BLI（生物层干涉技术）

BLI技术简介

生物膜干涉技术(Bio-Layer Interferometry,BLI)技术基于生物膜干涉光学原理，通过检测干涉光谱的位移变化来分析分子互作。该技术使用光纤生物传感器，当固定于传感器末端的配体分子与溶液中的分析物结合时，会引起传感器表面生物膜层厚度和密度的变化。仪器发射的白光在传感器末端的光学膜层形成反射光谱，产生干涉光谱。分子结合或解离导致的膜层变化会引起干涉光谱位移，通过实时监测这种位移（单位为nm），系统可直接生成传感图（sensorgram）并计算结合参数。

BLI的核心优势在于其浸入式检测设计和操作简便性。与SPR的微流控系统不同，BLI将传感器浸入样品溶液直接检测，避免了复杂的流体控制系统，更适合高通量筛选。该技术对样品要求宽松，可直接检测粗提样品，甚至含有不溶性成分的溶液，只有结合到传感器表面的分子才会被检测，具有极强的抗干扰能力。在COVID-19疫情期间，BLI被广泛应用于病毒S蛋白与ACE2受体互作研究。例如，清华大学张林琦团队利用BLI从康复患者血液中成功筛选出206株抗SARS-CoV-2的单克隆抗体，其中一些在假病毒和活病毒中和实验中表现优异。

BLI是新一代的非标记(label-free)检测技术，拥有实时数据监测、样品用量少，高通量、结果精准等众多优点。

BLI可以提供的信息

BLI技术基本原理

BL技术是利用了光的干涉原理，即两列或几列光波在空间相遇时相互叠加。当光谱仪射出可见光后，在传感器末端的光学膜层的两个界面会形成两束反射光谱，并形成一束干涉光谱。

任何由于分子结合或解离而形成的膜层厚度和密度变化，能够通过干涉光谱的位移值而体现，并可实时监测。

动力学检测工作流程

固定化方法

送样要求

案例介绍

(1)用BLI技术筛选与验证新冠肺炎抗病毒药物

新冠病毒RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）是理想的抗病毒靶点。中国医学科学院的研究人员首先通过基于结构的虚拟筛选，筛选了15220个化合物。选择结合最强的50个hits，通过Octet高通量的分析了这些化合物与靶点SARS-CoV-2 RdRp的结合活性。从中挑选结合活性强的化合物进行体外和细胞学实验分析。
研究人员发现Corilagin (RAI-S-37)作为SARS-CoV-2 RdRp的非核苷抑制剂，可直接与RdRp结合，在细胞外和细胞活性检测中均能有效抑制聚合酶活性，抑制SARS-CoV-2感染的EC50值为0.13 μmol/L)。Corilagin具有良好的安全性和药代动力学的数据，使其成为新冠肺炎潜在的治疗药物。

Octet筛选与靶点蛋白结合的化合物，用NTA传感器固化SARS-CoV-2 RdRp，与50个化合进行结合(50uM)，有16个化合物信号大于0.02nm，然后多浓度检测进一步筛选出8个具有浓度依赖信号的化合物。

在筛选出的8个化合物中，RAI-S-37与SARS-CoV-2 nsp12的亲和力最高，达到0.54uM。

(2)BLI技术用于蛋白与天然产物结合验证

线粒体融合素（MFN1和MFN2）是介导线粒体融合和分裂的分子机器，均为发动蛋白（dynamin）超家族成员。MFN家族的突变会导致腓骨肌萎缩症（CMT2A）等多种遗传性神经退行性疾病。
中国科学院动物研究所的科研团队发现从绣线菊提取的一种小分子天然产物的衍生物S89具有促进线粒体融合的功效。S89可以与GTP酶竞争结合MFN1的HB2结构域，并解除MFN1的自抑制，有效促进纯化MFN1在体外的融合活性，并有助于线粒体相关疾病的治疗。
该成果发表于Nature Chemical Biology上。用Octet®检测证明S89直接结合于MFN1第二个螺旋束（HB2）内的一个较松散区域。该文章的Octet®小分子数据非常丰富。

Octet®RED96结果：将MFN1 不同结构域固化在SSA传感器上，与S89进行结合解离，发现S89结合L1结构域，与其他结构域不结合。
参考文献：Small molecule agonist of mitochondrial fusion repairs mitochondrial dysfunction. Nature Chemical Biology,2023

(3)抗原与抗体亲和力分析

用Anti-human Fc传感器固化抗体，分别与EGFR（左图），NKp30（中图）进行结合解离检测其亲和力。然后通过连续结合两个靶点，观察抗体是否可以同时结合两个抗原（右图）。

(4)蛋白与蛋白互作

用SA传感器固化生物素化的ALKALs，与LTK和ALK以及其突变体互作。与野生型相比，突变体的亲和力降低或者消失证明了结构解析的结果。