组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
小分子化合物/片段（small-molecule compounds/fragments，胰蛋白酶抑制剂 trypsin inhibitors）；样品基质为DMSO化合物板（10 mM）稀释于Tris-HCl/CaCl2/Tween-20缓冲液（pH 8）或相应结合缓冲液。
检测原理
光学生物传感器采用无标记检测：靶蛋白或诱饵分子固定于OWG/SPR表面，小分子结合或竞争引起界面质量/折射率变化，导致谐振波长或信号强度改变。DBA中化合物直接结合固定胰蛋白酶I，信号随浓度增加；ISA中生物素化FPR-CMK（TDC）固定于链霉亲和素表面，溶液胰蛋白酶I结合产生质量增加，小分子在溶液中与TDC竞争结合位点，使自由靶蛋白结合减少，信号随化合物浓度下降。降解法中胰蛋白酶水解表面BSA，质量下降产生信号。ISA通过TDC放大低分子量片段结合信号，无需标记，适合高通量筛选。
检测灵敏度
—
效应效果
以人胰蛋白酶I为模型，323个化合物在50 µM单浓度、三次独立筛选。比色法Z'=0.82；DBA、DBA+封闭、ISA、降解法Z'分别为0.66、0.67、0.66、0.38。ISA与降解法与比色法一致性好，非活性物阳性率低（ISA非活性物1%、频繁命中物7%）；DBA假阳性高，加封闭对照后非活性物仍24%阳性。约3000片段对高可配位靶标ISA筛选得395个命中（13.2%），16个NMR全部验证；约800片段PPI靶标ISA与NMR均得4个命中（0.5%）。DBA每384孔需0.5–1 mg蛋白且难再生，ISA蛋白用量可控且可再生，适合高通量片段筛选与正交验证。
传感器的构成
- 基底/换能器：微孔板OWG生物传感器（Corning Epic谐振波导光栅；SRU BIND纳米结构光栅/光子晶体），通过表面质量变化产生光学信号。
- 修饰层：TiO2涂层（BSA物理吸附）、Corning 5041预活化聚马来酸酐化学（蛋白共价偶联）或SA-1链霉亲和素涂层（生物素化FPR-CMK亲和固定）。
- 识别/捕获元件：人胰蛋白酶I（Trypsin I）或活性位点封闭胰蛋白酶I（FPR-CMK处理）用于DBA；生物素化FPR-CMK（TDC）用于ISA。
- 底物/质量变化元件：BSA（牛血清白蛋白）吸附于TiO2表面，被胰蛋白酶水解导致表面质量下降。
- 被测物：小分子化合物/片段（small-molecule compounds/fragments，胰蛋白酶抑制剂），在溶液中与靶蛋白或表面结合。
- 信号读出：无标记OWG/SPR光学检测，监测结合、竞争或水解引起的表面质量/折射率变化。
中文摘要
过去二十年，光学生物传感器系统取得显著进步，已成为现代药物筛选中重要且增值的组成部分。微孔板型生物传感器系统的引入有望在不牺牲数据质量的前提下满足高通量需求，是传统流体系统的理想补充。本文重点介绍两种最具代表性的光学生物传感器技术——表面等离子共振（SPR）和光学波导光栅（OWG）在小分子筛选中的应用，并系统阐述、比较和讨论这些平台上不同检测格式的优势与局限。文章特别关注溶液抑制法（ISA）相对于传统直接结合法（DBA）的特定优势，并结合流体系统与微孔板系统各自的技术特点，讨论其在药物发现中的不同应用范围。
英文摘要
The last two decades have seen remarkable progress and improvements in optical biosensor systems such that those are currently seen as an important and value-adding component of modern drug screening activities. In particular the introduction of microplate-based biosensor systems holds the promise to match the required throughput without compromising on data quality thus representing a sought-after complement to traditional fluidic systems. This article aims to highlight the application of the two most prominent optical biosensor technologies, namely surface plasmon resonance (SPR) and optical waveguide grating (OWG), in small-molecule screening and will present, review and discuss the advantages and disadvantages of different assay formats on these platforms. A particular focus will be on the specific advantages of the inhibition in solution assay (ISA) format in contrast to traditional direct binding assays (DBA). Furthermore we will discuss different application areas for both fluidic as well as plate-based biosensor systems by considering the individual strength of the platforms.