Aunty 在一次实验中同时采集 DSF(差示扫描荧光法)、DLS(动态光散射)和 SLS(静态光散射)数据。由此测出蛋白的熔解温度、聚集温度、粒径和分子间相互作用,覆盖构象、胶体和等温稳定性。参数一多,读结果时最容易弄混的是定义和正负号:同样是正值,B22 表示排斥,G22 却表示吸引。
应用类型 / 适用场景 / 输出参数
Tm & Tagg:适用场景 按熔解和聚集温度筛选和排序生物制剂(抗体全长或片段如 Fab、scFv),用于蛋白工程、下游筛选、预配方和工艺开发;输出参数 Tm、Tonset、Tagg
Tm & Tagg with reporter dye:适用场景 同上,但使用 470 nm 激发的外源染料。适用于缺乏内源荧光或配方猝灭荧光的蛋白;输出参数 Tm、Tonset、Tagg
Tm & Tagg including size:适用场景 同上,但在升温全程加入 DLS 测量,实时监测流体动力学直径变化;输出参数 Tm、Tonset、Tagg、Tsize
Sizing only:适用场景 仅基于升温过程中流体动力学直径的变化来筛选和排序样品;输出参数 Tsize
Tm(melting temperature,熔解温度)50% 蛋白发生去折叠时的温度。按 Tm 排序是筛选最稳定候选物的经典方法。Tonset(melting onset temperature,熔解起始温度)去折叠开始发生的温度。Tonset 接近 Tm 的蛋白倾向于协同去折叠。Tagg(onset of aggregation temperature,聚集起始温度)聚集开始发生的温度。Tsize(onset of size increase temperature,粒径增大起始温度)蛋白流体动力学尺寸开始增大的温度。
应用类型 / 适用场景 / 输出参数
Sizing & Polydispersity:适用场景 通过 DLS 测定溶液中蛋白的流体动力学尺寸和粒径分布,用于筛选配方、评估储存稳定性、检测微量聚集体;输出参数 Z-average diameter、Z-avg. diffusion coefficient、PDI、Derived intensity、Peak parameters
Z-average diameter(Z-均直径)强度加权的谐波平均流体动力学直径。重复性好,适合质控和监测聚集过程中的平均粒径变化。由于是强度加权,对大颗粒极其敏感:少量聚集体就会使 Z-average 大幅升高。Z-average diffusion coefficient(Z-均扩散系数)DLS 直接测量的值,反映颗粒因布朗运动而扩散的速度,与粒径成反比。经 Stokes-Einstein 方程换算后得到 Z-average diameter。也是计算扩散相互作用参数(kD)以评估胶体稳定性的关键输入。PDI(polydispersity index,多分散系数)
衡量粒径分布宽窄的无量纲数值:< 0.1 为高度单分散(颗粒尺寸均一),> 0.2 表示分布很宽或存在聚集体。PDI 高且 Z-average 大时,通常意味着发生了聚集。
Derived intensity(衍生光强)
经激光功率和衰减器校正后的平均散射光强度(counts per second)。受颗粒尺寸和浓度影响,变化可指示聚集(增加)或降解(减少)。也是 SLS 计算分子量和 B22 的关键输入。
Peak parameters(峰参数)
通过正则化算法(DynaLS、CONTIN 或非负最小二乘法 NNLS)将多分散样品解析为不同的亚群("峰")。峰参数用于描述多模态分布(如单体和寡聚体混合物)。包括:
应用类型 / 适用场景 / 输出参数
Colloidal stability:适用场景 在蛋白溶液和生物制药开发中,用 B22、kD 和 G22 预测蛋白的聚集倾向。这些参数量化溶液中蛋白分子(与溶剂)之间的非特异性相互作用;输出参数 B22、kD、G22
B22(second virial coefficient,第二维里系数)
热力学参数,通过 SLS 测量蛋白浓度系列中的自缔合程度,适用于稀溶液。
kD(diffusion interaction parameter,扩散相互作用参数)
动力学参数,通过 DLS 测量浓度系列中扩散系数的浓度依赖性变化。
B22 和 kD 通常在同一次光散射实验中同时测得,均来自蛋白浓度系列的测量。G22(Kirkwood-Buff integral,Kirkwood-Buff 积分)
从与 B22 和 kD 相同的光散射数据计算,但采用更适合浓缩溶液的分析方法。B22 适用于稀溶液;在高浓度下(如皮下给药制剂),蛋白拥挤效应显著,G22 比 B22 更准确。
与 B22/kD 不同,G22 在稀释系列的每个浓度点各有一个离散值。
应用类型 / 适用场景 / 输出参数
Isothermal:适用场景 在恒定温度下评估候选物的生物物理特性,确定生物制品在储存条件下的货架期和有效性。采集荧光、SLS 和/或 DLS 数据,检测折叠、聚集或粒径变化等降解迹象;输出参数 k-values(荧光、SLS & DLS)
Isothermal with reporter dye:适用场景 同等温应用,但使用 470 nm 激发的外源染料;输出参数 k-values(荧光、SLS & DLS)
Out-of-the-box stability:适用场景 同等温实验,但样品可从仪器取出存放在外部培养箱中,定期放入 Aunty 读数。软件自动将结果拼接为连续文件;输出参数 k-values(荧光、SLS & DLS)
Out-of-the-box with reporter dye:适用场景 同离机实验,但使用 470 nm 激发的外源染料;输出参数 k-values(荧光、SLS & DLS)
等温(或离机)实验的数据按平均寿命指数衰减模型分析:软件执行单相、双相和三相拟合,将 k 值确定为衰减速率(衰减常数 τ 的倒数)。
k 值越小,变化越慢,样品越稳定。
DSF、DLS、SLS 各回答一个问题:DSF 看蛋白何时去折叠,DLS 看颗粒大小和分布,SLS 看聚集和自缔合。候选物初筛时,先按 Tm 和 Tagg 排序;要做高浓度制剂,再看 kD 和 B22,浓度很高时改看 G22。到了储存稳定性评估,用等温实验的 k 值比较配方。这些数据来自同一次实验,不用为每个参数另外准备样品。