光波导模式谱(optical waveguide lightmode spectroscopy， OWLS)是一种非标记光学检测方法，主要是研究生物分子相互作用/定性定量的多功能仪器，在集成光学领域中是一个相对较新的产物。OWLS 是一种通过检测波导附近的有效折射率的变化进行传感，同时对TM/TE 两种传导模式进行测定，可以实时原位分析样品质量与相互作用动态过程的生物传感技术。

此设备含有两组测试模块：

1，表面光波导模式谱模块，原理类似于等离子共振(SPR， Surface Plasmon Resonance)技术，表面用于表征折射率改变的光学专业技术。所以SPR技术的应用均适用于光波导模式谱，但光波导模式谱比SPR优异性在于：

波导模式谱（OWLS）可以测试表面相互集合涂层的两个独立参数：厚度和折射率的**值，这样可以准确地计算出集合涂层的质量，技术可靠。 SPR只能测试折射率的相对变化。

另外波导模式谱（OWLS）使用玻璃芯片，可以非常容易修饰，例如使用金属氧化物，可以拓展各种表面研究。SPR只能使用金膜芯片。

2，石英晶体微天平模块（QCM）

波导模式谱（OWLS）是一个开放平台，非常容易拓展：可以结合电化学技术，称之为EC-OWLS。

应用领域包括：

薄膜、自组装单分子层的形成及性质，蛋白质、核苷、医药品、表面活性剂等分子间的交互作用。

免疫反应，细胞动力学，蛋白质组学，核酸组学，配体/受体的结合，分子自组装，药物研发，病毒检测，

功能材料研究，食品质量监测，环境污染监测，原位检测，纳米科学领域，聚合与分解的动力学分析

* 广泛应用于(不局限于)DNA低聚体、RNA、多肽、蛋白质相互作用；

* 蛋白质/多肽与脂质/囊结合；

* 动力学速度常数(on-forward-association， off-reverse-dissociation)；

* 浓缩监控；

* 序列识别，抗原决定基筛选及扫描；

从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖直至类脂、噬菌体、病毒和细胞，为了满足分析各种生物体系的要求，公司专门设计了多种传感器芯片，每一种芯片都具有良好的品质能提供给科学工作者。蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA、DNA-DNA、抗原-抗体及受体-配体等的相互作用通过OWLS技术得到进一步量化的阐述，免疫反应/药物研发/病毒检测/细胞动力学分析/功能材料研究/纳米科学领域/环境监测……与热生物传感器和酶电极技术相比，OWLS以其样品不必标记、高灵敏度、基线稳定、再生方法广泛、响应快速、反复使用性、重现性好、试剂准备简单和操作简易而独树一帜。

波导模式谱仪（OWLS）产品性能价格比高，可以加载石英晶体微天平模块（QCM），功能更为强大。

修饰芯片种类多且便宜，成功使用我们设备做研究并发文章的用户有：

浙江大学，山东大学，厦门口腔研究院，苏州大学，华南农业大学等

技术参数：

原理：光栅将氦-氖激光以一特定的共振角度耦合进入波导层，耦合角度会敏感地随着吸附分子种类及芯片表面覆盖介质的折射率变化而变化。当精确地测量到耦合角度时，可极其灵敏的检测出被吸附物质的量。

检测方法：检测反射光强度和检测相位

传感器：氨基修饰波导传感器表面，可使传感器表面再生；抗体共价结合在传感器表面，可使测量再生循环，检测并延长传感器寿命，稳定、优化传感器

激光器：稳功率 He-Ne 激光器

入射光：入射光包含 TM 和 TE 两种模式

系统加样元件：可实现无气泡、样品池的液体流速可控的目的，可选20μl~500μl的加样环用于控制加样体积

温控部件：可加热和冷却系统感应架，无震动；温度范围大（20~80℃），控温稳定，误差小于±0.1℃

表面备用配件：与各种质谱**匹配，目前**的生物分子作用分析与质谱分析结合的OWLS-MS技术，能快速有效地鉴定未知蛋白

可选配件：电-化学OWLS系统：ITO覆膜的OW2400传感器和EC样品池，可在电场中检测表面吸附。荧光-OWLS测量系统：特制荧光样品池可将荧光标记和OWLS法结合，荧光-生物感应软件模块用于数据分析

自动折射计：为缓冲液特别设计的，可在线和离线测量覆盖介质的折射率，增强计算准确度

稳压/稳流装置：可运行标准技术，如循环伏安法、计时电流法、方波法及微分脉冲伏安法

生物感应分析软件：BioSense是与MS Windows兼容的应用软件，可灵活控制OWLS120设备的测量、数据的获取、分析和存储。（1）测量：可实时高效地监控、跟踪、定量化学和生物化学反应或吸附，快速而简便地进行测量和分析。（2）对设备全程控制：步进电机控制，对光电流、温度测量的自动控制，定时，角度参考点的自动校准等。（3）可视化：嵌入图表工具使测量过程持续实时可视化。（4）分析：提供传感芯片光学参数的评估，包括：光导膜和吸附物质的折射率、厚度，覆盖介质的折射率，芯片参数的自我校准，每cm2吸附的质量，结合动力学信息。 （5）数据导出：测量结果可转换为常用制表和电子制表格式（Excel， Origin，等），密码保护使用者的文件。 （6）多人使用环境：密码保护使用者的文件、个性化登录和测量的条件设置。（7）存储：全面的数据库结构为多层文件夹和文档提供密码保护。每个测量可按项目和实验归类，关键词和文档区可填入测量条件的细节描述，所有与测量、传感器、用户相关的数据均可作为研究条件出现在数据库中

进样体积：10～750ul

速度（分析时间）：1～15分钟/样品

折光率范围：1.30～1.80

在线去背景对照：手动

温度：20~80℃

基线噪音：<10-7（折射率）

基线漂移：<10-8>

浓度分析：10-7ng/ml

*重复性：单个点；在同一芯片上检测，且检测条件可控，重复性好

能否实时检测：能实时检测，动态地监测生物分子相互作用的全过程

能否跟踪监控：能跟踪监控固定配体的稳定性

*灵敏度：高灵敏度，适合检测痕量样品和含量特别低的成分

可靠性：为药物研发和制药企业提供全面的技术控制和结果论证

检测 极 限：

*HSP-70蛋白：1pg/ml（用70 KDa热休克蛋白HSP70的单克隆抗体测得）

*TNFa： 从数量级达100pg/ml的部分纯化样品中检测出TNFa。

*E.Coli ： 3×103CFU/ml（用埃希氏菌属E.Coli的单克隆抗体测得）。

*二硝基苯胺除草剂氟乐灵：可增强对10ug/ml抗原和1：2000抗血清稀释液的感应性，提供2×10-7～3×10-5ng/ml范围内氟乐灵的标准曲线。

*结论：pg级，适合检测痕量样品和含量特别低的成分

主要特点：

（1） 凡是色谱仪、光谱仪、质谱仪、酶标仪、FT-IR、BIACORE等仪器或方法能做到的领域或实验，OWLS都能做得更好，更快，也可与这些方法联合使用；而且OWLS价格上更能接受；

（2） 新型的非标记光学检测方法，即：待测物无需标记，保持原有生物活性，试剂准备简单和操作简易。

（3） 连续实时监测反应动态学，即：OWLS可以得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况，提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。

（4） OWLS 描绘的实时检测图谱有利于研究特异性吸附过程中的结合动力学，根据结合曲线，可以方便地计算出结合量，结合(解离)速度，以及两种物质的亲和常数等参数（Ka10³~10⁷M^-1S^-1，Kd5×10^-6~1S^-1，亲和性10⁴~2×10¹⁰ M^-1）。通过它能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解生物分子的结合过程共有多少个协同者和参与者；研究两分子之间相互作用的比例、结合位点、抗原决定族的位点、突变后活力大小的变化、复合物形成次序等等，都可以用OWLS来完成。

（5） 检测更灵敏，即：高灵敏度pg级，适合检测痕量样品和含量特别低的成分；

（6） 如果简单地测量一个纯物质的浓度，有很多方法可以选择。但是如果想知道，某种复合物中其中一个组分的浓度，则很难实现。用OWLS技术可以很轻松做到这一点。先将待测物的抗体耦联到芯片表面，再将一系列不同浓度的标样流过芯片，得到一条标准曲线，此时将混合物流过芯片，根据信号强度大小就可以得到原混合物中某组分的浓度。如果待测物很小，可以采取竞争的方法实现。

（7） 快捷，即：1～15分钟/样品。

操作和维修成本低廉

优异的性能价格比，功能=SPR+QCM，价格是一台设备价格