2025/1/21 14:47:00

DPI(Dual Polarization Interferometry)技术,即双偏振极化干涉分析技术,被誉为“分子显微镜”,是一种高分辨率的实时定量测量技术。以下是对DPI技术的详细介绍:

一、技术原理

DPI技术的理论基础源于200年前Thomas Young的干涉实验。当光源通过相邻的两道狭缝后,会在狭缝后面发生干涉,在某一聚焦平面上产生明暗的条纹。同样地,如果用两片平板光导介质代替两个狭缝,光源发出的光便会在通过光导介质后产生干涉条纹。这些干涉条纹的变化可以通过适当的光检测器进行检测,从而得到动态的干涉变化信息。

 

二、技术应用

DPI技术通过监测干涉光谱的变化,可以实时检测被测物质与其他小分子相互作用时的被测物质的空间构象实时变化以及相应热力学及动力学参数的变化。这种技术广泛应用于日化和精细化工、蛋白质与药物研发、生物物理等研究领域。

在蛋白质与药物研发领域,DPI技术可以用于生物大分子间相互作用的研究,如膜蛋白与膜脂的研究、蛋白与小分子(药物)的相互作用、蛋白与金属离子间的相互作用等。此外,DPI技术还可以用于生物大分子结构稳定性的研究以及蛋白质结晶研究等领域。

 

三、技术特点

1.高分辨率:DPI技术可以实施测量到分子小于0.1A的空间构象(尺寸)的变化,以及小于0.1pg/mm³的密度变化。同时,它可以检测到分子量为100000Da的生物大分子上结合的质量小于50Da的小分子,分辨率为5Da的质量变化。

2.实时定量测量:DPI技术不仅可以给出相互作用的动力学及热力学参数,来判定特异性的结合,而且能够给出在相互作用时被测物分子的空间构型变化、密度、厚度、质量的变化。

3.实验条件可控:在实验过程中,可以随时改变实验条件,如pH值、外来添加剂分子的疏水/亲水强度、极性等,从而实时观察分子间相互作用强度和界面相互作用的变化。

 

四、技术比较

与目前广泛采用的SPR(表面等离子体共振)技术相比,DPI技术在吸附层折射率和厚度的化学计量方面精确度更胜一筹。虽然这两种技术都是使用消逝波场作为感测元件,但计算吸收量的方法是完全不同的。例如,在测试系统采用脂肪酶和C-18表面的吸附作用时,DPI和SPR技术对吸附量的计算结果是基本一致的。然而,在反应动力学的初步研究方面,SPR技术的即时感应更为适用。

 

五、技术前景

DPI技术在神经衰退性疾病研究方面有很大发展空间。一些神经衰退性疾病,如老年痴呆症和帕金森氏病等,常与异蛋白聚集异常有关。这种异常是由蛋白质的错误折叠导致的,因此成为新药研发中病因学研究的主要目标。DPI技术可以准确地测量蛋白的错误折叠,为发现甚至捕捉那些隐藏在缓慢、微妙的神经系统衰退性变化背后的最早阶段的蛋白质错误折叠提供了重要的工具。

此外,DPI技术在表面科学分析和生物纳米技术领域也有广泛的应用。例如,DPI分析系统可以通过实时定量测量各种薄膜和纳米表面来研究其结构和特点。

 

综上所述,DPI技术作为一种高分辨率的实时定量测量技术,在多个研究领域都展现出了巨大的应用潜力和价值。随着技术的不断发展和完善,相信DPI技术将在更多领域发挥重要作用。

 

上一篇:蛋白质一级结构测定:解析氨基酸的线性序列 下一篇:SWATH技术常见问题与解答