Mi a felületi plazmon-rezonancia?
A felületi plazmon-rezonancia (SPR) lehetővé teszi a biomolekuláris kölcsönhatások valós idejű, jelölésmentes kimutatását.
SPR akkor jön létre, amikor polarizált fény egy elektromosan vezető felületre esik két közeg határfelületén. Ez elektron töltéssűrűség-hullámokat, úgynevezett plazmonokat hoz létre, amelyek a visszavert fény intenzitását egy meghatározott szögben, az úgynevezett rezonancia-szögben csökkentik, az érzékelő felületén lévő tömeggel arányosan.
A Biacore SPR-rendszereket elsősorban a gyógyszerfejlesztésben, a minőségellenőrzésben és az élettudományi alapkutatásokban használják.
Jelzésmentes kölcsönhatások követése valós időben
A Biacore vizsgálatokban a célmolekulákat, leggyakrabban fehérjéket immobilizálják egy előkészített arany szenzorfelületen, és a potenciális kölcsönhatási partnert oldatban tartalmazó mintát egy sor áramlási cellán keresztül a felületre fecskendezik.
A kölcsönhatás során polarizált fényt irányítanak a szenzorfelület felé, és a minimális intenzitású visszavert fény szögét detektálják. Ez a szög a molekulák kötődésével és disszociációjával változik, így a kölcsönhatás profilja valós időben egy szenzorgrammban rögzül.
Milyen kölcsönhatások tanulmányozhatók?
A biacore rendszerek (elvileg) bármilyen molekula kölcsönhatásának tanulmányozására használhatók, a szerves vegyületektől a fehérjékig, nukleinsavakig, glikoproteinekig, sőt vírusokig és egész sejtekig. Mivel a válasz a tömegkoncentráció változását méri, a kölcsönható anyag moláris egységére jutó válasz arányos a molekulatömeggel (a kisebb molekulák kisebb moláris válaszokat adnak).
A mai műszerekkel nincs alsó határ a szerves molekulák esetében.
Milyen minták használhatók?
Az SPR detektálási elv nem igényli, hogy az interaktánsok egyikét sem kell jelölni, és a mérések összetett keverékeken, például sejttenyésztési felülúszókon vagy sejtkivonatokon, valamint tisztított interaktánsokon is elvégezhetők. A komplex mintamátrixban megfigyelt interaktáns azonosságát a felülethez kötött partner kölcsönhatásspecifikussága határozza meg. Az SPR detektálási elve nem invazív, és egyformán jól működik tiszta és színes vagy átlátszatlan mintákon.
Hogyan jelennek meg a felületi plazmon-rezonancia adatok?
A biacore rendszerek két molekula közötti kölcsönhatást monitoroznak, amelyek közül az egyik az érzékelő felületéhez kapcsolódik, a másik pedig szabadon van az oldatban. A szenzorgram a válasznak az idő függvényében történő ábrázolása, amely a kölcsönhatás előrehaladását mutatja. Ez a görbe az elemzés során közvetlenül a számítógép képernyőjén jelenik meg.
Mit mutat a szenzorgram?
A minta befecskendezése során pozitív válasz látható a szenzorgramon, mivel az analit (a Biacore-alapú vizsgálatokban az oldatban lévő kölcsönhatási partner) kötődik a ligandumhoz (a Biacore-alapú vizsgálatokban a szenzor felületéhez kötött kölcsönhatási partner). A válasz csökken a disszociáció során. Egy elemzési ciklus befejezése után a regeneráló oldatot átvezetik a szenzorchipen, eltávolítva a megkötött analitot, előkészítve a következő elemzési ciklust.
A lenti sematikus ábra egy szenzorgrammot mutat. A görbe alatti sávok jelzik a szenzorfelületen áthaladó oldatokat.
Milyen adatok nyerhetők egy kölcsönhatásból?
A kölcsönhatásból származó adatok egy szenzorgramban jelennek meg, amely kvantitatív adatokat szolgáltat:
- Kötődés
A kölcsönható partner kötődik a célmolekulához? - Speticitás
Milyen mértékben lép keresztreakcióba a kölcsönható partner más molekulákkal? - Koncentráció
Mennyire van jelen és aktív az adott molekula? - Kinetika
Milyen gyorsan történik az asszociáció és a disszociáció? - Affinitás
Milyen erős a kötődés?
Hogyan értelmezzek egy szenzorgrammot?
A szenzorgram alakja információt ad a kölcsönhatásról. Az alábbiakban néhány példát mutatunk a szenzorgram alakjának értelmezésére.
A célmolekula kötődése
Nincs célmolekula kötődése
Gyors asszociáció és disszociáció (görbe meredeksége)
Lassú asszociáció és disszociáció
Erős kölcsönhatás
.
Genge kölcsönhatás
Sokszoros kötődés, változások a válaszban
Sokszoros kötődés, nincs válasz