组成图示
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传感器类型
其他（共振波导光栅(RWG)光学生物传感器）
检测对象
14-3-3 蛋白（14-3-3 protein, GST-14-3-3ζ）与磷酸化 SWpTY 肽底物（phosphorylated SWpTY peptide）的相互作用；样品基质：缓冲液/溶液、细胞培养体系（A431/A549）
检测原理
Epic 系统利用白光/激光经衍射光栅耦合进入介电波导，形成穿透深度约 150 nm 的倏逝波。磷酸化 SWpTY 肽通过表面活性化学共价固定，作为识别元件；当 GST-14-3-3ζ 进入传感体积并与磷酸化肽结合时，界面质量增加，导模有效折射率 N 改变，导致反射光共振波长或角度发生偏移。结合量随 14-3-3 浓度升高而增加，信号增强；加入竞争肽或激酶产生的磷酸化产物会竞争结合，使信号下降。系统采用自参考区域扣除非特异吸附和 DMSO 引起的体折射率变化，无需荧光或酶标记放大。
检测灵敏度
LOD: 38 nM；线性范围: 0.038–2 μM；R^2 = 0.96
效应效果
系统具有磷酸化特异性：仅磷酸化 SWpTY 固定孔产生信号，非磷酸化 SWTY 无信号；竞争肽 SWpTY 或 R18 显著降低信号，14-3-3 K49E 突变体无结合。自参考设计可耐受 0–10% DMSO，参考信号无显著差异。GST-14-3-3ζ 检测信噪比约 15，20 μM SWpTY 竞争使参考信号下降 94%，Z 因子 0.8，适合高通量筛选。与荧光各向异性相比，Epic 的 LOD 38 nM、线性范围 38–2000 nM、KD 2.1±0.4 μM，亲和力排序一致。作者认为可用于生物标志物发现、抗体谱分析、细胞内源受体及病毒感染检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃基底（glass substrate）上集成衍射光栅（diffraction grating）与介电薄膜（dielectric film），构成共振波导光栅（RWG）换能器
- 微孔板结构：玻璃底板（glass bottom plate）连接 384 孔塑料板（holey plastic 384-well plate），实现高通量检测
- 表面化学层：活性化学官能团（reactive group, X）用于共价偶联 N 端氨基肽；PEG-amine 作为参考/抗非特异表面
- 识别元件：NH2-SWpTY 磷酸化肽（NH2AhxAhxFRGRSWpTY-COOH）固定于表面，特异性结合 14-3-3；NH2-SWTY 非磷酸化肽作阴性对照
- 信号标记物：无标记（label-free），无外源标记物；结合事件通过表面质量/折射率变化产生信号
- 读出系统：RWG 检测器（RWG detector）与液体处理系统（liquid-handling system），监测反射光波长/角度偏移
中文摘要
Epic 系统是一种基于共振波导光栅（RWG）的高通量无标记光学生物传感器平台，用于生化层面研究 14-3-3 蛋白与其磷酸化底物之间的磷酸化特异性相互作用。该平台将 384 孔微孔板、RWG 检测器和液体处理系统结合，通过倏逝波感知传感表面附近约 150 nm 范围内生物分子结合引起的有效折射率变化，从而以无标记方式实时监测结合事件。研究以 N 端氨基修饰的 SWpTY 磷酸化肽共价固定于传感表面，检测 GST-14-3-3ζ 的结合，并利用自参考孔消除非特异吸附和 DMSO 等干扰。结果表明系统可高通量比较不同肽与 14-3-3 的结合亲和力与排序，检测竞争肽抑制，并初步用于鉴定可磷酸化 SWTY 的激酶（如 Akt 与 PKA）。文章还展望其在诊断、生物标志物发现、抗体谱分析、细胞内源受体检测及病毒感染表征中的应用。
英文摘要
The Epic system, a high-throughput label-free optical biosensor system, is applied for the biochemical interrogation of phosphor-specific interactions of the 14-3-3 protein and its substrates. It has shown the capability not only for high-throughput characterization of binding rank and affinity but also for the exploration of potential interacting kinases for the substrates. A perspective of biochemical applications for diagnostics and biomarker discovery, as well as cell-based applications for endogenous receptors and viral infection characterization, are also provided.