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TSA检测技术:生物科研领域的关键分子探针与应用变革
发布日期:2025 . 10 . 28
外泌体脂质体

自现代生命科学研究进入分子层面,蛋白质功能与互作分析成为破解生物机制、推动药物研发的核心方向。TSA检测(Thermal Shift Assay,热迁移分析)作为测定蛋白质热转变稳定性的关键技术,凭借对蛋白质分子状态的精准捕捉能力,不仅为科研人员提供了观察蛋白质热变性过程的“微观窗口”,更在大规模筛选特定蛋白配体的场景中发挥着不可替代的作用。青云瑞晶作为一家专业的CRO(研发服务提供商),将TSA检测技术深度整合到服务体系中,通过标准化实验流程与个性化方案设计,助力科研团队高效探索蛋白质功能,加速药物研发与生命科学研究进程。

 TSA检测技术:生物科研领域的关键分子探针与应用变革

 

一、重新认识TSA检测:不止是“热稳定性测定”

提到TSA检测,多数人首先联想到“蛋白质热稳定性分析”,但这项技术的价值远不止于此。从本质上看,TSA检测是通过追踪蛋白质在温度变化下的结构状态,间接反映蛋白质与其他分子(如配体、小分子化合物)互作关系的“分子探针”。

其核心定位可从两方面解读:一方面,作为基础研究工具,TSA检测能帮助科研人员判断蛋白质本身的稳定性特征:比如不同缓冲液、pH值、温度条件对蛋白质折叠状态的影响,为蛋白质纯化、保存及结构解析提供关键数据;另一方面,作为应用研究手段,TSA检测可实现“大规模筛选特定蛋白的配体”,当配体与目标蛋白结合时,会改变蛋白质的热变性阈值,通过对比结合前后的荧光信号变化,即可快速筛选出具有结合活性的配体分子,这一特性使其成为药物研发初期“靶点-配体”筛选的核心技术之一。

二、TSA检测实验原理:从“热变性”到“荧光信号”的转化逻辑

TSA检测的核心原理,是利用蛋白质热变性过程中的结构变化与荧光染料的特异性结合,将“蛋白质稳定性”转化为可量化的“荧光信号”,整个过程可拆解为三个关键步骤,每一步都体现了技术对分子状态的精准捕捉。

第一步:“蛋白质的热变性触发”

在自然状态下,蛋白质通过折叠形成稳定的空间结构,疏水性氨基酸残基组成的疏水基团被包裹在结构内部,避免与外界水环境接触;当环境温度逐渐升高并达到其转变温度区间时,蛋白质会发生协同性的去折叠,从“天然折叠状态”转化为“变性解折叠状态”,原本隐藏的疏水基团随之暴露在溶液中。这一过程是TSA检测的“信号源头”,也是判断蛋白质稳定性的基础。

第二步:“荧光染料的特异性结合”

实验中使用的荧光染料Sypro Orange,具有“疏水基团亲和性”的独特特性。在未结合状态下,Sypro Orange在水溶液中荧光信号极弱;而当蛋白质变性暴露疏水基团后,染料分子会迅速与之结合,其分子构象发生改变,荧光活性被激活。这种“结合即发光”的特性,让蛋白质的热变性过程有了“可视化标记”,也为后续信号检测提供了可能。

第三步:“荧光信号的检测与解读”

青云瑞晶在实验中会使用配备适用于蛋白染料滤光片的实时荧光定量PCR仪或专用蛋白热稳定性分析仪,以固定速率升高温度(通常为每分钟0.5-1℃),同时持续监测溶液中的荧光强度变化。随着温度升高,蛋白质变性比例逐渐增加,结合的Sypro Orange数量也随之增多,荧光强度会呈现“缓慢上升-快速激增-趋于平稳”的曲线变化,这条曲线被称为“蛋白质熔解曲线”。

科研人员通过分析熔解曲线,可计算出蛋白质的“熔解温度(Tm 值)”——即蛋白质50%发生变性时的温度,Tm值越高,说明蛋白质热稳定性越强。当目标蛋白与配体结合时,配体会像“支架”一样稳定蛋白质结构,导致Tm值升高,通过对比“结合配体”与“未结合配体”的Tm值差异,即可判断配体与蛋白质的结合活性,这也是TSA检测大规模筛选蛋白配体的核心逻辑。

三、青云瑞晶:让TSA 检测“从技术到成果”更高效

TSA检测的价值实现,不仅依赖技术本身的优势,更需要专业的实验设计与数据分析支持。青云瑞晶凭借对TSA检测技术的深度理解与丰富服务经验,成为连接技术与科研成果的“桥梁”。

在实验方案设计阶段,青云瑞晶的技术团队会先与客户进行“需求拆解”:明确目标蛋白的特性(如分子量、已知稳定性参数、是否有活性位点)、实验目的(是基础稳定性表征还是大规模配体筛选)、预期检测规模(单批次样品数量、是否需要重复验证),再结合这些信息定制实验方案。

在实验实施与质量控制环节,青云瑞晶建立了级质控体系”:一级质控针对样品,接收客户样品后,先通过紫外分光光度法检测蛋白浓度与纯度,确保样品符合实验要求;二级质控针对数据,实验完成后,通过软件分析熔解曲线的相关性、重复性,剔除异常数据并给出误差分析报告。这种全流程质控模式,让客户拿到的每一份数据都可追溯、可验证。

在数据分析与结果交付阶段,青云瑞晶不仅提供原始荧光数据与Tm值计算结果,还会出具“结果解读报告”。结合客户的研究目标,分析不同样品的稳定性差异、配体结合活性排序,并给出后续实验建议。

随着生命科学研究与药物研发的不断深入,TSA检测的应用场景正从传统的基础科研,向更广阔的产业领域延伸。在基础研究层面,TSA 检测已开始与冷冻电镜、X 射线晶体学等技术形成配合,通过快速评估蛋白在不同条件下的稳定性或筛选出能提高蛋白稳定性的配体,为后续成功解析高分辨率结构提供高质量的蛋白样品;在产业应用层面,TSA 检测被用于生物制药的质量控制与候选分子优化环节,例如快速评估不同配方对抗体药物稳定性的影响,或筛选热稳定性更高的酶分子。青云瑞晶也在持续探索TSA检测的技术边界,目前已开发出“TSA 检测与等温滴定量热法(ITC)联用”的方案,实现“快速筛选-精准验证”的无缝衔接。未来,随着自动化设备、新型荧光染料的不断升级,TSA检测将在“更高通量、更高灵敏度、更广泛适配性”的方向上持续突破,而青云瑞晶也将继续以技术服务为核心,让TSA检测成为推动科研创新与产业发展的“加速器”。

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