Pintaplasmoniresonanssi

Mitä on pintaplasmoniresonanssi?

Pintaplasmoniresonanssi (SPR) mahdollistaa biomolekyylien vuorovaikutusten reaaliaikaisen, merkkausvapaan havaitsemisen.
SPR syntyy, kun polarisoitunut valo osuu sähköä johtavaan pintaan kahden väliaineen rajapinnassa. Tämä synnyttää plasmoniksi kutsuttuja elektronin varaustiheysaaltoja, jotka vähentävät heijastuneen valon voimakkuutta tietyssä kulmassa, jota kutsutaan resonanssikulmaksi, suhteessa anturin pinnalla olevaan massaan.

Biacore SPR-järjestelmiä käytetään pääasiassa lääkekehityksessä, laadunvalvonnassa ja biotieteiden perustutkimuksessa.

Seuraa merkkausvapaita vuorovaikutuksia reaaliajassa

Biacore-määrityksissä kohdemolekyylit, useimmiten proteiinit, immobilisoidaan valmistetulle kultaiselle anturipinnalle, ja näyte, joka sisältää liuoksessa olevaa potentiaalista vuorovaikutuskumppania, ruiskutetaan pinnan yli virtaussolujen sarjan läpi.

Vuorovaikutuksen aikana polaroitua valoa ohjataan anturin pintaa kohti, ja heijastuneen valon pienimmän intensiteetin kulma havaitaan. Tämä kulma muuttuu, kun molekyylit sitoutuvat ja dissosioituvat, ja vuorovaikutusprofiili tallentuu siten reaaliaikaisesti sensorogrammiin.

Millaisia vuorovaikutuksia voidaan tutkia?

Biacore-järjestelmiä voidaan käyttää vuorovaikutusten tutkimiseen, joissa on osallisena (periaatteessa) minkä tahansa molekyylin vuorovaikutus, orgaanisista yhdisteistä proteiineihin, nukleiinihappoihin, glykoproteiineihin ja jopa viruksiin ja kokonaiseen soluun. Koska vaste on massakonsentraation muutoksen mitta, vaste vuorovaikuttajan mooliyksikköä kohti on verrannollinen molekyylipainoon (pienemmät molekyylit antavat pienemmät moolivasteet).

Nykyaikaisilla mittalaitteilla ei ole alarajaa orgaanisille molekyyleille.

Mitä näytteitä voidaan käyttää?

SPR:n havaitsemisperiaate ei edellytä, että yksikään interaktantti on leimattu, ja mittauksia voidaan tehdä monimutkaisista seoksista, kuten soluviljelmien supernatanteista tai soluuutteista, sekä puhdistetuista interaktanteista. Monimutkaisessa näytematriisissa seurattavan interaktantin identiteetti määräytyy pintaan kiinnitetyn kumppanin vuorovaikutusspesifisyyden perusteella. SPR:n havaitsemisperiaate ei ole invasiivinen, ja se toimii yhtä hyvin sekä kirkkaissa että värillisissä tai läpinäkymättömissä näytteissä.

Miten pintaplasmoniresonanssitiedot näytetään?

Biacore-järjestelmillä seurataan kahden molekyylin vuorovaikutusta, joista toinen on kiinnittyneenä anturin pintaan ja toinen on vapaana liuoksessa. Sensorogrammi on vasteen ja ajan välinen kuvaaja, joka osoittaa vuorovaikutuksen etenemisen. Tämä käyrä näytetään suoraan tietokoneen näytöllä analyysin aikana.

Mitä sensorogrammissa näkyy?

Näytteen injektion aikana sensorogrammissa näkyy positiivinen vaste, kun analyytti (vuorovaikutuskumppani liuoksessa Biacore-pohjaisissa määrityksissä) sitoutuu ligandiin (vuorovaikutuskumppani, joka on kiinnittynyt sensorin pintaan Biacore-pohjaisissa määrityksissä). Vaste pienenee dissosioitumisen aikana. Kun analyysisykli on päättynyt, regenerointiliuos ohjataan anturisirun yli, jolloin sitoutunut analyytti poistetaan ja valmistaudutaan seuraavaan analyysisykliin.

Alla olevassa kaaviokuvassa on esitetty sensorogrammi. Käyrän alapuolella olevat palkit osoittavat liuokset, jotka kulkevat sensorin pinnan yli.

Mitä tietoja vuorovaikutuksesta saadaan?

Vuorovaikutuksesta saatavat tiedot esitetään sensorigrammissa, joka antaa kvantitatiivista tietoa seuraavista:

Sitoutuminen
Sitoutuuko vuorovaikutuskumppani kohdemolekyyliin?
Spesifisyys
Missä määrin vuorovaikutuskumppani reagoi ristiin muiden molekyylien kanssa?
Konsentraatio
Miten paljon tiettyä molekyyliä on läsnä ja aktiivinen?
Kinetiikka
Mitkä ovat assosiaatio- ja dissosiaationopeudet?
Affiniteetti
Kuinka vahvaa sitoutuminen on?