 与中和抗体 REGN10933 和 4A8 结合。蓝色荧光表示由 Hoechst 33342 进行的核染色。

4a3dece2-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png4a4bfa94-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png

在这里,SOLA光源代替了显微镜成像技术中常用的传统汞弧灯,具有明显优势。首先,传统的汞灯或金属卤素灯在工作中会挥发出有害物质汞,从而对环境造成危害。而SOLA光源是4-6个固态光源同时工作,在稳定输出白光的同时不会挥发有害物质,属于绿色清洁可持续性的技术。此外,汞灯发光效率不高且使用寿命较短,维修或更换灯泡会耽误许多工作进程。数据表明,一个固态光源的寿命相当于15-150个含汞灯泡。相比之下,虹科SOLA固态光源不仅消除了潜在的汞危害,同时能够提供高性能照明,高数据质量,且大大降低了使用成本。

德克萨斯大学研究人员开发的这种利用SOLA光源的Spike 展示技术,预计可以适应各种冠状病毒家族的 Spike 糖蛋白和其他病毒抗原。Spike 展示平台可以从细胞表面切出 Spike,以进行结构和生物物理表征;可补充用于高分辨率表位作图的结构功能研究;加快抗体 -Spike 相互作用的表征,同时对所有可能的氨基酸取代进行深度突变扫描将广泛用于表征 Spike 突变情况以及泛冠状病毒疫苗抗原的开发。从 Golden Gate 装配到表征的整个过程都可以在 5 天内完成,将加速疫苗设计并快速评估新兴病毒株中突变的影响。

4a04caa2-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png

03

SOLA光源介绍

虹科系列SOLA光源是显微镜和其他生命科学应用中现代固态照明的市场领导者,是传统汞弧灯与金属卤素灯的直接替代者。

4a64883e-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png4a7218be-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png4a7cbd00-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png4aa61b46-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.pngSOLA光源系列的光谱输出与SOLA实物图
4ae41d1a-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png4af03ca8-b690-11ec-82f6-dac502259ad0.png产品线现在包括4个标准型号,这些型号通过光源数量和光谱输出进行区分:SOLA,SOLA FISH,SOLA U-nIR和SOLA V-nIR光源。SOLA 光源为激发 DAPI、GFP/FITC、YFP、Cy3、mCherry、Cy5 和光谱相似的荧光团提供白光输出。在SOLA FISH光源中,475-600nm区域的输出被红移,为SpectrumGreenTM,SpectrumRedTM和其他通常用于细胞遗传学测试实验室中荧光原位杂交(FISH)分析的荧光团提供最佳激发。SOLA V-nIR 和 U-nIR 光引擎提供最广泛的光谱覆盖范围,包括用于激发 Cy7 和 ICG 等荧光团的近红外 (nIR) 输出,以及受益于 nIR 光增强的组织穿透力的其他应用。目前,更新的SOLA 光源产品线都增加了主动光输出稳定、全线性强度控制和电子控制接口。SOLA光源不含任何需要更换或校准的部件,不需要日常维护,典型的工作寿命为10年,远远超过任何灯泡。所有SOLA固态光源都不含汞,符合RoHS标准。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 光源
    +关注

    关注

    3

    文章

    703

    浏览量

    67767
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    培训 | 重磅来袭!波形分析课程全面上线!

    全新升级/技术提升/快速进阶&TG中心波形分析课程主办单位广州电子科技有限公司TechGear免拆诊断中心支持单位英国PicoTechnologyLtd.HongkePico你
    的头像 发表于 12-07 01:04 142次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>培训 | 重磅来袭!波形分析课程全面上线!

    活动回顾 | 波形诊断开放日-上海站圆满落幕!

    Pico开放日,你可以收获哪些有趣的体验吧!Pico产品展示这里有Pico全系列产品展示
    的头像 发表于 12-07 01:04 239次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>活动回顾 | 波形诊断开放日-上海站圆满落幕!

    高通量生物分析技术之微流控芯片

    高通量生物分析技术是指同时对一个样品中的多个指标或者对多个样品中的一个指标同步进行并行分析,以在最短的时间内获得最多的生物信息的新型分析技术。微流控芯片是高通量生物分析技术的一种,主要包括PCR芯片
    的头像 发表于 11-14 15:50 184次阅读

    培训 | 重磅升级!全新模式月底开班,你想学的都在这里!

    全新升级/技术提升/以技会友&TG中心波形诊断大师班上海:2024.11.30~12.2主办单位广州电子科技有限公司TechGear免拆诊断学院支持单位英国
    的头像 发表于 11-14 01:02 168次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>培训 | 重磅升级!全新模式月底开班,你想学的都在这里!

    应用 为什么PCAN方案能成为石油工程通讯的首选?

    在石油工程领域,实时监控钻井参数对于确保作业安全和提高效率至关重要。提供的PCAN解决方案凭借其高可靠性和便捷的安装维护特性,为石油钻井行业带来了显著的革新。PCAN石油钻井数
    的头像 发表于 11-08 16:48 217次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>应用 为什么<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>PCAN方案能成为石油工程通讯的首选?

    科展会丨再赴工博之约,来看玩转自动化科技!

    ,也是推动智能制造产业发展的关键平台电子科技有限公司作为一家高科技解决方案提供商,专注于工业制造、汽车研发测试等领域。我们拥有超过70项专利
    的头像 发表于 09-03 08:00 261次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b>科展会丨再赴工博之约,来看<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>玩转自动化科技!

    方案 领航智能交通革新:PEAK智行定位车控系统Demo版亮相

    /CANFD信号处理,方案不仅提升了车辆的智能化水平,更在安全性和效率上迈出了革命性的一步。 PEAK智行定位车控系统,通过CAN/CANFD信号实现车辆的精准控制,包括加减速
    的头像 发表于 08-27 09:28 270次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>方案  领航智能交通革新:<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>PEAK智行定位车控系统Demo版亮相

    应用 当CANoe不是唯一选择:发现PCAN-Explorer 6

    在CAN总线分析软件领域,当CANoe不再是唯一选择时,PCAN-Explorer 6软件成为了一个有竞争力的解决方案。在现代工业控制和汽车领域,CAN总线分析软件的重要性不言而喻。随着技术
    的头像 发表于 08-16 13:08 500次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>应用 当CANoe不是唯一选择:发现<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>PCAN-Explorer 6

    电磁数据展示平台

    智慧华盛恒辉电磁数据展示平台是一种专门用于展示和分析电磁数据的软件系统。以下是对电磁数据展示平台的详细介绍: 智慧华盛恒辉
    的头像 发表于 06-25 15:44 357次阅读

    案例|为什么PCAN MicroMod FD是数模信号转换的首选方案?

    精确的信号采集和转换是确保生产效率和质量的关键。PCAN MicroMod FD系列模块,以其卓越的数模信号转换能力,为工程师们提供了一个强大的工具。本文将深入探讨如何通过PC
    的头像 发表于 06-11 15:36 369次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>案例|为什么PCAN MicroMod FD是数模信号转换的首选方案?

    中国移动浙江公司携手华为完成5G-A高通量UPF全球现网首呼

    近日,中国移动浙江公司携手华为完成5G-A高通量UPF全球现网首呼,使用小米手机终端在部署高通量UPF的现网环境进行实测,单用户单业务流下行4Gbps以上,相对于传统UPF提升4倍。
    的头像 发表于 05-31 09:47 570次阅读
    中国移动浙江公司携手华为完成5G-A<b class='flag-5'>高通量</b>UPF全球现网首呼

    新品 | E-Val Pro Plus有线验证解决方案

    有线验证解决方案E-ValProPlus我们很高兴地宣布,我们将推出全新的E-Val
    的头像 发表于 04-19 08:04 357次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>新品 | E-Val Pro Plus有线验证解决方案

    赋能产业互联网,高通量计算让世界更高效!

    随着互联网技术的迅猛发展,计算机的主要应用从以传统的科学与工程计算为主逐步演变为以数据处理为核心,以传统高性能计算机体系结构为核心技术的新型基础设施面临巨大挑战,高通量计算应运而生。中国工程院院士
    发表于 04-12 14:46 249次阅读
    赋能产业互联网,<b class='flag-5'>高通量</b>计算让世界更高效!

    高通量测序技术及原理介绍

    高通量测序技术是生物学领域中一种重要的分析工具,它可以快速、准确地测定DNA序列或RNA序列。高通量测序技术的出现,极大地促进了基因组学、转录组学以及生物信息学等领域的发展。本文将从高通量测序技术
    的头像 发表于 02-03 14:46 1.2w次阅读

    卫星通信:2023年加速发展,2024年值得期待

    三是高通量卫星。2023年2月,我国成功发射高轨高通量卫星——“中星26号”。“中星26号”是我国首颗超百Gbit/s容量的高通量卫星,是国内卫星互联网技术发展的一个重要里程碑。该卫星采用了我国自主研发的“东方红四号”增强型卫星
    的头像 发表于 12-26 17:01 1016次阅读
    卫星通信:2023年<b class='flag-5'>加速</b>发展,2024年值得期待