Povrchová plazmonová rezonance

Co je to povrchová plazmonová rezonance?

Povrchová plazmonová rezonance (SPR) umožňuje detekci biomolekulárních interakcí v reálném čase bez použití značek.
SPR nastává, když polarizované světlo dopadá na elektricky vodivý povrch na rozhraní dvou prostředí. Vznikají vlny hustoty elektronového náboje zvané plazmony, které snižují intenzitu odraženého světla pod určitým úhlem známým jako rezonanční úhel, úměrně hmotnosti na povrchu senzoru.

Systémy Biacore SPR se používají především při vývoji léčiv, kontrole kvality a základním výzkumu v oblasti věd o živé přírodě.

Sledujte bezznačkové interakce v reálném čase

V testech Biacore jsou cílové molekuly, nejčastěji proteiny, imobilizovány na připravený zlatý povrch senzoru a vzorek obsahující potenciálního interakčního partnera v roztoku je vstřikován přes povrch sérií průtokových buněk.

V průběhu interakce je polarizované světlo směrováno na povrch senzoru a je detekován úhel minimální intenzity odraženého světla. Tento úhel se mění s tím, jak se molekuly vážou a disociují, a profil interakce se tak zaznamenává v reálném čase do senzogramu.

Jaké druhy interakcí lze studovat?

Systémy Biacore lze použít ke studiu interakcí zahrnujících (v zásadě) jakýkoli druh molekuly, od organických sloučenin po proteiny, nukleové kyseliny, glykoproteiny a dokonce i viry a celé buňky. Protože odezva je mírou změny hmotnostní koncentrace, je odezva na molární jednotku interaktantu úměrná molekulové hmotnosti (menší molekuly dávají nižší molární odezvy).

Pro organické molekuly neexistuje s dnešními přístroji žádná spodní hranice.

Jaké vzorky lze použít?

Princip detekce SPR nevyžaduje, aby byl některý z interaktantů označen, a měření lze provádět na komplexních směsích, jako jsou supernatanty buněčných kultur nebo buněčné extrakty, a také na purifikovaných interaktantech. Identita sledovaného interaktantu ve složité matrici vzorku je určena specifičností interakce partnera navázaného na povrch. Princip detekce SPR je neinvazivní a funguje stejně dobře na čirých i barevných nebo neprůhledných vzorcích.

Jak se zobrazují data povrchové plazmonové rezonance?

Systémy Biacore monitorují interakci mezi dvěma molekulami, z nichž jedna je připojena k povrchu senzoru a druhá je volná v roztoku. Senzorgram je graf závislosti odezvy na čase, který ukazuje průběh interakce. Tato křivka se v průběhu analýzy zobrazuje přímo na obrazovce počítače.

Co se zobrazuje na senzorgramu?

Během vstřikování vzorku lze na senzorgramu pozorovat pozitivní odezvu, protože analyt (interakční partner v roztoku v analýzách založených na systému Biacore) se váže na ligand (interakční partner, který je v analýzách založených na systému Biacore připojen k povrchu senzoru). Během disociace se odezva snižuje. Po dokončení analytického cyklu se přes senzorový čip přežene regenerační roztok, čímž se odstraní navázaný analyt a připraví se na další analytický cyklus.

Níže uvedený schematický obrázek znázorňuje senzorgram. Sloupce pod křivkou označují roztoky, které procházejí přes povrch senzoru.

Jaké údaje lze získat z interakce?

Údaje z interakce jsou prezentovány v senzorgramu a poskytují kvantitativní údaje o:

• Vazbě
  Váže se interagující partner na cílovou molekulu?
• Specifičnost
  Do jaké míry interagující partner zkříženě reaguje s jinými molekulami?
• Koncentrace
  Kolik je daná molekula přítomna a aktivní?
• Kinetika
  Jaké jsou rychlosti asociace a disociace?
• Afinita
  Jak silná je vazba?

Jak interpretovat senzorgram?

Tvar senzorgramu poskytuje informace o interakci. Níže je uvedeno několik příkladů interpretace tvaru senzorgramu.